2010-12-18 22:34:25| 分类： 磷化工艺 | 标签：浓度 磷化 磷酸 溶液 沉渣 |字号大中小 订阅
金属氧化物
氧化锌
白粉末，相对分子量81.38。极难溶于水。乙醇。溶于酸和碱。为两性金属氧化物。氧化锌品种不同，用途各异。质量差的氧化锌含有很多的石墨粉，滑石粉，氧化铜等杂质，会造成
磷化膜表面形成一层光亮的黑膜，水洗后大面积发黄。配制磷化液应该选用质量好的氧化锌（含量大于等于99.7%，间接法生产）
磷化液中氧化锌浓度视配方不同而异。固定其它组分不变，改变氧化锌的浓度，可以改变磷化液的酸度。增加1克氧化锌每升可以降低磷化液的游离酸1点，反之升高。磷化液中加入锌离子可使结晶细腻，优于锰离子。
铬酐
紫红片状结晶体，相对分子量99.99，有毒，易溶于水。腐蚀性很强。
铝材铬磷化的主要氧化剂。无铬酐很难成膜；浓度偏低时，膜层粉化。浓度正常（六价铬≥26），氧化力很强，膜中三氧化二铝相当高，膜层致密，油光湖绿。
可以作为磷化膜的钝化剂。配制以铬酐为主的钝化液。
酸液
无透明液体，相对分子量20.01，密度0.98。极易挥发，置于空气中发白烟，剧毒。腐蚀性极强。触及皮肤剧痛，可致烧伤。与金属，盐类，氧化物作用生成氟化物。易腐蚀玻璃及石英制品。
主要用于：
除硅杂质。除去铸铁表面的硅，喷砂工件表面的砂子等。
活化剂，加入铝铬磷化液中，使铝迅速溶解，加速反应速度。无氟离子几乎不成膜。氟离子浓度低，成膜性差（膜成白）；氟离子正常，成膜性好（彩虹）；氟离子浓度大，铝基体溶解加快，膜层粉化状。
2盐酸
相对分子量36.46，常见浓盐酸密度为1.19。工业盐酸因含杂质呈微黄。有刺激性。是强无机酸，腐蚀性很强。盐酸能与多种金属，金属氧化物，碱和大部分盐起化学反应。
盐酸浓度越高，除锈速度越快。但是随着盐酸浓度升高，酸洗液的使用寿命缩短。这是因为浓度高氯化铁在槽中浓度随之升高，达到饱和状态时（铁离子为200-250克每升）化学反
应达到平衡状态，酸液基本失效。即使延长酸洗时间，除锈效果都不明显。相反，在一定温度下，氯化铁不饱和，酸液仍有很强的酸洗能力
盐酸的优点
对钢铁基体的溶解比较缓慢，不易发生过腐蚀和氢脆，对酸洗高强度钢有利。
被侵蚀的基体表面均匀光洁，有利磷化。
硫酸
相对分子量98.08，密度1.84。工业硫酸因含杂质呈黄棕，有强腐蚀性和吸湿性。与水化合猛烈，同时放出大量的热。用水稀释时应将硫酸慢慢倒入水中并不停搅拌。能与许多金
属，金属氧化物，和碱发生反应生成盐。硫酸除去工件表面氧化皮，溶解能力较弱。提高硫酸浓度，也不能显著提高侵蚀能力，甚至硫酸浓度提高至40%及以上时，对氧化皮几乎不溶解。硫酸溶液最佳浓度为15%-25%（体积比），反应时间短，加热50-70度能提高硫酸侵蚀能力。对氧化皮有较大的剥落作用。温度过高，容易引起钢铁基体过腐蚀和氢脆。可加入适量缓蚀剂（硫脲，若丁）等。但是不要加入乌洛托品缓蚀剂。这是因为其会增加对金属的腐蚀，且与硫酸腐蚀反应生成甲醛。
硫酸还有除油作用。因为有些油污和硫酸起磺化反应，产生磺酸盐，使油污乳化，将油污溶解除去。硫酸除锈工件表面有流挂痕迹的缺点，可适量加入硫酸除锈添加剂，除去金属表面残留黑膜，表面光洁，同时兼有除油污，延长酸洗液使用寿命。
硫酸对磷化和涂层有以下影响
磷化液中加入少量硫酸根离子，在某种程度上可以提高磷化膜的厚度和防护性，其原因可能是硫酸根离子能提高磷化速度有关。但是硫酸根离子浓度太高时，容易引起基体的过腐蚀，并使磷化时间延长，膜层疏松多孔，降低耐蚀性，甚至不上膜。所以磷化槽中科加入硫酸锌1.2克每升，补充剂中不加。硫酸除锈件对电泳不利。
硝酸
相对分子量63.01，密度1.502。纯硝酸是无发烟液体，硝酸含量98%，带微黄。发烟硝酸是红褐液体，触及会皮肤灼伤且较难愈合。稀硝酸含量29-30%，密度1.24。化学纯硝酸含量65-68%密度1.4。硝酸是磷化最主要的促进剂之一，成为配制磷化液的原料之一。磷化配方不同，则硝酸浓度各异。可以用浓硝酸或稀硝酸配制磷化液。硝酸对磷化的作用是加速钢铁的溶解；将2价铁离子氧化成3价铁离子，避免2价铁离子在溶液中富集，抑制生成粗糙磷化膜，提高耐蚀性；并使磷化过程中产生的氢气氧化成水，起到去极化作用，加速成膜过程。同时硝酸根还原成亚硝酸根也是一种优良的氧化剂。硝酸在磷化过程中较磷酸消耗较慢，其补充量不能大于消耗量。否则磷化膜变薄返黄，沉渣增多。但浓度过低也不利于磷化。
硝酸根与2价铁离子应该达到平衡，如果2价铁离子不足就会导致硝酸根分解，统一体受到破坏，产生大量沉渣。
硝酸还可以作为铝及合金，铸铝，和精加工小件等酸性除油剂。
磷酸
相对分子量98，密度1.68-1.75，市售产品85%为无透明粘稠液体，是中等三元酸，无氧化能力。对皮肤有腐蚀性，受制备方法的限制会含有一定量的砷杂质，需要用0.1-0.2%硫化硫酸钠使其形成沉淀而除去。磷酸是磷化液的主要组成部分，硫酸根为磷化液提供一定量的酸度。此外磷酸又可作为除锈剂尤其适合管状件和铸钢，此外还是配制钛盐表调剂的主要原料。
碱类
氢氧化钠
相对分子量40.01，密度2.13。工业氢氧化钠含少量氯化钠和碳酸钠。为白块状，粉状，片状的固体。腐蚀性极强
氢氧化钠的作用：
制取表调剂的中间产物。氢氧化钠与硫酸氧钛反应生成硫酸钛钠。
配制除油剂。其对油脂的皂化能力强，可除去颗粒污垢（对金属基体有轻微腐蚀，是颗粒污垢与基体表面的结合力降低）。氢氧化钠在脱脂剂中的浓度不能太高，因为氢氧化钠会中和钢板表面的许多晶格点，形成氧化膜及氢氧化物，从而影响磷化成膜性。使晶格的生长速度小于晶格的长大速度，从而在数目不多的活性点上晶粒长得粗大，降低磷化质量和涂层的防护性能。而且脱脂剂碱性强，清洗效果不佳，尤其在常温下。更为严重的是造成工件脱脂后表调前返锈。所以钢材用脱脂剂氢氧化钠以5-7克每升为宜（弱碱性脱脂剂）；用于全自动线的脱脂剂不能含氢氧化钠；用于铝，锌，镁及其合金的脱脂剂可省去氢氧化
钠。作为中和剂。配制20%的氢氧化钠溶液，加入磷化液中可以降低酸度。
碳酸钠
相对分子量105.99.，密度2.532。易溶于水，溶液呈碱性，能起皂化作用和软化水作用，对凝胶状的油脂有润湿作用，对溶液的PH有较好的缓冲作用，对铝锌铜没有明显的腐蚀，用于配制铝锌铜镁及其合金的脱脂剂。但其水洗性也不够好。
碳酸钠作用：
作为脱脂剂的弱碱性部分，具有一定的除油能力。
作为制取胶态表调剂的填料，提高表调剂的碱度。
作中和剂，配制20%碳酸钠溶液，加入磷化液中降低酸度。因碳酸钠溶液碱性较氢氧化钠溶液弱，加入磷化液中不会产生过多的白沉淀物。
磷酸三钠
也称正磷酸钠，相对分子量380，密度1.62，溶于水呈弱碱性，在水溶液中几乎全部分解为磷酸氢二钠和氢氧化钠。除具有碳酸钠的特性外，有一定的乳化能力，促进油污分解，它的胶束结构悬浮在脱脂剂中，进而对固体的颗粒具有悬浮和分散作用可防止污垢再沉积。其洗净力分散力优良。漂洗性好，帮助水玻璃易被水洗掉。其除油效果优于氢氧化钠和焦磷酸钠，即使除油液38度仍比温度为70度以氢氧化钠为组分的除油液效果要好。因此，磷酸三钠在低温碱性除油剂中有特殊的效果。但磷酸三钠应用于铝合金除油效果不好
硅酸钠
金属磷化
俗称泡花碱或水玻璃。溶于水，水溶液呈碱性。具有良好的渗透，乳化和一定的皂化作用。与表面活性剂配合使用，具有最好的润湿，乳化，分散作用。对铝锌有抑制腐蚀的作用。硅酸钠有正硅酸钠和偏硅酸钠两种。偏硅酸钠能提供优良的碱性缓冲，悬浮和软化污垢。偏硅酸钠是金属脱脂剂的主要助剂之一。水洗性差电泳前脱脂不能使用，避免对电泳漆产生影响。
盐类
焦磷酸钠
又名磷酸四钠，相对分子质量265.4，密度2.534g/cm’. 水溶液几乎中性，具有缓冲、活性、鳌合等作用。
焦磷酸钠用途如下。
配制脱脂剂。利用焦磷酸钠呈强碱反应，焦磷酸根能与许多金属离子络合成环状结构的可溶性络合物后，仍可起到碱性组分作用，并能延长除油液的使用寿命。可防止工件上生成不溶性的硬水皂膜，促使工件表面容易被水洗净。焦磷酸钠除去溶液钙、镁等离子比磷酸三钠和氢氧化钠更优越。因为磷酸三钠和氢氧化钠与金属离子形成沉淀性络合物，会导致沉渣形成。
作为配制胶钛表调剂的组分之一，焦磷酸根作用虽然不如钛，但仍起到细化结晶，特别对减轻磷化膜膜重有明显作用。同时焦磷酸钠可以抑制钛的聚合而沉淀。 但要注意焦磷酸钠浓度不宜过高，否则有在钢铁表面形成钝化膜的倾向。
焦磷酸钠的缺点是溶解度低，仅为焦磷酸钾的1/26。
三聚磷酸钠
对金属离子有良好的络合作用(与钙、镁、铁等金属离子)使水软化；对固体物质有较强的分散能力和悬浮能力，随着浓度增加，除固体污垢越来越好。并能促进污垢皂化、乳化、溶解，促进污垢粒子分散，改善含NaOH除油剂的可冲洗性。
其缺点是它的分解对金属有明显的腐蚀作用。
三聚磷酸钠的用途如下。
作为除油剂的助洗剂之一，提高脱脂剂的洗涤效果， 增强常温脱脂能力。
作为制取胶钛表调剂的组分之一，提高表调剂的抗硬水能力，细化磷化结晶。
络合作用。与磷化液中Fe2+形成可溶性络合物。如常温磷化液中加人三聚磷酸钠0. 7g/L。
六偏磷酸钠
除固体污垢能力非常好(浓度>2%)，加入脱脂剂中，可以提高除固体污垢能力。但除油污能力差，且水解后对金属有腐蚀性。另外，磷化液中加人六偏磷酸钠0. 04-0. 06g/L，作为Fe2+的络合剂。
无水硫酸钠
又名元明粉，中性盐，相对分子质量322. 19，密度 1. 468g/cm’。它能提供阴离子，增加离子强度，吸附污垢中的阴离子，起到降低表面张力和提高表面活性的作用，还能改善清洗分散能力。
无水硫酸钠作为脱脂剂的填料，降低成本；也能促进烷基苯磺酸钠对金属表面的吸附，有利于提高脱脂剂的脱脂能力。 它的缺点是促进污垢再沉积到金属表面；且易潮解，脱脂剂结 块。所以要控制它的浓度，并与抗污垢沉积剂配合作用。
硝酸钠
又名钠硝石。是一种强氧化剂。作为磷化的氧化性促进剂之一，在磷化液中只要加入0. 8 - 5g/L硝酸钠(控制小于 l0g/L)，即可缩短磷化时间、提高膜的致密性，还可降低磷化处理温度。硝酸钠用于常、中、高温磷化均可(锌系或锰 系)。其作用机理与硝酸相同。
硝酸钠在磷化过程中会受到亚硝酸钠和铜盐的催化作用，生成亚硝酸盐。
亚硝酸钠
易溶于水，水溶液呈碱性。亚硝酸钠在溶液中既可作氧化剂，也可作还原剂。
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