钣金车间喷塑工艺培训教材

钣金车间喷塑工艺培训教材内容摘要：

阴极反应组成的金属溶解过程： Me + 2H3PO4 === Me（ H2PO4） 2 + H2 Me 代表二价金属离子，可以是 Fe2+、 Zn2+等等。 （ 2）成膜反应 金属基体与酸性磷化液发生一段时间以后，局部酸度下降。 而金属的二氢磷酸盐 Me（ H2PO4） 2也不稳定，释放 H+，生成溶解度较小的磷酸一氢盐 MeHPO4。 随着反应进行，局部 PH 值继续上升，一氢盐 MeHPO4 继续释放 H+，生成更难溶解的 Me3（ PO4） 2，沉积到零件表面。 反应方程式为： Me（ H2PO4） 2 ====== MeHPO4 + H3PO4 3 MeHPO4 ==== Me3（ PO4） 2 + H3PO4 PH 值上升到一定程度，也会发生： 3 Me（ H2PO4） 2 ===== Me3（ PO4） 2 + 4H3PO4 Me3（ PO4） 2沉积到一定程度，零件表面完全被覆盖，从而在零件表面形成了完整的磷化膜，磷化结束。 （局部的含义：局部是很小的一个范围，是分子间反应的范围。 上述反映也是在很短的时间内完成，短的不能用秒来计算的。 ） （ 3）氧化性促进剂的去极化作用和对金属溶解的促进 金属与磷酸发生反应产生氢气易吸附于零件表面，阻碍了不溶性的磷酸盐在零件表面的沉积，磷酸盐不能沉积到零件表面形成磷化膜，而于溶液中沉淀析出成为渣，既浪费磷化液，也使得渣量增加，容易堵塞喷嘴和管道，更造成磷化膜空隙率增加，造成磷化膜性能下降。 促进剂的作用就是将氢还原成水。 2[H] + [O] ==== H2O 磷化液的控制 游离酸度（ FA） FA 指 磷化液，用 、 NaOH 标准溶液滴定到终点（ PH=4，即由 8 甲基橙做指示剂）所消耗滴定剂体积毫升数，以点表示。 若 FA 过高，零件表面的金属大量反应，而无法形成磷化膜；若 FA 过低，磷酸盐大量析出变为沉渣，导致：①原料浪费；②吸附在磷化膜表面影响涂层附着力；③导致热交换器结垢，影响热交换质量下降。 Me3（ PO4） 2 游离酸度（ FA） FA1 FA2 沉淀平衡时 FA 与 Me3（ PO4） 2 析出率的关系 Me3（ PO4） 2的沉积 量和游离酸度（ FA）的关系如上图，其中 FA1~FA2是磷化处理的适宜 FA 工作范围， FA 太小时，金属表面无法被溶解活化。 总酸度（ TA） 总酸度指 磷化液，用酚酞指示剂，用 的 NaOH 标准溶液滴定至终点所消耗的体积毫升数，以点表示。 10 .（ g/m2） 8 6 膜厚 4 2 厚膜： FA/TA 磷化膜重量与酸比关系 显然，在维持 FA 不变情况下，提高 TA 有 利于增加沉淀析出量。 事实上磷酸盐沉积析出时总伴随 FA 升高、 TA 下降。 若不进行调整， FA/TA 将不断增大，磷化膜会越来越薄，因此阴影区域是磷化处理酸比控制的最佳范围。 促进剂 9 促进剂用量较少的情况下，获得的磷化膜稍厚，膜较粗糙，附着力较差，空隙率相对较大；促进剂适中，磷化膜较薄，但较细致，空隙率最低；促进剂过多时，磷化膜较薄，空隙率较大，磷化膜表面产生浮灰。 磷化液的检测方法 试剂： 氢氧化钠标准溶液； %酚酞及甲基橙 测定步骤：用移液管吸取 10毫升磷化液，置于 250 毫升锥形瓶中 ，加纯水约 100 毫升；加 %酚酞指示剂 2～3 滴并摇匀；加 %甲基橙指示剂 2～ 3 滴并摇匀；用 氢氧化钠标准溶液滴定至无色为终点；记下耗用氢氧化钠标准溶液的毫升数 V。 用甲基橙作指示剂时，滴定终点 PH 值较低（约为 ），测得是游离酸度。 用酚酞作指示剂时，滴定终点的 PH 值约为 ，测得的是总酸度。 锌板磷化特点 原则上讲，在处理钢铁的磷化液中加入适量的氟化物都可以处理锌及其合金，不过一般锌系磷化处理对锌及其合金的涂装性能较差，因为磷化膜的成分中只有 [H]膜，这种膜具有较低的抗碱性能。 因此为得到优良涂装性能的磷化膜，锌及其合金的磷化膜最好用高镍锰磷化，而且磷化膜中 Ni2++Mn2+含量大于Zn2++ Ni2++Mn2+总量的 5%。 此外，二价铁的存在也是有利的。 长期存放的热镀锌表面有氧化锌，磷化时间一般要在 1～ 3 分钟才能得到高密度结晶的磷化膜，而新电镀锌板 6～ 20 秒即可完成。 无论如何，所谓快速磷化，磷化膜并没有完全生成，所以覆盖面不能达到 100%，在适当条件下，必须 30秒以上的磷化时间。 与钢铁磷化不同，在磷酸锌溶液中处理镀锌件，溶液中 Zn2+离子浓度基本不变或略有升高，而且也很少沉淀 ，但游离酸度变化较大，必须经常调整，否则膜质量会发生很大变化。 钝化后的锌板不能进行表面磷化，涂装后涂膜的耐蚀性差。 磷化膜的电镜图。