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慧聰表面處理網(wǎng)：影響磷化的因素很多，當(dāng)磷化膜出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可以從磷化工藝參數(shù)、促進(jìn)劑、磷化工藝（含設(shè)備）管理以及被處理鋼材表面幾大方面考慮。
磷化工藝參數(shù)的影響
1、總酸度————總酸度過(guò)低、磷化必受影響，因?yàn)榭偹岫仁欠从沉谆簼舛鹊囊豁?xiàng)指標(biāo)?？刂瓶偹岫鹊囊饬x在于使磷化液中成膜離子濃度保持在必要的范圍內(nèi)。
2、游離酸度————游離酸度過(guò)高、過(guò)低均會(huì)產(chǎn)生不良影響。過(guò)高不能成膜，易出現(xiàn)黃銹；過(guò)低磷化液的穩(wěn)定性受威脅，生成額外的殘?jiān)Ｓ坞x酸度反映磷化液中游離H+的含量。控制游離酸度的意義在于控制磷化液中磷酸二氫鹽的離解度，把成膜離子濃度控制在一個(gè)必須的范圍。磷化液在使用過(guò)程中，游離酸度會(huì)有緩慢的升高，這時(shí)要用堿來(lái)中和調(diào)整，注意緩慢加入，充分?jǐn)嚢?，否則堿液局部過(guò)濃會(huì)產(chǎn)生不必要的殘?jiān)?，出現(xiàn)越加堿，游離酸度越高的現(xiàn)象。單看游離酸度和總酸度是沒(méi)有實(shí)際意義的，必須一起考慮。
3、酸比————酸比即指總酸度與游離酸度的比值。一般的說(shuō)酸比都在5~30的范圍內(nèi)。酸比較小的配方，游離酸度高，成膜速度慢，磷化時(shí)間長(zhǎng)，所需溫度高。酸比較大的配方，成膜速度快，磷化時(shí)間短，所需溫度低。因此必須控制好酸比。
4、溫度————磷化處理溫度與酸比一樣，也是成膜的關(guān)鍵因素。不同的配方都有不同的溫度范圍，實(shí)際上，他在控制著磷化液中的成膜離子的濃度。溫度高，磷酸二氫鹽的離解度大，成膜離子濃度相應(yīng)高些，因此可以利用此種關(guān)系在降低溫度的同時(shí)提高酸比，同樣可達(dá)到成膜，其關(guān)系如下：
70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃
1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25
生產(chǎn)單位確定了某一配方后，就應(yīng)該嚴(yán)格控制好溫度，溫度過(guò)高要產(chǎn)生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。溫度過(guò)低，成膜離子濃度總達(dá)不到濃度積，不能生成完整磷化膜。溫度過(guò)高，磷化液中可溶性磷酸鹽的離解度加大，成膜離子濃度大幅度提高，產(chǎn)生不必要的沉渣，白白浪費(fèi)了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫壞，形成一個(gè)新的溫度下的平衡，如，低溫磷化液在溫度失控而升高時(shí)，H2PO4→H++PO43-的離解反應(yīng)向右進(jìn)行，從而使磷酸根濃度升高，產(chǎn)生磷酸鋅沉淀，使磷化液的酸比自動(dòng)升高。當(dāng)磷化液恢復(fù)到原有的溫度時(shí)，原有的平衡并不能恢復(fù)。因此實(shí)際中，當(dāng)磷化液超過(guò)一定溫度后，再降低到原來(lái)的溫度時(shí)，如果不進(jìn)行調(diào)整，就有可能磷化不上。從減少沉渣，穩(wěn)定槽液，保證質(zhì)量來(lái)看，磷化液的溫度變化越小越好。
5、時(shí)間各個(gè)配方都有規(guī)定的工藝時(shí)間。時(shí)間過(guò)短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜層。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于結(jié)晶在已形成的膜上繼續(xù)生長(zhǎng)，可能產(chǎn)生有疏松表面的粗厚膜。二、促進(jìn)劑的影響
促進(jìn)劑是必不可少的成分，如果沒(méi)有他們，磷化將失去意義。磷化液中的促進(jìn)劑，主要指某些氧化劑。氧化劑是作為陰極去極化劑而在磷化配方中采用的一種化學(xué)反應(yīng)型的加速劑。他的主要作用是加速氫離子在陰極的放電速度，促使磷化******階段的酸蝕速度加快，因此可以稱為金屬腐蝕的催化劑。當(dāng)金屬表面接觸到磷化液時(shí)，首先發(fā)生以下反應(yīng)：
Fe+2H+→Fe2++H2↑
這個(gè)反應(yīng)能夠消耗大量的氫離子，促使固液界面的PH上升，進(jìn)而促使磷化液中的磷酸二氫鹽的三級(jí)離解平衡右移，以致使鋅離子濃度和磷酸根濃度在界面處達(dá)到溶度積而成膜。如果不添加一些有效物質(zhì)，陰極析出的氫氣的滯留會(huì)造成陰極極化，使反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，因而磷酸鹽膜的沉積也不能連續(xù)下去。因此，凡能加速這個(gè)反應(yīng)的物質(zhì)，必能加速磷化。氧化劑正是起著陰極去極化的作用而加速反應(yīng)。
常用的氧化劑有******鹽、亞******鹽、雙氧水、溴酸鹽、碘酸鹽、鉬酸鹽、有機(jī)硝基化合物、有機(jī)過(guò)氧化物等。***常用的主要是******鹽、氯酸鹽、亞******鹽。
單獨(dú)使用******鹽做氧化劑時(shí)，不能將二價(jià)鐵完全氧化成三價(jià)鐵，使溶液中二價(jià)鐵離子濃度積累升高，影響磷化膜的生長(zhǎng)速度。因此，不單獨(dú)使用他，而是與亞******鹽或氯酸鹽等配合使用。但是，亞******根、氯酸根的氧化性太強(qiáng)，如果用量過(guò)多，會(huì)使鋼鐵表面發(fā)生鈍化，阻礙磷化反應(yīng)的進(jìn)行。因此必須加入適量的亞******鹽或氯酸鹽。
亞******鹽的缺點(diǎn)是在酸性磷化液中不穩(wěn)定，容易分解，需不斷補(bǔ)充，否則磷化膜極易發(fā)黃。他分解產(chǎn)生的酸氣易使未磷化的濕工件生銹。
氯酸鹽雖然不能產(chǎn)生酸性氣體，在酸液中也穩(wěn)定，但是他會(huì)還原成氯離子。氯離子在槽液中積累，若隨后的水洗不充分，使氯離子留在工件上，會(huì)帶來(lái)很大的后患。一方面污染電泳槽液，另一方面留在涂層下，會(huì)加快腐蝕速度。
過(guò)氧化氫尤其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，他的還原產(chǎn)物是水，他是工業(yè)開發(fā)中***強(qiáng)的氧化劑。使用的濃度很低，大約0.01~0.1g/L，但是他在酸中更不穩(wěn)定，控制要求很高。
此外還有更巧妙的有機(jī)氧化還原劑，比如蒽醌類衍生物。從原理上看，這上一種不消耗的循環(huán)使用的加速劑，他只起氧化載體的作用，利用其氧化性醌先與磷化******階段產(chǎn)生的氫氣作用，自身被還原成酚，再用強(qiáng)制方法使磷化液與氧氣接觸，發(fā)生還原反應(yīng)，又恢復(fù)成醌，同時(shí)給予磷化膜形成反應(yīng)時(shí)必要的氧化電勢(shì)。目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的是******鹽、亞******鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝基化合物、雙氧水的不同組合。******鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝基化合物等在磷化液中都較穩(wěn)定，除定期抽查外，一般不進(jìn)行日常檢測(cè)。而亞******鹽則需隨時(shí)檢測(cè)。濃度不夠時(shí)，立即反映在磷化膜外觀泛黃生銹，因此必須重視。
各種加速劑系統(tǒng)的性能
1、******鹽：加速性高，穩(wěn)定性好
2、******鹽+亞******鹽：加速性高，穩(wěn)定性好
3、氯酸鹽：加速性高，穩(wěn)定性好，但要還原出氯離子
4、氯酸鹽+亞******鹽：加速性高，穩(wěn)定性低，有氯離子還原出
5、高氮有機(jī)化合物：用量少，穩(wěn)定性高，但有還原物積累有的色澤深，影響測(cè)定
6、氯酸鹽+有機(jī)含氮化合物加速性高，還原物的色澤影響測(cè)定
7、過(guò)氧化氫：加速性高，穩(wěn)定性低
8、氯酸鹽+亞******鹽+******鹽：加速性高，穩(wěn)定性低三、被處理鋼材表面狀態(tài)的影響
近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)表明作為磷化膜基底的金屬材料的表面狀態(tài)對(duì)磷化質(zhì)量影響也很大?，F(xiàn)歸納如下：
1、表面碳的污染
鋼鐵表面碳的污染對(duì)磷化處理非常不利，磷化膜質(zhì)量差。碳濃度大的鋼板耐式性差。碳濃度高的部位，磷酸鋅結(jié)晶不能析出，造成磷化膜缺陷，鹽霧試驗(yàn)中會(huì)早期起泡和剝落。因此選材時(shí)就應(yīng)注意這一點(diǎn)。
2、鋼鐵表面氧化膜
鋼鐵表面氧化膜的厚度直接影響磷化及效果。用偏光分析氧化膜與耐蝕性之間關(guān)系后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧化膜厚度小于16*10-6mm時(shí)較好。氧化膜過(guò)厚則耐蝕性差，當(dāng)出現(xiàn)蘭色的氧化膜時(shí)，常常磷化不上。
3、鋼板表面的結(jié)晶方位
有報(bào)導(dǎo)在改變熱處理溫度等鋼板制造條件時(shí)，鋼板表面有不同的結(jié)晶方位，而結(jié)晶方位的不同又影響著磷化性。實(shí)驗(yàn)認(rèn)為：（111）面反應(yīng)性高，其在有氧化劑存在時(shí)比其他結(jié)晶防衛(wèi)有較大的溶解度，這有利與磷化反應(yīng)******步驟——酸蝕，無(wú)疑也有利于整個(gè)磷化過(guò)程。
4、冷軋鋼板組成元素在表面濃化對(duì)磷化的影響
由于熱力學(xué)和金屬物理學(xué)方面的原因會(huì)使冷軋鋼板組成元素在表面濃化，在不同的熱處理?xiàng)l件下將出現(xiàn)的錳忽然磷的表面濃化。當(dāng)錳濃化高時(shí)，磷化反應(yīng)良好。另一方面，P的濃化將延遲晶核的形成和生長(zhǎng)，劣化反應(yīng)性，濃化的P的氧化物，推遲了鐵的溶解，使磷化性降低。而表面的錫、鋁、鈦、鉻、鉛等會(huì)使磷化結(jié)晶粗大，造成耐蝕性降低。
5、鍍鋅板鈍化與采用不同鍍鋅方式的鍍鋅板
鍍鋅板是否經(jīng)過(guò)鈍化對(duì)磷化效果有很大的影響。經(jīng)過(guò)鈍化處理后的鍍鋅板磷化性差，所生成的結(jié)晶雜亂粗大。熱浸鍍鋅與電鍍鋅板相比，前者的磷化性差，后者的磷化性好。各種合金的鍍鋅板磷化差別也很大。
綜上所述，在進(jìn)行磷化處理前，應(yīng)該先對(duì)所處理的材質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的了解，只有這樣，才能選擇好合適的工藝及配方。
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