[精品]磷化的处理技术教案.doc

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1、磷化的处理技术教案(7)磷化处理所谓磷化处理是指金屈表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表瓯生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。3、磷化处理所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表血生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表血的化学处理方法。所形成的膜称为磷化膜。它的成膜机理为：(以锌系为例)a)金属的溶解过程当金属浸入磷化液屮时•，先与磷化液屮的磷酸作用，生成一代磷酸铁，并有大量的氢气析出。其化学反应为；Fc+2H3PO4=Fc(H2P

2、O4)2+H2・f(1)上式表明，磷化开始时，仅有金属的溶解，而无膜生成。b)促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上，进而阻止磷化膜的形成。因此加入氧化型促进剂以去除氢气。其化学反应式为：3Zn(H2PO4)2+Fc+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FcPO4+N2f+2NaH2PO4+4H2O(2)上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理。c)水解反戒与磷酸的二级离解磷化槽液屮基木成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分了式Mc(H2PO4)2,这些酸式磷酸盐溶于水，在一定浓度及PH值下发生水解

3、泛音法，产生游离磷酸：Mc(H2PO4)2=McHPO4+H3PO4(3)3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4(4)H3PO3=H2PO4・+H+=HPO42-+2H+=PO43・+3H+(5)由于金属工件表面的氢离了浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终成为磷酸根。d)磷化膜的形成当金属表面离解出的三价磷酸根与磷化槽液屮的（工件表血）的金属离了（如锌离了、钙离子、镒离子、二价铁离子）达到饱和时，即结晶沉积在金属T件表面上，晶粒持续增长，直至在金属丁•件表血上生成连续的不溶于水的黏结牢固的

4、磷化膜。2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O^Zn2Fe（PO4）2・4H2OJ（6）3Zn2++2PO42・+4H2O=Zn3（PO4）2・4H2O1（7）金属工件溶解出的二价铁离子一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉,而残留在磷化槽液屮的二价铁离子，则氧化成三价铁离子，发生（2）式的化学反应，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁，也有少量的Me3（PO4）2c1、磷化的分类方法有以下几种：1、根据纟R成磷化液的磷酸盐分类。有磷酸锌系、磷酸猛系、磷酸铁系。此外还有在磷酸锌屮加鈣的锌鈣系，在磷酸锌屮加银、加

5、镒的“三元体系”磷化等。2、根据磷化的温度分类。有高温（80度以上）磷化、屮温（50-70度）磷化和低温磷化（40度以下）。3、按磷化施工法分类。有喷淋式磷化、浸溃式磷化、喷浸结合式磷化、涂刷型磷化。4、按磷化膜的质量分类。有重量型（7.5g/m2以上），屮最型（4.3〜7.5g/m2）,轻量型（1.1〜4.3g/m2）和特轻最型（0.3〜l.lg/m2）o铁盐磷化膜最薄，其膜重为（0.3~1」）g/m2,属于轻量型。锌盐磷化视配方而定，可以分为轻量型、屮量型或重型磷化膜。膜重范围广，在（1.0〜5.0）g/m

6、2Z

7、Hjo磷化成膜原理可以用过饱和理论来解释。即构成磷化膜的离了•积达到该种不溶性磷酸盐的溶度积时，就在金屈表瓯沉积形成磷化膜。磷化处理的材料主要成分为酸式磷酸盐，其分了式为Me（H2PO4）2o金属离了Me通常为锌、镒、铁等。这些酸式磷酸盐均能溶解于水。在含有氧化剂及各种添加剂的酸性磷化液屮，磷酸二氢盐要发生离解，产生金属离子Me和磷酸根离了，但此时离子积未达到不溶性磷酸盐的溶度积，并不产生膜的沉积：Mc（H2PO4）2->Mc2++H2PO4-HHPO4-+H+HPO4-+H+为在适当的温度下使磷化液与被

8、处理的金属表面接触时，发生金属的溶解反应Fe+2H+->Fe2++H2f由于上式反应，铁与磷化液界面处H+不断被消耗，引起PH值上升，这就又促使了三步离解反皿。于是界面处Me2+与PO43■浓度不断上升，有到[Me2+][PO43・]>Lme3(PO4)2时，就产生Me3(PO4)2不溶性磷酸盐的沉积，覆盖在金属表面，构成磷化膜。但是，上式生成的氢气吸附在金属表血，造成所谓的阴极极化，使磷化反应懂得进稈受到阻碍。因此要添加一定量达到的氧化剂作为阴极去极化剂，以保证磷化反应在规定的时间内完成。氢气被氧化剂氧化成水

9、除掉。产生Fe2+除部分参与成膜形成Zn2Fe(PO4)2-4H2O外，剩余部分被氧化成Fe3+,Fe3+与PO43-结合成浓度积很小的FePO4,成为淤渣沉淀出来排除于体系外