PDF《钢铁的磷化处理》

钢铁的磷化处理

第一节概述 钢铁零件在含有锌、锰、钙、铁或金属磷酸一代盐溶液中进行化学处理,在其表面上形 成一层不溶于水的磷酸盐膜的过程叫做磷化处理法, 其膜叫磷化膜.

磷化膜分为假转化膜和 转化膜两类.假转化膜是靠磷化液中本身含有的阳离子来成膜的,其膜是结晶型的;

转化膜 型则是靠铁基体有限的腐蚀产生的铁离子来成膜的, 加入的碱金属离子不参与成膜, 其膜为 无定型的.

一、磷化膜的组成和性质 根据基体材质、零件表面状态、磷化液组成及工艺条件,可得到不同组成,不同结构、 不同厚度、不同颜色、不同用途的磷化膜.磷化膜的分类及性质,列于表 9―2―1. 表9―2―1 磷化膜的分类及性质 磷化膜是由一系列大小不同的晶体所组成,在晶体的连结点上形成细小裂纹的多孔结 构.这种多孔的晶体结构使钢铁表面的耐蚀性、吸附性、耐磨性得以改善和提高. 磷化膜化学稳定性差,既可溶于酸,也可溶于碱,孔隙率高易吸附污物和受腐蚀介质的 浸蚀,所以不经后处理的磷化膜耐蚀性差. 磷化后其基体金属的硬度、磁性等均保持不变,但对于高强度钢(强度≥1000N/mm

2 )磷 化后必须进行除氢处理(130℃~200℃下处理 1h~4h). 磷化膜除按体系分以外还可按膜质量分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种. 次轻量级(仅0.4g/m

2 ~1g/m

2 ),一般为无定型轻铁系膜,适作油漆、喷粉底层,尤其作 变形大的零件涂装打底好;

轻量级(1.1g/m

2 ―4.5g/m

2 ),广泛用作涂装底层;

次重量级 (4.6g/m

2 ―7.5g/m

2 )可作为防腐及冷加工减磨润滑;

重量级(大于 7.5g/m

2 )作防腐、绝 缘和冷加工减磨. 按磷化处理温度分为常温(15℃~35℃);

低温(35℃~45℃);

中温(50℃~70℃);

高温 (>

80℃). 按操作方法可分为刷涂法、浸渍法、喷淋法、半浸半喷法及流动法等.

二、磷化膜的用途

(一)作防护――装饰涂装底层 磷化膜主要用作油漆、电泳、静电喷涂、喷粉的底层,以增强铁基体与磷化膜的结合力 和提高其耐蚀性,膜重一般为 0.4g/m

2 ~3g/m

2 ,膜厚 0.5μm~3μm,微晶谷粒状、球状 结晶最好. 在磷化膜上涂装比涂油耐蚀性提高 l0 倍以上,而且比油漆本身的耐蚀性提高

12 倍(见表9―2―2).由于磷化膜是从基体上直接生成的氧化物――磷酸盐混合膜,在其上再长成 磷化结晶体,其间无明显界限,所以磷化膜与基体结合力很强.磷化膜上涂漆耐蚀性高可作 如下解释:磷化膜绝缘电阻高达 5*10

7 Ω(10μm 厚),因而可以防止锈从被破坏的区域展开 来.当金属涂层被破坏时,在该处发生微电池腐蚀,由于金属导电,也由于膜与基体之间的 毛细管现象把膜下的电解液吸出来, 腐蚀就向四面八方扩展, 引起金属的膜下腐蚀和防护层 起泡.如果金属上有磷化层则不同,腐蚀仅局限于遭到破坏的区域,这是由于其金属表面为 不导电的磷化膜所隔绝,这些磷化膜牢固地附着在基体上,防止了电解液的横向扩展,故可 有效地抑制膜下腐蚀. 表9―2―2 钢铁上防护层耐蚀性比较

(二)作防腐蚀涂油底层 作防腐磷化层采用锌系或锰系,磷化膜重必须大于 l0g/m

2 ,磷化后涂防锈油、防锈脂、 防锈蜡等. 经磷化处理后涂油,中性盐雾试验出现第一个锈点时间为: 钢铁件上直接涂防锈油 l5h 钢铁件+磷化锌膜(16g/m