所謂磷化處理是指金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性的無機(jī)化合物膜層的一種表面的化學(xué)處理方法。所形成的膜稱為磷化膜。它的成膜機(jī)理為:(以鋅系為例)
a) 促進(jìn)劑的加速
上步反應(yīng)釋放出的氫氣被吸附在金屬工件表面上,進(jìn)而阻止磷化膜的形成。因此加入氧化型促進(jìn)劑以去除氫氣。其化學(xué)反應(yīng)式為:3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH2PO4+4H2O (2)
上式是以亞硝酸鈉為促進(jìn)劑的作用機(jī)理。
b)金屬的溶解過程
當(dāng)金屬浸入磷化液中時(shí),先與磷化液中的磷酸作用,生成一代磷酸鐵,并有大量的氫
氣析出。其化學(xué)反應(yīng)為;
Fe+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H2•↑
上式表明,磷化開始時(shí),僅有金屬的溶解,而無膜生成。
c)水解反應(yīng)與磷酸的三級(jí)離解
磷化槽液中基本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽,其分子式 Me(H2PO4)2,這些酸式磷酸鹽溶于水,在一定濃度及 PH 值下發(fā)生水解泛音法,產(chǎn)生游離磷酸。
由于金屬工件表面的氫離子濃度急劇下降,導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng),最終成為磷酸根。
磷化膜的形成
當(dāng)金屬表面離解出的三價(jià)磷酸根與磷化槽液中的(工件表面)的金屬離子達(dá)到飽和時(shí),即結(jié)晶沉積在金屬工件表面上,晶粒持續(xù)增長(zhǎng),直至在金屬工件表面上生成連續(xù)的不溶于水的黏結(jié)牢固的磷化膜。
2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe (PO4)2•4H2O↓
金屬工件溶解出的二價(jià)鐵離子一部分作為磷化膜的組成部分被消耗掉,而殘留在磷化槽液中的二價(jià)鐵離子,則氧化成三價(jià)鐵離子。
磷化的分類方法有以下幾種:
1、按磷化施工法分類。
有噴淋式磷化、浸漬式磷化、噴浸結(jié)合式磷化、涂刷型磷化。
2、根據(jù)磷化的溫度分類。
有高溫(80 度以上)磷化、中溫(50~70 度)磷化和低溫磷化(40 度以下)。
3、按磷化膜的質(zhì)量分類。
有重量型(7.5g/m2以上),中量型(4.3~7.5g/m2),輕量型(1.1~4.3g/m2)和特輕量型
(0.3~1.1g/m2)。
4、根據(jù)組成磷化液的磷酸鹽分類。
有磷酸鋅系、磷酸錳系、磷酸鐵系。此外還有在磷酸鋅中加鈣的鋅鈣系,在磷酸鋅中加鎳、加錳的“三元體系”磷化等。
表面磷化處理的方法一、
鋁及鋁合金外表處置辦法
[辦法1]
脫脂后于下述溶液中化學(xué)處置:
濃硫酸 27.3 重鉻酸鉀 7.5 水 65.2
在60-65°C 浸漬10-30min 后取出用水沖刷,曬干或在80°C 以下烘干;或許在下述溶液中洗后再曬干:
磷酸 10 正丁醇 3 水 20
此辦法適用于酚醛-尼龍膠等,作用杰出。
[辦法2] 脫脂處置。用脫脂棉沾濕溶劑進(jìn)行擦洗,除掉油污后,再以清洗的棉布擦洗幾回即可。常用溶劑為:三氯乙烯、醋酸乙酯、丁酮和汽油等。
[辦法3]
脫脂后于下述溶液中化學(xué)處置:
磷酸 7.5 氧化鉻 7.5 酒精 5.0 甲醛(36-38%) 80
在15-30°C 浸漬10-15min ,然后在60-80°C 下水洗、枯燥。
[辦法4]
脫脂后于下述溶液中進(jìn)行陽(yáng)極化處置:
濃硫酸 22g/l
在1-1.5A/dm2 的直流強(qiáng)度下浸漬10-15min ,再在飽滿重鉻酸鉀溶液中,于95-100°C 下浸漬5-20min ,然后水洗,枯燥。
[辦法5]
脫脂后于下述溶液中化學(xué)處置:
氟化氫銨 3-3.5 氧化鉻 20-26 磷酸鈉 2-2.5 濃硫酸 50-60
硼酸 0.4-0.6 水 1000
在25-40°C 浸漬4.5-6min ,即進(jìn)行水洗、枯燥。本辦法膠接強(qiáng)度較高,處置后4h 內(nèi)膠接,適用于環(huán)氧膠和環(huán)氧-丁腈膠膠接。
[辦法6 脫脂后于下述溶液中化學(xué)處置:
硅酸鈉 10 非離子去垢劑 0.1
在65°C 下浸漬5min ,然后在65°C 以下水洗,再用蒸餾水洗刷和枯燥。適用于鋁箔的膠接。
[辦法7 噴砂或打磨后,在下述溶液中陽(yáng)極化:
氧化鉻 100 硫酸 0.2 氯化鈉 0.2
在40°C 下于10min 內(nèi)將電壓從0 V升至10V ,堅(jiān)持20min ,再在5min 內(nèi)從10V 升至50V ,堅(jiān)持5min ,然后水洗,700C 下枯燥。注重:游離氧化鉻濃度不得超越30-35g/l 。
[辦法8
脫脂后在下述溶液中化學(xué)處置:
氟化鈉 1 濃硝酸 15 水 84
在室溫下浸漬1min ,水洗后再在下述溶液中處置:
濃硫酸 30 重鉻酸鈉 7.5 水 62.5
在室溫下浸漬1min ,水洗,枯燥。
表面磷化處理的方法二、
鎂及鎂合金外表處置辦法
[辦法1] 脫脂后在下述溶液中于70-75°C 下浸漬5min :
氫氧化鈉 12 水 100
用冷水沖刷,再于下述溶液中在20°C 浸漬5min :
氧化鉻 10 水 100 無水硫酸鈉 2.8
用冷水沖刷,再用蒸餾水洗刷,在40°C 枯燥。
[辦法2] 脫脂處置。常用溶劑為:三氯乙烯、醋酸乙酯和丁酮等。
[辦法3] 在下述溶液中于20°C 下浸漬3min :
氧化鉻 16.6 硝酸鈉 20 冰醋酸 105 水 100
用冷水沖刷,蒸餾水洗凈,在40°C 以下枯燥。
[辦法4] 脫脂后在6.3% 的氫氧化鈉溶液中于70°C 下浸漬10min,水洗后,再在下述溶液中于55°C浸漬5min :
氧化鉻 13.8 硫酸鈣 1.2 水 85
用蒸餾水洗刷,再在下述溶液中于55°C浸漬3min:
氧化鉻 10 硫酸鈉 0.5 水 89.5
經(jīng)水洗后在60°C 以下枯燥。
[辦法5]
在下述溶液中于60-70°C 浸漬3min:
重鉻酸鈉 10 硫酸鎂 5 硫酸錳 5 水 80
用冷水沖刷,蒸餾水洗凈,在70°C 以下枯燥。
[辦法6
在30°C 以下氟氫化銨10%的溶液中陽(yáng)極化至電流密度低于0.45A/m2 (一個(gè)電極面板),溝通電壓90-120V ,然后水洗,枯燥。
[辦法7
脫脂后在70°C 的下述堿液洗5-15min :
氫氧化鈉 23-34 水 400
用冷水洗5min ,再于下述溶液中浸漬5-15min,溫度55°C :
氧化鉻 57-68 硝酸鈣 5 水 450
用冷水洗2min ,再于下述溶液中浸漬3-12min,溫度55°C :
氧化鉻 45 磷酸鈉 8 水 450
在冷水中洗2min ,再在40°C 下枯燥30min 。