磷化膜晶體結構由于材料和磷化工藝不同,所以磷化膜有多種不同的晶體結構。在普通的鋅磷化工藝中,在所有不同材料上得到的晶體是相同的,即Zn3(PO4)2·4H2O。低鋅工藝因下列因素而使漆膜性能較好:1)酸性反應時間較長,使金屬表面清洗效果較好;2)磷化層沉積較慢,所以得到的磷化膜較細密;3)磷酸鋅鐵的含量較高.下面是各種材料表面的晶體結構:鋼:ZnFe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O鍍鋅鋼:Zn3(PO4)2·4H2O鋁:Zn3(PO4)2·4H2O由于加錳改良的低鋅磷化工藝的發展,使材料的抗腐蝕性能和漆膜粘著力有了進一步提高。該工藝的優點是:1)提高了磷化反應速度;2)降低了槽溫;3)如果在相關工藝中保持化學平衡就能控制白斑生成;4)降低了磷化膜厚、提高了漆膜附著力;5)較好的磷化膜熱穩定性,可使油漆前的干燥溫度適當提高;6)提高了鋼/鍍鋅鋼焊接件接縫處的抗腐蝕性能。以下為該工藝磷化膜的結構:鋼:Zn2(Fe或Mn)(PO4)2·4H2OMn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O鍍鋅鋼:Mn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O鋁:Mn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O另一個在家電行業中使用的是加鈣改良的鋅磷化工藝。該工藝的優點是在磷化前不需加入晶體粒控制劑或表面調整劑等化合物,該工藝的缺點是處理溫度高。 控制總酸度的目的在于保持磷化槽液中成膜離子的濃度在規定的工藝范圍內。寶山區錳系磷化工藝
磷化沉渣的預防措施,應經過充分研究和論證,充分考慮生產中可能出現的各種問題,必要時可以請求從事前處理的科研人員給予指導,之后再定磷化工藝。根據我們的經驗,我國中小企業自行設計的磷化生產線,多數都存在工藝流程不合理、藥液槽體偏小、藥液相互污染、溫度控制不適當等。對于生產負荷偏大的問題,都是設計時考慮不周或不顧實際,隨便擴大生產能力造成的。對此,企業可以考慮再建造一個磷化槽,但該槽不單獨使用,而是與原來的磷化槽互通。如果現有的生產線無位置,可以建在車間的其它地方,但相隔不能超過10米。這樣就擴大了磷化槽液的總量,以防止磷化液超負荷工作。一般情況下,單位時間(分鐘)處理工件的面積與磷化槽液體積(升)之間的比值不應小于1:400。 浙江錳系磷化工廠中溫磷化優點:游離酸度穩定,易掌握,磷化時間短,生產效率高,耐蝕性與高溫磷化膜基本相同,目前應用多。
磷化工藝常用于鍍鋅板、熱鍍鋅板、鍍鋁鋅板、冷軋碳鋼板的前處理工序,其處理流程為:預脫脂→主脫脂→水洗→水洗→表調→磷化→水洗→水洗→干燥→噴涂。其中,脫脂主要是依靠脫脂劑對金屬基材表面污物的溶解作用,依靠表面活性劑對污物潤濕、滲透、分散等物理作用,使污物成為可溶解或者可分散的,達到金屬表面清潔。表調是用磷酸肽膠體溶解處理,由于膠力表面能很高,對金屬表面有極強的吸附作用,膠體的微粒吸附在金屬表面上,形成一層均勻的吸附層,磷化時這層極薄的吸附層就是一層分布均勻、數量極多的磷酸鹽結晶晶核,因而促進結晶均勻快速形成,限制了大晶體的生長,結果就促使了磷化膜的細化和致密,提高了成膜性,縮短了磷化時間,降低膜厚度,同時也能夠消除鋼鐵表面狀態差異對磷化質量的影響。磷化是指在金屬基材表面形成一層致密的磷酸鹽膜,膜層形狀為結晶型,工件在離開清水面后,因其表面良好的均勻潤濕性而在30s內呈現水膜連續不破的一種狀態。鋅系磷化膜顏色呈灰色、灰黑色。
酸性清洗劑除油脂是一種應用非常的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤濕、滲透原理,并借助于酸腐蝕金屬產生氫氣的機械剝離作用,達到除油脂的目的。酸性清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態油,中溫就可除掉油和脂,一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑(如OP類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型)、普通無機酸、緩蝕劑三大部分組成。由于它兼備有除銹與除油脂雙重功能,人們習慣稱之為"二合一"處理液。鹽酸、硫酸酸基的清洗劑應用為,成本低,效率較高。但酸洗殘留的Cl-、SO42-對工件的后腐蝕危害很大。而磷酸酸基沒有腐蝕物殘留的隱患,但磷酸成本較高,清洗效率低些。對于鋅件,鋁件一般不采用酸性清洗劑清洗,特別鋅件在酸中的腐蝕極快。錳系磷化是屬厚膜型的磷化,顏色是黑灰到黑色,此種處理主要用于汽車配件及緊固件等要求耐蝕耐磨的處理.
磷化分類⒈按磷化處理溫度分類⑴高溫型80—90℃處理時間為10-20分鐘,形成磷化膜厚達10-30g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1:(7-8)優點:膜抗蝕力強,結合力好。缺點:加溫時間長,溶液揮發量大,能耗大,磷化沉積多,游離酸度不穩定,結晶粗細不均勻,已較少應用。⑵中溫型50-75℃,處理時間5-15分鐘,磷化膜厚度為1-7g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1:(10-15)優點:游離酸度穩定,易掌握,磷化時間短,生產效率高,耐蝕性與高溫磷化膜基本相同,應用較多。⑶低溫型30-50℃節省能源,使用方便。⑷常溫型10-40℃常(低)溫磷化(除加氧化劑外,還加促進劑),時間10-40分鐘,溶液游離酸度與總酸度比值為1:(20-30),膜厚為g/m2。優點:不需加熱,藥品消耗少,溶液穩定。缺點:處理時間長,溶液配制較繁。 涂裝前磷化的作用:增強涂裝膜層(如涂料涂層)與工件間結合力,提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性,提高裝飾性.青浦區五金錳系磷化
磷化廣泛應用于防蝕技術,金屬冷變形加工工業。寶山區錳系磷化工藝
磷化工藝的早期應用是防銹,鋼鐵件經磷化處理形成一層磷化膜,起到防銹作用。經過磷化防銹處理的工件防銹期可達幾個月甚至幾年(對涂油工件而言),用于工序間、運輸、包裝貯存及使用過程中的防銹,防銹磷化主要有鐵系磷化、鋅系磷化、錳系磷化三大品種。鐵系磷化的主體槽液成分是磷酸亞鐵溶液,不含氧化類促進劑,并且有高游離酸度。這種鐵系磷化處理溫度高于95℃,處理時間長達30min以上,磷化膜重大于10g/㎡,并且有除銹和磷化雙重功能。這種高溫鐵系磷化由于磷化速度太慢,現在應用很少。錳系磷化用作防銹磷化具有比較好性能,磷化膜微觀結構呈顆粒密堆集狀,是應用為的防銹磷化。加與不加促進劑均可,如果加入硝酸鹽或硝基胍促進劑可加快磷化成膜速度。通常處理溫度80~100℃,處理時間10~20min,膜重在㎡以上。鋅系磷化也是廣泛應用的一種防銹磷化,通常采用硝酸鹽作為促進劑,處理溫度80~90℃,處理時間10~15min,磷化膜重大于㎡,磷化膜微觀結構一般是針片緊密堆集型。 寶山區錳系磷化工藝
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