❶ 金屬表面磷化處理有哪些設備簡單的說一下!!
簡單的只需要酸洗槽、磷化槽和沖洗槽。
稍好一點可有噴淋設備、離心甩干設備和烘乾設備。
磷化大型工件還需要起吊搬運設備。
❷ 鋼鐵的磷化處理
鋼鐵的磷化處理
一、概 述
鋼鐵零件在含有錳、鐵鋅、鈣的磷酸鹽溶液中,進行化學處理,使其表面生成一層難溶於水的磷酸鹽保護膜的方法,叫做磷化處理(或稱磷酸鹽處理)。
二、磷化膜的外觀及組成
1、 外觀:由於基體材料及磷化工藝的不同可由深灰到黑灰色,特殊工藝可實現
純黑色、紅色及彩色。
2、組成:磷酸鹽[Me3(PO4)2]或磷酸氫鹽(MeHPO4)晶體組成。
三、特 點
1、 大氣條件下穩定,與鋼鐵氧化處理相比,其耐腐蝕性較高,約高2-10倍,
再進行重鉻酸鹽填充,浸油或塗漆處理,能進一步提高其耐腐蝕性。
2、具有微孔隙結構,對油類、漆類有良好的吸附能力。
3、對熔融金屬無附著力。
4、磷化膜有教高的電絕緣性能。
5、厚度一般為10-20μm,因為磷化膜在形成過程中相應地伴隨著鐵進行溶解,
所以尺寸改變較小。
四、用 途
1、防腐。
2、 塗裝底層,潤滑性,再冷變形加工工藝中,能氧化摩擦,減少加工裂紋和表
面拉傷。
3、要用來防止粘附低熔點的熔融金屬。
4、變壓器、電機的轉子、定子及其他電磁裝置的硅鋼片均用磷化處理,而原金
屬的機械性能、強度、磁性等基本不變。
五、小 結
所需用的設備簡單,操作方便,成本低,生產效率高,保護膜又有不少優點,因此在汽車、船舶、機器製造及航空工業都得到廣泛的應用。
六、磷 化 種 類
用於生產的磷化處理方法有:高溫、中溫、低溫的磷化處理,四合一磷化處理及黑色磷化處理等。
1、 高溫磷化處理:在90-98℃的溫度下進行,溶液的游離酸度於總酸度的比值
為1∶6-9,處理時間為15-20分鍾。
特點:耐腐蝕性、結合力、硬度和耐熱性都比較高,速度快,磷化膜粗細均
勻。溶液加熱時間長,揮發量大,成分變化快,磷化膜易夾雜沉澱,沉澱物
難清理。
2、 中溫磷化處理:在60-70℃的溫度下進行。溶液游離酸度與總酸度比值為1∶(10-15),處理時間為7-15分鍾。
特點:溶液穩定,磷化速度快,生產效率高,容易成分復雜,難配製。
3、 常溫磷化處理:在室溫下進行,溶液的游離酸度與總酸度的比值為1∶(20-30),處理時間為10-15分鍾。
特點:不需加熱,消耗少、成本低、穩定、耐腐蝕性差、結合力低、耐熱性
低。
七、各 種 因 素 的 影 響
1、 總酸度和游離酸度的影響:
1) 總酸度:提高總酸能加速磷化反應,使膜層薄而細致。過高,常常使膜層過
薄。過低,磷化速度緩慢,膜層厚而粗糙。
2) 游離酸度:過高會使磷化反應時間延長,磷化膜晶粒粗大多孔,耐腐蝕性降
低,亞鐵離子含量容易上升,溶液里的沉澱容易增多。過低,磷化膜薄甚至
沒有磷化膜。
3) 酸度調整:
當游離度過底時,可加入磷酸錳鐵鹽和磷酸二氫鋅,約5-6g/升,升高1「點」,
同時總酸升高5「點」左右,過高用ZnO、ZnCO3、MnCO3或Zn(OH)2中和,0.5-1g/
升,降低1「點」,加入後如果游離酸沒有顯著下降,表明溶液中磷酸鋅鹽
含量較高,這時應加水沖淡調整溶液。
當總酸過低時,可加入硝酸鋅,20-22g/升或硝酸錳大約在40-45g/升,可
升高10個「點」,高時可用水稀釋來降低。
2、 Zn+2離子:加快磷化速度,使磷化膜緻密,結晶閃碩有光。低時,磷化膜
疏鬆發暗。過高(特別是在Fe+2和P2O3較高時),晶粒粗大,排列紊亂,脆
弱且其中白灰較多。
3、 Mn+2離子:可以提高磷化膜的硬度,附著力和耐腐蝕性,顏色加深,結晶
均勻,過高,膜不易生成。
4、 Fe+2離子:在高溫磷化中Fe+2很不穩定,易被氧化為Fe+3離子轉變為磷
酸鐵沉澱,從而導致磷化液渾濁,游離酸升高。在常溫磷化溶液中,保持一
定數量的Fe+2,能大大提高磷化層的後度,機械強度和防護能力,工作范
圍也比較寬。但Fe+2易被氧化成Fe+3離子而沉澱出來,轉變為磷酸高鐵,
溶液呈乳白色時,結晶幾乎不能生成,質量十分低劣。當磷化液中含有少量
(0.01-0.03g/L)一氧化氫時,Fe+2即相對穩定,這時,溶液中因有少量
Fe(NO)+2絡離子,而呈棕綠色。穩定Fe(NO)+2的條件:
1)溶液溫度不超過70℃
較高的硝酸根含量和錳含量。亞鐵離子過高時,中溫磷化膜晶粒粗大,表面
有白色浮灰,防護能力降低,耐熱性也有所降低。中溫磷化Fe+2(1-3.5g/L),
常溫0.5-2g/L。
2)過多的亞鐵離子可以用雙氧水除去,每降低1g,約需30%H2O21ml和ZnO0.5g。
5、 P2O5: 能加速磷化速度,使膜疏密,晶粒閃爍發光。低時,膜緻密性和耐腐
蝕性均差,甚至會磷化不上。過高時,膜結晶排列絮亂,附著力降低表麵灰
白較多。
6、 NO3根離子:硝酸根可以加快磷化速度,提高磷化膜的緻密性,並且可降低
磷化槽溫度的條件下進行處理。在適當條件下,硝酸根與鋼鐵作用生成少量
的NO,促使亞鐵離子穩定。含量高時,高溫磷化膜變薄使中溫磷化溶液中亞
鐵離子聚積過多,使常溫磷化膜易出現黃色銹跡。
7、 F離子:是一種有效活化劑,加速磷化速度,使晶粒緻密,耐腐蝕性增強。
過多中溫磷化零件表面易出現白色浮灰,常溫壽命將會縮短。
8、 NO2根離子:常穩溶液中大大加快磷化速度,減少膜孔隙使結晶細致,提高
膜的耐腐蝕性。含量過多時,膜表面容易出現白點。
9、 溫度的影響:溫度高加快磷化速度,提高附著力,硬度、耐腐蝕性,但在高
溫下,Fe易被氧化Fe沉澱出來,溶液不夠穩定。
10、零件的材料和表面狀態的影響
高、中碳鋼和低合金鋼較容易磷化,磷化膜黑而厚實,但是具有磷化膜結
晶粒多粗的傾向,低碳鋼零件膜顏色較淺,結晶緻密,如果在磷化前進行
適當的浸蝕,可顯著提高磷化膜的質量。冷加工零件表面有硬化層,在磷
化前應進行強度浸蝕,活化零件表面,否則磷化膜薄而不均勻,耐蝕性較
低。
磷化零件在浸蝕後,進行一次皂化處理或鈦鹽處理,可提高磷化膜的緻密
性和耐蝕性。
皂化處理的工藝規范:
肥皂:10-30g/L
Na2CO3:15-30g/L
溫度:50-60℃
時間:2-5分鍾
11、SO4 根離子:使磷化過程延長,膜多孔易銹≤0.5g/升,過高SO4用硝酸鋇
沉澱,,1gSO4須用2.72gBaNO3,鋇鹽不宜過量,否則,磷化結晶粗大,反
映時
12、間延長,而且零件表面白灰較多。
13、CL-1:危害性與SO4相似,≤0.5g/L,過多用硝酸銀沉澱,然後用鐵屑或鐵
板置換殘條的銀離子。
14、Cu+2:浸蝕或磷化溶液中含有銅離子時,膜表面發紅,抗蝕能力降低,Cu+2
用鐵屑置換除去。
八、常見故障原因分析
1、磷化膜結晶粗糙多孔:
原因:1)游離酸過高。
2)硝酸根不足。
3)零件表面有殘酸,加強中和及清洗。
4)Fe+2過高,用雙氧水調整。
5)零件表面過腐蝕,控制酸洗濃度和時間。
2、膜層過薄,無明顯結晶:
原因:1)總酸度過高,加水稀釋或加磷酸鹽調整酸的比值。
2)零件表面有硬化層,用強酸腐蝕或噴砂處理。
3)亞鐵含量過低,補充磷酸二氫鐵。
4)溫度低。
3、磷化膜耐腐蝕性差和生銹
原因:1)磷化晶粒過粗或過細,調整游離酸和總酸度比值。
2)游離酸含量過高。
3)金屬過腐蝕。
4)溶液中磷酸鹽含量不足。
5)零件表面有殘酸。
6)金屬表面銹沒有出盡。