磷化基本知识及日常维护.doc

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磷化基本知识及日常维护
一、磷化的用途
二、磷化基本原理
三、磷化的分类及应用
四、磷化浓缩液的配制方法
五、磷化工作液配制及维护方法
六、磷化工作液参数的检测方法
七、劳动保护
八、磷化常见异常及解决方法（涂装类为例）：

一、磷化的用途
磷化表面处理主要有三大应用：（一）涂装领域、（二）防锈领域、（三金属变形领域。磷化表面处理使用的产品主要有：磷化剂、脱脂剂、除锈剂、钝化剂、各种添加剂、表调剂、中和剂、促进剂等。

二、磷化基本原理
磷化皮膜处理是基于钢铁（锌、铝等）件在含有H3PO4、Zn2+、NO3-等离子组成的磷化液中，在钢铁件表面所发生的化学反应。通过磷化处理，可在钢铁件表面生成Zn2Fe（PO4）2·2H2O、Zn3（PO4）2·2H2O的结晶物质，这就是磷化皮膜的最主要成分。
磷化皮膜可起到防锈、润滑、增强与涂料的结合力，提升涂料的防腐能力等作用。
主要化学反应式如下：
H++H2PO4-+Zn2++Fe+[O]→m•Zn2Fe(PO4)2•2H2O+n•Zn3(PO4)2•2H2O+FePO4↓(沉渣)
为了得到品质优良的磷酸盐皮膜，钢铁在磷化前需进行表面清洁处理（除油、除锈）是非常必要的。在低温、常温磷化时，磷化前进行表面调整可显著提高皮膜质量，并可大大缩短磷化时间，提升前处理线产能。

三、磷化的分类及应用
按反应的温度进行分类，磷化主要分为高温（大于80℃）、中温（60~80℃）、低温（35~55℃）和常温（小于35℃）四大类。
高温磷化：应用于金属变形及防锈
中温磷化：主要应用于防锈及金属变形，部分也用于涂装领域
低温磷化：一般应用于涂装领域，极少数用于防锈及金属变形
常温磷化：应用于涂装领域
随着环保、节能的要求不断提高，磷化厂商不断改进配方，使温度不断降低。
四、磷化浓缩液的配制方法
以常规锌系手工配制为例：
1、 按配方比例称好氧化锌加入反应容器内，加入适量的水（要记录重量），搅拌均匀成糊状
2、 按配方比例称好磷酸，缓慢倒入反应容器内，边加边搅拌
3、 按配方比例称好硝酸，缓慢加入反应容器内，边加边搅拌
4、 待氧化锌基本溶解后，依次加入其他成分，边加边搅拌
5、 按配方加入剩下份量的水，搅拌均匀
6、 待浓缩液冷却至常温后，测量其比重
7、 用塑胶桶分装
8、 按配方比例称好磷酸，倒入反应容器内
（说明：1、如反应为机械搅拌，磷酸、硝酸、水加入搅拌后，再加入氧化锌粉体，最后加入其他成分。
2、如配方中含有氢氧化钠，必需用水充分溶解，且浓缩液待所有成分基本溶解后，最后加入，充分搅拌使其溶解。）

五、磷化工作液配制及维护方法
1、 槽液的配制（以PT-838为例）若配制1000L槽液，先在槽中加入700~800L水，再加入50KG配槽液A，并将水稀释到1000L搅拌均匀，测量其游离酸和总酸度，加入适量的中和剂D（一般为5KG左右），搅拌均匀，使其溶解，调整酸度在工艺范围之内；使用前在槽液中加入1~2KG的促进剂C，搅拌均匀，测定促进剂在工艺范围之内即可使用。
重要说明：一般低常温磷化剂分为：
A剂（配槽剂）
B剂（补充剂）
C剂（促进剂）
D剂（中和剂
其中：A、B剂随配方不同而不同，同一厂商C剂和D剂的配方是相对固定的。C剂一般由30%的亚硝酸钠组成（30KG亚硝酸钠+70KG水），D剂一般为20%的氢氧化钠（20KG氢氧化钠+80KG水）。
2、 槽液的维护调整
（1） 由于连续生产，溶液的浓度会逐渐降低，因而，在生产前或生产中需要测定酸度及促进剂的点数。
（2） 当总酸度低时，应加补充液B，每提高总酸度1个点，1000L槽液应加补充液B 2KG，同时游离酸度也上升0.15点。
（3） 当游离酸度低时，应加补充液B，每提高游离酸度0.1个点，1000L槽液应加补充液B1.2KG，同时总酸度也上升0.6点。
（4） 当游离酸度高时，应加中和剂D，每降低游离酸度1个点，1000L槽液应加中和剂D 2.1KG或0.42KG氢氧化钠（须先用水溶解），同时总酸度也下降1点。
（5） 促进剂点低时，呈现出磷化膜发黄或不上膜，则需补充促进剂C，每1000L槽液加1KG促进剂C，可提高2~3点。
（6） 促进剂点太高时，磷化膜发蓝，金属表面被钝化，可使槽液静置一段时间让其自然消耗，待指标在范围中时，再进行工件的处理。
（7） 当总酸度偏高时，已影响质量，加水稀释再调游离酸度。
（8） 生产中不断产生磷酸铁沉渣，应定期清理。
（9） 当液面低，应补加清水，每补加100KG水应加5KG配槽液A，中和剂0.5KG。
（10） 表调应及时补充，太低结晶膜易粗，或磷化不上。
（11） 生产较长时间后，槽液各项指标都在范围之内仍做不好，说明槽液已老化，这时槽液应更换。

六、磷化工作液参数的检测方法
1、 一般检测磷化液的总酸度（TA）、游离酸度（FA）、促进剂浓度。
2、 检测方法：
（1）总酸度（TA）： 取磷化槽液10ml，加入250ml的锥形瓶中并加入50ml纯水，加入2-3滴酚酞指示剂，用0.1摩尔每升的标准NaOH溶液滴定，直到溶液变为粉红色，所消耗NaOH标液的毫升数即为总酸度的“点”数。
（2）游离酸度（FA）： 取磷化槽液10ml，加入250ml的锥形瓶中并加入50ml纯水，加入2-3滴溴酚蓝指示剂，用0.1摩尔每升的标准NaOH溶液滴定，直到溶液变为蓝色，所消耗NaOH标液的毫升数即为游离酸度的“点”数。
（3）促进剂浓度： 将磷化槽液加入发酵管内，加入2-3g氨基磺酸，且上下振动后，静置2-3min，此时产生的气体量度（刻度数）表示促进剂的浓度。1刻度即为1“点”。

七、劳动保护
由于磷化液的原料硝酸、烧碱等具有强烈的腐蚀性，磷化浓缩液配制时反应剧烈，放出大量的热能，并可能导致反应液沸腾，因此，配制浓缩液及搬运原料时必须戴上劳保用品。工作场所应有足够的通风条件。
劳保用品包括：塑胶防护服、劳保眼镜、耐酸碱手套、耐酸碱塑胶靴等。

八、磷化常见异常及解决方法（涂装类为例）：

序号
异常现象
原因
解决方法
1
皮膜发黄不上膜
1、 游离酸过高
2、 促进剂太低
3、 表调剂失效或过低
1、 补加中和剂
2、 补加促进剂
3、 更换或补加促进剂
2
皮膜发蓝不上膜
促进剂浓度过高
1、 先稀释槽液后补加浓缩液调整酸度
2、 将槽液放置一段时间后使用
3
膜太厚
1、 总酸度过高
2、 温度过高
3、 磷化时间过长
1、 稀释槽液
2、 降低温度
3、 缩短磷化时间
4
膜上有少量结晶
1、 配槽时升温过快，槽液体系失去平衡
2、 游离酸过低
1、 适当控制升温速度
2、 提升游离酸，严格控制酸比
5
皮膜太粗
1、 表调效果太差
2、 游离酸过高
3、 总酸度过高
4、 温度过高
1、 补加或更换表调剂
2、 调整酸度及酸比
3、 降低温度

6
皮膜不均匀，部分区域不上膜
1、 油未除干净
2、 锈（钝化膜）未除干净
3、 磷化槽液亚铁过高
4、 促进剂过低
5、 表调效果不好
1、 加强除油除锈
2、 加双氧水或同空气去亚铁
3、 补加促进剂
4、 补加或更换表调剂

左言林
总结于2003年8月
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