磷化的作用和分类

《磷化的作用和分类》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、金属表面转化膜之一磷化的作用和分类磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的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。   金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中，磷化是化学处理的中心环节，是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费

2、用较低、操作简便的工艺方法，在工业上应用很广。1、与磷化工艺相关的标准金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5％)，膜厚通常为0.1—50μm。关于磷化工艺，我国和国际上都有相应的标准体系，可参照执行：GB/T11376—1997 金属的磷酸盐

3、转化膜GB/T6807—2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件GB/T12612—1990  多功能钢铁表面处理液通用技术条件   ISO9717—1990 (E)金属的磷酸盐转化膜——确定要求的方法   ISOl0546—1993 (E)化学转化膜——铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜   DIN50942—1973  金属的磷化处理  方法原理、缩写符号和检验方法   ANSI／ASTM／AMS 2480C  涂漆基体磷化处理 2、磷化的作用     磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以

4、下方面。2.1 提高耐蚀性  磷化膜虽然薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电他的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。表1列出了磷化膜对金属耐蚀性能的影响。表-1  不同膜层保护钢的试样经盐水浸泡的耐蚀性能   保护膜在3%NaCl溶液中首先出现腐蚀的时间/h无覆膜0.1磷化膜1镀镍10～13镀铬23～24磷化膜加石蜡60两层烤漆70磷化膜加一层烤漆500h试验无腐蚀长效防腐涂料1000h试验无腐蚀磷化膜加长效防腐涂料>2000h试验无腐蚀2.2提高基体与涂层间或其他有机精饰层间的附着力  磷化膜与金属工件是

5、一个结合紧密的整体结构。其间没有明显界限。磷化膜具有的多孔性，使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中，与磷化膜紧密结合，从而使附着力提高。2.3提供清洁表面  磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长，因此，经过磷化处理的金属工件，可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。2.4改善材料的冷加工性能，如拉丝、拉管、挤压等。2.5改进表面摩擦性能，以促进其滑动。3、磷化的分类磷化处理分类方法较多，工业上较为常用的有以下几种。3.1按磷化膜种类分可把磷化分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。各种磷化膜的特点见表2。 表-2 磷化膜分类及特征磷化

6、膜类别磷化膜基本成分铁基体单位面积膜层（g/m2）结晶类型锌系Zn2Fe(PO4)·4H2O1～40定型晶结构，树枝状、针状、空隙较多Zn3(PO4)2·4H2O锌钙系Zn2Ca(PO4)2·4H2O1～15紧密颗粒状，有时有大的针状颗粒，空隙较少Zn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O锌锰系Zn2Fe(PO4)2·4H2O1～40颗粒-树枝-针状混合晶型，空隙较少Zn3(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O锰系(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O1～40密集颗粒状，空隙少Mn3(PO4)2·3H2O酸式磷酸铁锰铁

7、系Fe5H2(PO4)4·4H2O5～20颗粒状，空隙较多非晶相铁系Fe3H2(PO4)2·8H2O2.5～1.5膜薄，结构呈非晶相平面分布Fe2O3FePO43.2按磷化膜质量分类实际应用中，一般根据单位面积膜层质量（g/m2）, 衡量，可分为重量级、次重量级、轻量级、次轻量级四种。其作用见表4。通常膜薄附着力好，而膜厚耐蚀性好，涂装前处理所需膜层为0.5~7.5g/m2，一般锌系磷化膜控制在1~4.5g/m2，铁系磷化膜控制在0.2~1g/m2，与阴极电泳或粉末涂料配套时磷化膜控制在1~3g/m2。表-3  磷化膜质量与用途的关系   质量分类膜质量/（g/