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时间:2019-11-19
《关西培训讲稿磷化与金属前处理》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、磷化与金属前处理湖南大学化学化工学院主要内容磷化的基本原理金属基材汽车磷化技术工艺参数对磷化工艺的影响复合金属的磷化磷化膜的性能检测前处理技术的发展趋势磷化的基本原理发展历史、定义、分类及原理涂装前处理的目的除去表面污物,必要时进行表面化学转换,使被处理件具有一定的粗糙度,平整度,增强金属抗腐蚀能力及漆膜对金属基底的附着力污物的类型锈蚀:氢氧化物多孔吸水机油、润滑油、防锈油、车创油、影响附着力,干燥性氧化皮FeOFe3O4Fe2O3机械污物,灰沙,酸、碱、盐、毛刺、焊锡磷化的发展历史1906,美国Coslett铁屑1盎司磷酸4盎司水160盎司在沸腾处理液中处理2-2.5hrCoslet
2、t将氧化锌(磷酸锌)溶于磷酸二氢盐磷酸化处理剂1930Parker发现铜盐促进作用1934添加氧化剂防止金属表面产生氢气,加快磷化膜形成,喷淋法防锈油漆底层环保,低温、快速、高耐蚀性,薄膜化发展3%NaCl中出现腐蚀的时间(hr)无覆膜0.1磷化膜0.5镀铬23-24磷化膜+石蜡60两层烤漆70磷化膜+烤漆500磷化的定义和作用将金属(钢、锌、铝、镉及其合金)浸入(或喷淋)磷酸二氢盐的酸性溶液中,在一定工艺条件下,金属表面形成磷酸盐薄膜Zn3(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2O,Zn2Ca(PO4)2·2H2O磷化膜的作用提高基体与涂层的附着力产生耐蚀性改善材料的冷加
3、工性能,如拉丝、拉管、挤压、冷拔改善表面摩擦学性能以促进其滑动充当电绝缘层涂装前磷化的目的提高涂料附着力减小涂膜下的腐蚀电流磷化层形成抗水和氧扩散的屏障一旦涂膜破裂可使漆膜裂纹处的腐蚀延迟锌系磷化机理正磷酸离解:K1=0.71×10-2K2=7.99×10-8K3=4.80×10-13只有第一个氢原子容易发生离解。Me+H3PO4→Me(H2PO4)2+H23Zn(H2PO4)2-→3ZnHPO4+3H3PO4(1)3ZnHPO42-→Zn3(PO4)2+H3PO4(2)3Zn(H2PO4)22-→Zn3(PO4)2+4H3PO4(3)水溶水不溶磷化膜形成电化学反应Fe-2e-→Fe2
4、+微阳极金属溶解(4)2H++2e→2[H]微阴极释放出氢气(5)H3PO4→H2PO4-+H+→HPO42-+2H+→PO43-+3H+(6)金属工件表面H+↓平衡向右移动锌系磷化PHOSPHATINGREACTION2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓(7)Phosphophyllite3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓(8)Hopeite成膜反应当金属表面离解出的PO43-与槽液界面金属离子达到饱和时(Zn2+Mn2+Ca2+Fe2+达到饱和时(Ksp9.0*10-33Zn3(PO4)2形成磷酸盐促进剂加
5、速[O]+[H]→[R]+H2O(9)Fe2++[O]→Fe3++[R](10)微阴极部分反应生成氢气引起极化使得磷化反应速度渐趋缓慢去极化氧化剂金属离子物理方法副反应Fe3++PO43-→FePO4↓沉淀(11)Pratio=P/P+H实现低温磷化的几点结论适当的氧化剂可以提高反应速度较低氢离子浓度使反应(6)向右移动,产生PO43-,(7)(8)无需太大过饱和即可形成沉淀磷化沉渣取决于4,5,9,10,氢离子浓度高,二价铁多,促进剂强,沉淀增加低温配方设计:1)在磷化反应进行时,微阳极溶解发热,但这远远不能在常温下驱动磷化反应;2)常温磷化是全面的微电池腐蚀,钢铁的混同电位,pH2
6、.3-2.7,氢的电极电位0.14-0.16v,氢的氧化能力弱,阴极去极化难,磷化膜成膜困难,金属和磷化液界面pH值变化小,不容易产生磷酸二氢盐的水解,3)促进剂要求:促进剂的电极电位要比钢铁的混同电位高,加速氢的去极化作用,扩大阴极区,缩小阳极区,也就是说凡是能够提高去极化速度和封锁阳极区,扩大阴极区的物质都能加速磷化反应。4)故低温磷化需要较强氧化剂,高酸比,表面调整磷化膜的基本性质物理机械性质:磷化处理后,金属的物理性质如硬度、磁性、弹性不变磷化膜具多孔性,因为磷化膜是由大小不一的结晶组成的,与晶体的细度有关。磷化膜的耐蚀性:磷化膜为不良导体,可抑制金属表面微电池的形成,但是多孔
7、,耐蚀性有限。磷化膜耐有机溶剂,磷化膜容易被酸碱侵蚀耐碱性:Zn3(PO4)2·4H2OpH5-11Zn2Fe(PO4)2·4H2OpH4-13磷化膜的耐热性较差Zn3(PO4)2·4H2O115℃→Zn3(PO4)2·2H2O275℃→Zn3(PO4)2100-130℃烘烤有利于提高磷化膜的耐蚀性Zn2Ca(PO4)2·4H2O>Zn2Fe(PO4)2·4H2O>Zn3(PO4)2·4H2O磷化膜的分类按磷化膜的成分分:锌系磷化、铁系磷化、锰
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