磷化目录总述原理及应用磷化基本知识1. 一、磷化原理2. 二、磷化分类3. 三、磷化作用及用途4. 四、磷化膜构成及性质5. 五、磷化工艺流程6. 六、影响因素7. 七、磷化后解决8. 八、磷化渣9. 九、磷化膜质量检查10. 十、游离酸度及总酸度测定11. 十一、有色金属磷化总述原理及应用磷化基本知识总述磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反映形成磷酸盐化学转化膜过程，所形成磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

磷化目重要是：给基体金属提供保护，在一定限度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

磷化解决工艺应用于工业己有90近年历史，大体可以分为三个时期:奠定磷化技术基本时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。

磷化膜用作钢铁防腐蚀保护膜，最早可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得专利(B.P.No.3119)。

从此，磷化工艺应用于工业生产。

在近一种世纪漫长岁月中，磷化解决技术积累了丰富经验，有了许多重大发现。

一战期间，磷化技术发展中心由英国转移至美国。

19美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一种锌系磷化液。

这一研究成果大大增进了磷化工艺发展，拓宽了磷化工艺发展前程。

Parker防锈公司研究开发Parco Power配制磷化液，克服T许多缺陷，将磷化解决时间提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min，193 4年磷化解决技术在工业上获得了革命性发展，即采用了将磷化液喷射到工件上办法。

二战结束后来，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步发展和完善。

磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。

这个时期磷化解决技术重要改进重要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重办法、持续钢带高速磷化。

当前，磷化技术领域研究方向重要是环绕提高质量、减少环境污染、节约能源进行。

原理及应用磷化是惯用前解决技术，原理上应属于化学转换膜解决，重要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。

磷化基本知识一、磷化原理1、磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主溶液），在表面沉积形成一层不溶于水结晶型磷酸盐转换膜过程，称之为磷化。

2、磷化原理钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4)2、Mn(H2PO4)2、Zn(H2PO4)2 构成酸性稀水溶液，PH值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜生成反映如下：吸热3Zn(H2PO4)2 =Zn3(PO4)2↓+4H3PO4 或吸热吸热3Mn(H2PO4)2 =Mn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁开始熔解为Fe2+，同步放出电子。

Fe+2H3PO4= Fe (H2PO4)2+H2↑Fe =Fe2+ +2e-在钢铁工件表面附近溶液中Fe2+不断增长，当Fe2+与HPO42-，PO43-浓度不不大于磷酸盐溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜：Fe(H2PO4)2= FeHPO4↓+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4↓+ H2↑3FeHPO4= Fe 3(PO4)2↓+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2↓+H2↑阴极区放出大量氢：2H+ +2e- =H2↑O2 + 2H20 =4e- + 4OH-总反映式：吸热3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热吸热Fe+3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+FeHPO4↓+3 H3PO4+2 H2↑放热二、磷化分类1、按磷化解决温度分类（1）高温型80—90℃解决时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度比值为1：（7-8）长处：膜抗蚀力强，结合力好。

缺陷：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。

（2）中温型50-75℃，解决时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（10-15）长处：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相似，当前应用较多。

（3）低温型30-50℃节约能源，使用以便。

（4）常温型10-40℃常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加增进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。

长处：不需加热，药物消耗少，溶液稳定。

缺陷：解决时间长，溶液配制较繁。

2、按磷化液成分分类（1）锌系磷化（2）锌钙系磷化（3）铁系磷化（4）锰系磷化（5）复合磷化磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素构成。

3、按磷化解决办法分类（1）化学磷化将工件浸入磷化液中，依托化学反映来实现磷化，当前应用广泛。

（2）电化学磷化在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。

4、按磷化膜质量分类（1）重量级（厚膜磷化）膜重7.5 g/m2以上。

（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。

（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5 g/m2。

（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。

5、按施工办法分类（1）浸渍磷化合用于高、中、低温磷化特点：设备简朴，仅需加热槽和相应加热设备，最佳用不锈钢或橡胶衬里槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。

（2）喷淋磷化合用于中、低温磷化工艺，可解决大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。

特点：解决时间短，成膜反映速度快，生产效率高，且这种办法获得磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。

（3）刷涂磷化上述两种办法无法实行时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。

三、磷化作用及用途1、磷化作用（1）涂装前磷化作用①增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。

②提高涂装后工件表面涂层耐蚀性。

③提高装饰性。

（2）非涂装磷化作用①提高工件耐磨性。

②令工件在机加工过程中具备润滑性。

③提高工件耐蚀性。

2、磷化用途钢铁磷化重要用于耐蚀防护和油漆用底膜。

（1）耐蚀防护用磷化膜①防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护解决。

磷化膜类型可用锌系、锰系。

膜单位面积质量为10-40 g/m2。

磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。

②油漆底层用磷化膜增长漆膜与钢铁工件附着力及防护性。

磷化膜类型可用锌系或锌钙系。

磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底层）；1-5 g/m2（用于普通钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不发生形变钢铁件油漆底层）。

（2）冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔单位面积上膜重1-10 g/m2；精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重不不大于10 g/m2。

（3）减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。

普通用锰系磷化，也可用锌系磷化。

对于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。

（4）电绝缘用磷化膜普通用锌系磷化。

用于电机及变电器中硅片磷化解决。

四、磷化膜构成及性质分类磷化液重要成分膜构成膜外观单位面积膜重/ g/m2锌系Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰1-15 锰系Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁灰→深灰1-60锰锌系Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰1-60铁系Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色5-102.磷化膜构成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强结晶，结晶大某些为磷酸锌，小某些为磷酸氢铁。

锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。

3、性质（1）耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有较好耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。

在200-300℃时仍具备一定耐蚀性，当温度达到450℃时膜层耐蚀性明显下降。

（2）特殊性质如增长附着力，润滑性，减摩耐磨作用。

五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷化后解决六、影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。

但温度不适当过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。

2、游离酸度游离酸度指游离磷酸。

其作用是促使铁溶解，已形成较多晶核，使膜结晶致密。

游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层构造疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。

游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。

3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸总和。

总酸度普通以控制在规定范畴上限为好，有助于加速磷化反映，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。

总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。

总酸度过低，膜层疏松粗糙。

4、PH值锰系磷化液普通控制在2-3之间，当PH﹥3时，共件表面易生成粉末。

当PH‹1. 5时难以成膜。

铁系普通控制在3-5.5之间。

5、溶液中离子浓度①溶液中Fe2+极易氧化成Fe3+，导致不易成膜。

但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。

②Zn2+影响，当Zn2+浓度过高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。

七、磷化后解决目：增长磷化膜抗蚀性、防锈性。

八、磷化渣1、磷化渣影响①磷化中生成磷化渣，既挥霍药物又加大清渣工作量，解决不好还影响磷化质量，视为不利。

②磷化中在生成磷化渣同步还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液游离酸度，保持磷化液平衡，视为有利。

2、磷化渣生成控制①减少磷化温度。

②减少磷化液游离酸度。

③提高磷化速度，缩短磷化时间。

④提高NO-3 与PO3-4比值。

九、磷化膜质量检查①外观检查肉眼观测磷化膜应是均匀、持续、致密晶体构造。

表面不应有未磷化德残存空白或锈渍。

由于前解决办法及效果不同，容许浮现色泽不一磷化膜，但不容许浮现褐色。

②耐蚀性检查⑴浸入法将磷化后样板浸入3﹪氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。

浮现锈渍时间越长，阐明磷化膜耐蚀性越好。

②点滴法室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观测其变色时间。

磷化膜厚度不同，变色时间不同。

厚膜﹥5分钟，中档膜﹥2分钟，薄膜﹥1分钟。

十、游离酸度及总酸度测定1、游离酸度测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴甲基橙批示剂（或溴酚蓝批示剂）。

用0.1mol/l氢氧化钠原则液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝批示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下耗氢氧化钠原则液毫升数即为滴定游离酸度点数。