前面我们提到了前处理的两个关键工序:脱脂和磷化。我们几乎已经引入了脱脂。再来说说磷化。
加磷
所谓磷化处理,是指金属表面与含有磷酸二氢盐的酸性溶液接触,发生化学反应,在金属表面形成稳定的、不溶的无机化合物薄膜的一种表面化学处理方法,所得薄膜称为磷化膜。
它具有微孔结构,在正常大气条件下相对稳定,具有一定的防锈能力。作为漆膜的底层,能显著提高涂层的附着力和耐腐蚀性。磷化膜作为电泳涂装的底层,在汽车行业几乎100%使用。
磷化处理分类
磷化处理的分类方法很多,工业上常用的有以下几种:
(1)根据组成磷化液的磷酸盐的分类,有磷酸锌、磷酸锰和磷酸铁。此外,还有在磷酸锌中加入钙的锌钙系列,以及在磷酸锌中加入镍和锰的所谓“三元系”磷化。
(2)按磷化温度分类,有高温磷化(80以上)、中温磷化(50 ~ 70)和低温磷化(40以下)。
(3)根据磷化施工方法,有喷涂磷化、浸渍磷化、喷涂-浸渍磷化和刷涂磷化。
(3)根据磷化膜的质量,有重型(7.5g/m2以上)、中型(4.3g/m2 ~ 7.5g/m2)、轻型(1.1g/m2 ~ 4.3g/m2)、超轻型(0.3g/m2 ~ 1.1g/m2)。
磷酸锌、磷酸锌钙和磷酸铁适用于涂布底层,其中磷酸锌应用最广泛。磷酸锰磷化膜主要用于满足润滑性和耐磨性的要求。
磷化膜的组成和成膜机理
磷化膜的组成
钢在不同磷化液中形成的膜的成分见表。
钢铁表面磷化膜的组成和外观
类型
解决方案的主要组件
膜层的主要成分
薄膜外观
锌系列
磷酸锌系统
Zn2,
三碱式磷酸锌
浅灰色、深灰色、深灰色
锌钙磷酸盐系统
锌、钙、
钙锌磷酸盐
锌锰磷酸盐体系
Zn2,Mn2,
磷酸锌锰
磷酸锰系统
Mn2,
磷酸锰
浅灰色、深灰色、深灰色
磷酸铁系统
FE2,
磷酸铁
深灰色
我,
磷酸铁和氧化铁
膜层在(0.1 ~ 1) g/m2时为彩虹色,大于1g/m2时为深灰色。
1.3.2.2磷化膜形成机理
比如我们以锌系磷化为例。
磷化膜的成膜机理明确。磷酸锌溶液通常含有磷酸、磷酸二氢锌、氧化剂和促进剂,基本磷化反应如下:
FE+2 h3po 4FE(h2po 4)2+2H
(基体)(磷化液)
2H +
氧气 H2O
(氧化剂)
硫酸亚铁离子
O2铁磷酸盐+磷酸
H2O
(氧化剂)(沉淀)
当铁与磷化液接触时,铁不断溶解,H3PO4不断消耗,并释放出氢气。此时,铁与磷化液接触的界面酸度降低,pH值升高,处理液中的成分反应如下:
3Zn(h2po 4)2+4 H2OZn3(PO4)24 H2O+4 h3po 4
(磷化液)(膜的组成)
FE+2Zn(h2po 4)2+4 H2O+O2Zn2FE(PO4)24 H2O+2h3po 4+H2O
(磷化液)(膜的组成)
所得的水不溶性Zn3(PO4)24h2o和Zn2fe(PO4)24h2o覆盖金属表面形成磷化膜。
在前处理工序中,脱脂和磷化都会产生大量的废气和废水,直接配送会给环境带来很大的破坏,但基本上这些关键工序都留在了表面处理工序。因此要求配备配套的环保设备和原料进行中和净化。