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磷化处理

磷化成膜机理

磷化主要有以下过程:  

(1)金属的溶解过程

即金属与磷化液中的游离酸发生反应:

M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2

↑

(2)促进剂的加速过程为:  

M(H2PO4)2+Fe+[O]

→

M3(PO4)2+FePO  

由于氧化剂的氧化作用，加速了不溶性盐的逐步沉积，使金属基体与槽液隔离，会限制甚至停止酸蚀的进行。

(3)磷酸及盐的水解

磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐， 其分子式为Me(H2PO4)2，这些酸式磷酸盐溶于水，磷化线厂家，在一定浓度及pH值下发生水解，产生游离磷酸:

Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4

3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4  

H3PO4=H2PO4-+H+= HPO2-4 + 2H+ =PO3-4 + 3H+  

由于金属工件表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，电镀磷化线，较终成为磷酸根。

(4 ) 磷化膜的形成

当金属表面离解出的PO3-4与磷化槽液中的金属离子Zn2+、Mn2+、Fe2+达到饱和时，即结晶沉积在金属工件表面，晶粒持续增长，酸洗磷化线，直到在金属工件表面生成连续不溶于水的牢固的磷化膜:

3M2 + + 2PO3 -4 + 4H2O = M3 ( PO4 ) 2·4H2O

↓

2 M2 + + Fe2 + + 2PO3 -4 + 4H2O= M2 Fe ( PO4 ) 2·4H2O  

金属工件溶解出的Fe2+一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉，而残留在磷化槽液中的Fe2+则氧化成Fe3+，生成FePO4沉淀，

即磷化沉渣的主要成分之一。上述磷化原理可解释锌系磷化、锌钙系磷化、锰系磷化的成膜过程，也可解释锌件磷化、铝件磷化的成膜过程，但锌件磷化膜只有磷酸锌一种组成，铝件磷化还需加入较多的氟化物，以便形成AlF3、AlF3 -6 。

磷化的分类

      磷化的分类有很多种，这里只介绍两种分类。

      按磷化成膜体系分类，主要分为以下几种：

      锌系磷化   形成的磷化晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多。广泛应用于喷涂前打底、防腐蚀和冷加工减磨润滑；

      锌钙系磷化   形成的磷化晶粒呈紧密颗粒状（有时有大的针状晶粒），孔隙较少。广泛应用于喷涂前打底、防腐蚀及冷加工减磨润滑；

      锰系磷化   形成的磷化膜厚度大、孔隙少，磷化晶粒呈密集颗粒状。广泛应用于防腐蚀及冷加工减磨润滑；

      铁系磷化   形成磷化膜厚度大，丰县磷化线，磷化温度高，处理时间长，膜的孔隙较多，磷化晶粒呈颗粒状。应用于防腐蚀及冷加工减磨润滑；

      非晶相铁系磷化   形成的磷化膜薄，微观膜结构呈非晶相的平面分布状，仅应用于喷涂前打底。

      按磷化处理温度划分可分为常温磷化、低温磷化、中温磷化、高温磷化。常温磷化就是不加温磷化。低温磷化一般处理温度为30~℃。中温磷化一般为60~70℃。高温磷化一般大于80℃。