钢铁部件的磷化处理与电镀.doc

磷化处理与电镀

姓名：闫姣
学号：5091109007
学院：化学化工学院
日期：10-4-27

摘 要： 钢铁制件及设备往往在涂漆或储存前需要进行表面处理，其目的在于增强油漆在钢铁表面的附着力，提高金属的防腐能力，同时也可改善涂层的装饰效果。采用化学反应使金属表面形成化学转化膜是常用的表面处理方法，磷化及发黑（发蓝）处理以及电镀是其中最常见的表面处理。
关键词：磷化 电镀
目 录：1.金属的磷化处理
2.电镀的简介
3金属磷化处理与电镀的比较
内 容：
（一）金属的磷化处理
磷化是用磷酸及其盐的水溶液处理钢铁表面，在其表面获得一层磷酸盐覆盖层（磷化膜）的过程。磷化膜的形成机理比较复杂，一般可分为两类。一类是金属表面自身转化的磷酸盐膜，其组成是FePO4及Fe2O3.这类磷化液主要含碱金属的磷酸盐，多聚磷酸盐等。其配方往往以每升磷化液中含组分的质量表示，如一种转化型磷酸液的组成及工作条件如下：
组成（单位：g/L）：草酸5，磷酸10，草酸钠4，磷酸二氢钠10;浸泡温度：20℃；浸泡时间：5min。
这类磷化液的成膜机理可简要的描述如下：
金属裸露部位（阳极）的电化学反应为:

在形成金属氧化物FexOy的部位（阴极），氢离子接受来自阳极的电子而形成氢气，因而处理表面常有气泡产生。但因氢气的生成会产生较高的超电势而使磷化难以继续进行，故在配方中往往加入促进剂（氧化剂），如等，以便降低超电势。阴极反应可表示为
总的反应式可表示为：
，另一类转化膜称为假转化膜，其磷化液的组成主要是，，等的磷酸二氢盐。以磷酸二氢锌为主体的磷化液称为锌系磷化液，其转化膜称为锌系膜。如锌系膜配以适当ca2+，则称为锌-钙系膜。这种磷化膜质量好，防腐能力强，是目前用于涂装的最常见的磷化液。这类磷化液的成膜机理可成为水解机理，其反应也包括钢铁表面的弱腐蚀，导致局部pH升高，而是磷化锌沉积。总反应式表示为：

这类磷化液的工作温度往往较高，酸度较低，有利于成膜
（二）电镀
电镀是金属电沉积过程的一种，所谓的金属电沉积过程是指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得金属层的过程。电镀是通过改变固体表面的特性从而改善外观，提高耐腐蚀性，抗磨性，增强硬度，提供特殊的光，电，磁，热等表面性质的金属电沉积过程。电镀不同于一般电沉积过程的地方在于：都层除应具有的所需的机械，物理和化学性能外，还必须很好地附着于物体表面，且镀层均匀致密，孔隙率少等。金属镀层的性能依赖于其结构，而镀层的结构又受电沉积等条件的制约。下面是两种电镀的简单流程：
钢铁件电镀锌工艺流程 ：
　　┌酸性镀锌
　　 除油 → 除锈→ │ → 纯化 → 干燥
└碱性镀锌
铁件镀铬工艺流程：
除蜡 → 热浸除油 → 阴极 → 阳极 → 电解除油 → 弱酸浸蚀 → 预镀碱铜 → 酸性光亮铜（选择）→ 光亮镍 →镀铬或其它
除蜡 → 热浸除油 → 阴极 → 阳极 → 电解除油 →弱酸浸蚀 → 半光亮镍 → 高硫镍 → 光亮镍 → 镍封（选择）→ 镀铬
（三） 磷化膜的质量受总酸度、游离酸度、促进剂浓度、处理温度、时间等因素影响，条件控制不得当往往造成成膜太慢或膜疏松。用于汽车车身，家用电器，汽车零部件、家用车、改装车，自行车、摩托车、拖拉机等表面的防腐和颜色装饰等。电镀层相对均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。但是，电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，所以要得到高品质的镀层要求较高，同时电镀废液也是工业废水的主要来源之一。

参考文献：《工科实验化学》四川大学出版社
《化学实验技术基础》上海交通大学出版社
《应用电化学》 哈尔滨工业大学出版社