同耐蚀性常温磷化工艺

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1、1997年12月材料保护第30卷第l2期11⋯⋯⋯一工艺技术⋯⋯⋯⋯同耐蚀性常温磷化工艺门刊～无锡华辉渗铝钢制品有限公司(214。7兰里壅一摘要研完了高耐蚀性常温磷化工艺，结果表明_i衰工艺具有先进的经济技术指标，在涂装行业中有推广应用价值。主题词竺—_。一膏愠竺兰-、⋯⋯自，叛，⋯，王乞，1前言化阻力和微电池电阻之间的关系所决定。钢铁基体磷化过程与这微电池教应关系甚密。大量的试验结果充分证实了微随着科学技术的进步．磷化工艺正趋于低温、常温化发展。电池效应是磷化反应的动力。常温磷化克服了中、高温磷化设备投资

2、大、能耗高、酸雾重、溶液2．2昌界——微电池效应的高能部位稳定性差、沉渣多、调整烦琐、环保压力大等不利因素，但存在耐蚀性差的问题．致使其在涂装行业中的应用受到一定的局限。经钢铁基体的晶体结构是由其基本相的晶粒所构成，这些晶、多年研究探索，试验成功高耐蚀性常温磷化工艺。并应用于大粒具有一定的晶格和晶界。由于受间欧固溶体、金属化台物及其型客车涂装生产中。他杂质等影响。晶粒的取向、排列往往会产生无序化，导致晶体结构的变形，例如：晶格扭曲、畸变、位错、镶嵌块等变异结构，再2磷化机理浅析则，晶粒的晶界处又是各种杂质易

3、于富集的部位。上述这些因素2-1磷化反应的动力——微电池效应镶决定了晶界处电极电位的错综复杂经酸蚀后的钢铁基体，其显露的晶界部位容易形成微电池效应的作用中心，再加上电流的磷化的主要对象是各种钢铁工件，钢铁虽然因其化学成分、尖端效应或边缘教应，这些晶界处自然成为微电池教应的高能冶金工艺的不同有着各不相同的牌号和机械性能，但钢铁基体部位。的金相组织不外乎由铁索体、奥氏体、渗碳体及游离碳基本相所组成。这些基本相各自具有不同的电极电位。铁素体的电位最2．3中、高温磷化成膜过程低，约为一0．44V；奥氏体与铁素体电位

4、相近游离碳电位最高，2．3．1电化学浸蚀约为+037V铁索体、奥氏体中作为间隙固溶体的碳与游离碳钢铁基体浸入磷化溶液中。在游离磷酸的作用下，作为微电电位相同；而渗碳体电位介于铁索体与游离碳之问。当钢铁基体池阳极相的晶界处发生铁的氧化溶解，产生Fe“+，该Fe抖既是表面接触电解质的情况下，具有不同电位的基本相彼此之间自磷化成膜阳离子，也是形成磷化泥渣的主要成分之一。发地建立起尢数个微电池．微电池数量、强弱，往往取决于基本Fe2e—Fe一(2)相之间的组合状态及电位差太小。钢铁基体的腐蚀生锈就是这作为微电池阴极

5、相的晶界处发生氢离子的还原，析出氢气。微电池教应的作用结果，而磷化成膜反应却得益于这微电池效2H+2e—H2十(3)应用欧姆定律可建立起微电池效应的一般规律：电化学浸蚀是磷化反应中极重要的第一步骤，其反应状态，Ec一EcEⅡ一一—Pc+P—a+R(1)对磷化的后续反应起着控制和诱导作用，如果这一步骤不正常，那么，势必造成磷化结晶成膜的失常．其后果必然影响钢铁表面式中，——微电池电流磷化膜的质量E——微电池阴极相电位2-3．2非晶开；磷酸盐膜形成E——微电池阳极相电位随着电化学浸蚀的进行，阴极相附近H还原析出

6、，造成pHc——微电池阴极极化性能值升高；阳极相附近因铁的氧化溶解．造成Fe+的富集。一般来——微电池阳极极化性能说，磷化工艺往往将溶液的成分、游离酸度、总酸度及其酸比等——微电池阴极相面积调整在成膜离子的离子积与溶度积比较接近的状态。当磷化溶An——微电池阳极相面积渣中出现H消耗、pH值上升、Fe。增多时，容易造成酸式磷酸尸——微电池阴极极化阻力盐的水解，促使成膜离子的离子积达到溶度积，生成不溶性的磷，jn——微电池阳极极化阻力酸盐此时t在微电池效应的作用下，钢铁基体晶界处将析出成R——微电池电阻千上万个

7、非常微小的磷酸盐晶核，由于该晶核数量巨大、排列紧显而易见t微屯池电流的大小．即微电池效应的强弱，主要密，由钢铁基体高能部位逐步延展到整十表面覆盖一层非晶形由组成微电池阴极和阳极的基本相之间电位差、阴极极化阻力、磷酸盐膜。12Dec1997MATERlALSPR0TECTl0NV01．30No．1223．3磷醢盐晶体生成和长大氧化反应，亚铁盐逐渐氧化成正铁盐，水台氢氧化铁转变为氧化在电化学浸蚀持续作用下，溶液中H大量消耗、pH值逐步铁，随着覆膜中结晶水的逸出，促使膜层结构收缩，使其趋于致上升、Fe¨渐渐增多，

8、导致酸式磷酸盐进一步水解。造成了成膜密、紧固状志，这一过程，即所滑老化过程。老化时间约需24h左离子的离子积远大于溶度积的局面．从而产生了磷酸盐在钢铁右，经老化的磷酸盐覆膜耐蚀性有明显提高。基体高能部位快速结晶析出的倾向，此时形成了磷酸盐结晶成如果钢铁工件离开磷化溶液后，进^空气湿度大的潮湿环膜的全盛时期。磷酸盐结晶有两种趋势：一种是晶核生成为境中．在这种情况F，磷化残液的继续成膜反应及磷酸盐覆膜的主，晶体长人为