影响磷化膜质量的因素

影响磷化膜质量的因素1、前言现代工业的迅速发展，市场对涂装要求急剧增加，涂装行业将会得到更快的发展，而涂装质量的好坏在一定程度取决于涂装前处理技术的高低，而磷化又是涂装前处理的关键，磷化膜的性能好坏直接关系到涂装质量的优劣，因此我们需要详细地了解影响磷化膜质量的因素。2、影响磷化膜质量的因素2.1.总酸度（TA）TA是反映磷化槽浓度的一项指标，是指槽液中配合酸（HSO42-）和FA浓度的总和。控制TA的目的在于保持磷化槽液中成膜离子的浓度在规定的工艺范围内。TA过高，磷化膜生成困难，磷化膜结晶粗燥，耐腐蚀性差。2.2游离酸度（FA）FA是指槽液中游离酸度H+浓度。FA促使工件溶解产生晶核，使生成磷化膜容易。控制FA的目的在于控制槽液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须范围内。FA过高，反映加快。工件与槽液界面的离子浓度被破坏，届面PH值过低，造成成膜困难，成膜时间延长，结晶粗大多孔。耐腐蚀性低。FA过低，工件腐蚀缓慢，界面PH值升高，磷化膜薄甚至难以形成，膜成表面易产生浮粉（Zn(PO4)2沉淀），磷化液易产生异常沉淀，导致Zn2+含量急剧降低。2.3.磷化温度磷化温度是形成磷化膜的一个关键因素，适当的提高温度不仅可以激活能量低的点形成“活化中心”使晶核数目增多，结晶速度提高，成膜速度加快，同时可以在枝晶上产生新的结晶，结晶密度提高，形成完整结晶的磷化膜，但温度过高，反映速度太快，膜层晶核粗大，孔隙较大，槽液稳定性差，易浑浊，形成含渣的超重灰磷化膜，耐腐蚀性低。当温度过低，由于磷化是吸热反应，当所需的热量得不到足够补偿时，成膜速度缓慢，甚至磷化反映难以进行，在家和摩配行业磷化中，多以低温和常温磷化磷化为主。由于温度低，反映相应减慢，因此必须通过其他途径来调节槽液的酸比，促进剂含量，浓度来补偿温度低而对磷化速度的影响，为满足批量生产，加你最好采用低温磷化为宜。2.4.磷化时间不同的磷化液，具有不同的磷化时间要求，随着磷化时间的不同，所获得磷化膜的外观，厚度，耐腐蚀性也不同，磷化时间与膜重不成线形关系，根据不同的板材来确定磷化时间，以获得理想的确凿磷化膜。时间过短，成膜不足，磷化膜不连接，不致密，耐腐蚀性差。时间过长，结晶可能在已形成的磷化膜上生长，对磷化膜增长无多大的意义，无所谓消耗槽液。一般来说，温度高，磷化时间短，反之，时间延长。2.5酸比（AR）所谓AR就是指磷化槽液中TA与FA的比值。不同的磷化槽液其AR不同，一般说，AR越高，磷化膜越细越薄，但AR过高不易形成膜，沉渣多，AR过低，磷化结晶粗大疏松。对于使用单位来说，由于所构成磷化液已经确定，TA与FA已确定，AＲ也已相应确定，所以可以不必计算ＡＲ。2.6.Zn2+、Ｍｎ2+、Fe2+及杂质离子Zn2+离子含量过低，磷化膜疏松多孔，发暗，甚至发花，不成膜，含量过高，磷化膜结晶粗大，磷化膜已、易挂灰，膜重超重。Mn2+离子可提高磷化膜硬度，耐腐蚀性和附着力，磷化结晶均匀，当含量过高时，磷化膜不易形成。保持一定的Fe2+离子能提高磷化膜厚度，提高耐腐性，当Fe2+离子过高，磷化膜结晶粗大，易形成Fe3+离子而沉淀，防护性能低。过低，以不利于磷化膜生成。常温磷化Fe2+离子浓度一般控制在0.5-2g/l范围内。Ni+离子可以提高磷化膜硬度，耐腐蚀性和附着力，磷化结晶均匀。含量过高时。磷化膜不易形成，在标准汽车生产线上采用的磷化液基本都含Ni+。磷化槽液中常见的杂子有SO42-CL-Cu2+等。当SO42-CL-离子含量超过0.5g/l时，磷化膜多孔返黄，磷化时间延长，当Cu2+离子含量过高时，工件表面发红，耐腐蚀能力下降。此外Pb2-Al3+离子等也会影响磷化质量，操作时也要防止带入磷化槽，但我公司最新的磷化液同时可以处理钢铁件、锌、铝板，所以在汽车行业中将会广泛应用。3、工件表面状态的影响金属工件表面状态对磷化质量影响较大，即使是同一磷化工艺，同一磷化制剂，同一工件的不同部位的磷化膜质量也可能相差较大，这就是因为工件表面状态差异所致。一般来说，高、中碳钢和低合金钢容易磷化，磷化膜黑而厚，但磷化膜结晶有变粗的倾向，低碳钢磷化膜结晶致密，颜色较浅，若磷化前进行适当的酸洗，可有助于提高磷化膜质量，冷轧板因其表面有硬化层，磷化前最好进行适当的酸洗或表调，否则膜不均匀，膜薄，耐蚀性低。4、水质的影响磷化后用水冲洗磷化膜的作用是去除吸附在膜表面的可溶性物质等，以防止涂抹在湿热条件下起泡，脱落，提高涂膜附着力，耐腐蚀性，通过对一同磷化膜分别采用去离子水，下水道水，车间排放水冲洗实验得知其耐蚀性、柔韧性逐个降低。对于要求较严的阴极电泳涂装，最好再涂装前采用去离子水水洗。5、涂装前处理的影响5.1.脱脂对磷化的影响优质的磷化膜只有在去油污除彻底的工件表面才能形成，因为油污残留在工件表面，不仅会严重阻碍磷化膜的生长，而且会影响涂膜的附着力，干燥性能，耐腐蚀性能等。5.2.除锈对磷化抹得影响磷化膜不能再锈层或氧化皮上生长的，所以彻底除锈是磷化的必要条件。但除锈时间不能过长。否则易出现过腐蚀，工件表面粗燥导致结晶粗大多孔，沉淀增多。除锈时间过短，工件表面活化不够，同样使磷化膜结晶粗大。所以控制好除锈时间对于获得密集活化点，形成致密的磷化膜有着重要的作用。5.3.脱脂后水洗对磷化的影响脱脂后水洗，虽然属于涂装前处理的辅助工序，但同样需要引起足够的重视，这是因为若有清洗不彻底，很容易将脱脂槽中的不易洗净的表面活性剂及杂质离子带入磷化槽液中，从而使磷化膜变薄，返黄，甚至引起涂装后起泡、脱落。因此建议采用多级水洗，并控制最后清洗水的PH值接近中性。另外，选用不含NaOH、ＮaCO3、难洗净的界面活性剂的脱脂剂。对于水洗水的总碱度（TAL）、PH值、温度、时间都需要严格控制：TAL太高和PH值太高，已带入表调槽引起表调液总酸度多高不易于管理，带入磷化槽内使FA下降太快，导致槽液不稳定；PH值太低和时间太长，钢铁在水洗过程中易产生锈蚀，生成的磷化膜结晶粗大，耐腐蚀性降低，膜重超标，在连续线上，由于链速已定，所以清洗时间不可能改变，只能在清洗水中加入碱提高清洗水PH值至于9.0-9.5，另可加入一定量的NaNO2，以防止钢铁件生锈；清洗水温度过高，钢铁件易锈蚀，需加大补给水的流量，降低脱脂剂槽液的处理温度，清洗水温度过低，脱脂剂清洗效果不能保证，清洗水温度一般在10-35℃范围内比较好。5.4.表调对磷化的影响表调又称表面调整，通过调整，可以改善工件表面的微观状态，从而改善磷化膜外观，结晶细小，均匀，致密，进而提高涂膜性能。现代表调基本上都是胶体钛盐表调，对已表调液也需严格控制总碱度（TAL）、温度、PH值、钛含量，总碱度、PH值高易使磷化槽FA下降过快；温度过高，易产生工序间表干；钛含量过低表调效果不好，钛含量太高，磷化膜不易生成，膜重不达标。5.5.钝化对磷化的影响磷化后的钝化封闭可以提高磷化膜单层的防锈能力，同时也可以改善磷化膜的综合性能，但钝化液含铬，废水处理困难，一般不采用。6、其他方面对磷化的影响6.1磷化工艺流程设计是否合理6.2设备是否符合要求6.3工艺管理是否科学6.4设备管理与维护6.5促进剂的影响6.6磷化膜的烘干过程更多信息请关注：重庆长宇金属表面处理技术有限公司