在磷化工序中,由于各個磷化液生產(chǎn)廠家和就應(yīng)用廠家基于不同的性能要求,涉及不同配方的磷化液在磷化工藝中應(yīng)用。但規(guī)模商品化應(yīng)用的也僅只有幾大主要類型,如輕鐵系、鋅系、錳系、鋅鈣系,所采用的的促進劑基本都是鉬酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯酸鹽、有機硝硝基化合物等。磷化處理溫度通常為常溫型5~30℃,低溫型35~45℃,中溫型50~70℃。
在磷化配方中,大家也許還經(jīng)??梢姷健叭弦弧?、“四合一”,即除油除銹磷化鈍化綜合處理劑,由于這類幾合一處理劑,在國內(nèi)外都不提倡采用,這量不作敘述。
1 配方組成及性能
1.1 常溫低溫型磷化
常溫磷化是不加溫磷化,溫度范圍是5~30℃。低溫磷化通常指磷化溫度為35~45℃的磷化工藝,在有些情況下即使溫度偏高偏低一點,也認(rèn)為是低溫磷化,尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。常溫低溫磷化絕大部分以輕鐵系磷化、鋅系磷化為主,當(dāng)然也有改進型,如在鋅系磷化中加入Mn2+、Ca2+、Ni2+等改性,仍習(xí)慣稱之為鋅系磷化,配方及性能見表1。
鐵系輕型磷化形成彩色或灰色磷化膜,純用鉬酸鈉促進劑得到全彩色磷化膜,純用NO3-或ClO3-促進劑得到灰色磷化膜,用鉬酸鹽和NO3-、ClO3-混合促進劑將形成彩色或灰色混合色膜。輕鐵系磷化不能形成厚膜,膜重總是在1g/m2以下。它與涂漆配套的一個顯著特點是使漆膜的抗彎曲、抗沖擊性能特別好。一般優(yōu)于其他類型如鋅系、錳系、鋅鈣系磷化。輕鐵系磷化槽液還有一些獨特的優(yōu)點,即不需要表面調(diào)整;磷化沉渣特別少;槽液工藝范圍寬,管理方便,但不足之處是耐鹽霧性能稍差。輕鐵系磷化與粉末涂裝、陽極電泳配套應(yīng)用多一些,與鋅系磷化相比不會有很大的差別。
表1 常溫低溫磷化液配方組成及一般性能
磷化體系 |
輕鐵系 |
鋅系 |
基礎(chǔ)配方組成 |
Na+、NH4+、H3PO4-、H3PO4 |
Zn2+、H2PO4-、NO3-、H3PO4 |
添加物 |
Cr6+、Cr3+、Ni2+、Cu2+、多羥基酸、含氟化合物、聚磷酸鹽等 |
Cr6+、Ni2+、Mn2+、多羥基酸、聚磷酸鹽、含氟化合物等 |
促進劑 |
鉬酸鹽、ClO3-、NO3等 |
NO3-、NO2-、ClO3-、有機硝基物等 |
槽液參數(shù) |
總酸度5~20點 游離酸度0.3~5.0點 酸比5~20 |
總酸度≥10點 游離酸度1~4點 酸比15~30 |
一般流程 |
除油銹——水洗——磷化——水清洗 |
除油銹——水清洗——表面調(diào)整——磷化——水清洗 |
磷化膜外觀 |
紅藍(lán)黃彩色或灰色 |
灰色-深灰色 |
磷化膜重 |
<1g/m2 |
1~4g/m2 |
磷化膜組成 |
磷酸鐵鹽、鐵的氧化物 |
磷酸鋅鹽、磷酸鐵鋅鹽 |
與涂漆配套性 |
一般,與粉末涂裝配套性***好,與陽極電泳配套性好,不適合硝基、過氧乙烯底漆配套 |
與各類涂漆配套性均好 |
有一種脫脂-磷化“二合一”的輕鐵系磷化,其槽液成分基本與常規(guī)輕鐵系磷化相同,只不過額外加入一些表面活性劑起脫脂作用,通常以噴淋方式使用,當(dāng)然還需加一定的消泡劑。這種脫脂-磷化“二合一”工藝,在國內(nèi)外都有應(yīng)用:還有一類高游離酸度(含有較高濃度的磷酸)的輕鐵系磷化,同樣形成輕鐵系磷化膜,它同時還可以兼顧除油除銹功能。這種輕鐵系除油除銹磷化液與那些不水洗型“三合一”、“四合一”有著本質(zhì)區(qū)別,真正形成了輕鐵系磷化膜。
常溫低溫鋅系磷化是使用非常廣泛的一種磷化工藝,特別是在家用電器行業(yè),低溫鋅系磷化完全占有統(tǒng)治地位。甚至在汽車行業(yè),低溫鋅系磷化也占有一定的比重。常溫低溫鋅系磷化一般需要膠體鈦表面預(yù)處理,一則細(xì)化磷化晶粒形成薄型磷化膜;二則提高磷化成膜速度。低溫鋅系磷化經(jīng)表面膠體鈦調(diào)整預(yù)處理的工件,在35~45℃溫度范圍內(nèi),噴淋時只需1~2min,浸泡也只需要3~8min即可形成均勻完整細(xì)致的磷化膜,膜重1.5~2.5g/m2,通過調(diào)節(jié)游離酸度等方法可稍微增加膜厚。常溫低溫磷化與各類涂漆均具有很好的配套性。
表2 不同促進劑體系的常、低溫磷化性能
促進劑體系 |
NO3-/NO2- |
NO3-/ClO3-/NO2- |
NO3-/ClO3- |
NO3-/ClO3-/有機硝基物 |
槽液沉渣 |
一般 |
多 |
多 |
多 |
槽液顏色 |
無色-微藍(lán) |
無色-微藍(lán) |
無色 |
深棕色 |
槽液補加 |
經(jīng)常補加 |
經(jīng)常補加 |
定期補加 |
定期補加 |
槽液管理 |
簡單方便 |
簡單方便 |
一般 |
較難 |
磷化成膜速度 |
快 |
快 |
較慢 |
一般 |
一般常溫低溫型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-促進劑體系較好,不僅成膜速度快,磷化膜形成結(jié)晶細(xì)密,促時劑主體NO2-測定非常方便,以致槽液管理簡單,不易出現(xiàn)問題。需經(jīng)常補加促進劑,有時每隔幾小時補一次或有時每班、每天補一次。對NO3-/ClO2-、NO3-/ClO2-/有機硝基物促進劑體系,它雖不需要經(jīng)常補加,但由于主促進劑ClO2-、有機硝基物的測定比較復(fù)雜,在實際應(yīng)用中當(dāng)出現(xiàn)促進劑過量或不足時槽液會變成深棕色,使總酸度、游離酸度的化驗帶來不便,并且這類促進劑體系成膜速度也快。因此推薦采用NO2-為主體 的促進劑體系。在常溫低溫鋅系磷化液中由于有大量的氧化性促進劑,因此槽中Fe2+不會積累,并被氧化成為Fe3+而形成磷酸鐵沉渣。
在常溫低溫鋅系磷化液中加入多羥基酸、聚磷酸鹽等降渣減膜重,加入氟化物抗鋁并改善磷化膜結(jié)構(gòu)的均勻性。 |