低溫磷化工藝中常見的問題與對策

孫紹志

摘? 要：低溫磷化成本比較低（原液以及工作液的體積之比為l∶100），沉積物比較少，液溫比較低（25℃～35℃），成膜速度非常快（2.0 min～5.0 min），膜厚大致為0.8 m～1.00 m。這個過程非常適用于黑鋼零件以及鋅，鋁及其他的一些零件。該文主要簡單介紹了低溫磷在工藝當(dāng)中常見的一些問題以及對策，希望可以給大家?guī)ヒ恍﹩l(fā)。

關(guān)鍵詞：低溫磷化;工藝;總酸度

中圖分類號：TG174? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

對鋼、鋅、鋁及其合金的一些金屬零件進(jìn)行磷化處理后，在相應(yīng)的表面會形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，幾乎不會溶于水。磷化膜具有非常多的細(xì)孔，因此很少用作金屬的最終保護(hù)層，而且由于該特性，可以很好地植入到漆膜以及塑料噴劑當(dāng)中，從而使其與基材之間的結(jié)合力在很大程度上得到增強(qiáng)。

1 磷化工藝的主要特點(diǎn)

環(huán)境保護(hù)方面：廢水排放和國建標(biāo)準(zhǔn)相比，要低于標(biāo)準(zhǔn)。用途非常廣泛：可以用于鋼、鋅、鋁及其合金的一些磷化處理當(dāng)中。工序比較少：與一般磷化生產(chǎn)線相比，需要對表面進(jìn)行調(diào)節(jié)預(yù)處理，相應(yīng)的磷化線設(shè)備投資成本比較低。磷化方法比較靈活：可以使用噴涂或者浸涂的方式進(jìn)行處理。成本比較：由于消耗比較小，原液以及工作液的體積之比為l∶100，成本比較低。沉積物比較少：和其他的一些磷化溶液配方相比較，沉積物非常少，占據(jù)很大的優(yōu)勢。低溫：通常適合在25℃～35℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作。速度比較：在噴涂1.5 min～3.0 min，或者浸漬5.0 min～10.0 min就可以完成。磷化液維護(hù)方面比較方便：不需要經(jīng)常進(jìn)行測量以及對游離酸度進(jìn)行控制，非常方便。膜厚大致為0.8～1.0。磷化膜：附著力非常良好，在噴涂前的底層使用方面非常適合。

2 具體的處理流程

將這些零件放在生產(chǎn)線上之前，應(yīng)該先對這些零件進(jìn)行除油以及除銹。進(jìn)入生產(chǎn)線之后的工藝流程：進(jìn)行化學(xué)除油-熱水洗滌-磷化-熱水洗滌-干燥。最后一步是執(zhí)行噴涂工序。

3 磷化處理及磷化液的維護(hù)

先取10 mL工作液，然后在里面加入10滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L氫氧化鈉測試溶液進(jìn)行滴定，樣品會發(fā)生變化，由原來的無色變?yōu)楝F(xiàn)在的粉紅色，這一變化可以稱之為滴定的終點(diǎn)。按上述標(biāo)準(zhǔn)配制的工作液要求4.5 mL，0.1 mol/L的氫氧化鈉，可以被稱為4.5點(diǎn)。將2.2 L（3.0 kg）HJ加入到1 000 L磷化溶液中，那么148磷化原液可以保障濃度提升到1.0點(diǎn)。隨著對磷化溶液的相關(guān)調(diào)整以及重復(fù)使用，罐底會出現(xiàn)一些沉積，即不溶性的一些污泥，這個時候必須將他們進(jìn)行清除，否則會對磷化膜的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

在工件上面噴涂25～35℃的工作液時，通常花費(fèi)的時間為1.0 min～3.0 min，保障金屬表面可以獲得比較均勻的磷化膜就可以了;浸入的時間為2.0 min～5.0 min。根據(jù)上述的一些方法對工作液進(jìn)行制作，在標(biāo)準(zhǔn)的操作條件下可以獲得非常合格的磷化膜。

在20℃以下進(jìn)行磷化作用，那么工作液的濃度應(yīng)該進(jìn)行增加，大致為1倍以上就可以，并且磷化的時間也應(yīng)該適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行延長。在磷化后不可以用水進(jìn)行清洗，在干燥后，就可以得到比較合格的膜。

4 低溫磷化工藝的影響

4.1 總酸度方面

如果總酸度非常低，那么磷化將會受到很大程度的影響，總酸度可以很好地對磷化溶液濃度的具體指標(biāo)進(jìn)行反應(yīng)。對總酸度進(jìn)行控制主要是將磷化溶液當(dāng)中的成膜離子濃度保持在一個比較合理的范圍之內(nèi)，因此一定要控制好酸度的具體范圍，只有這樣才可以制造出比較合理的膜。

4.2 游離酸度方面

如果游離酸度出現(xiàn)過高或者過低的情況對于生產(chǎn)方面都是非常不利的。如果出現(xiàn)過高的現(xiàn)象，那么就不能形成膜，非常容易產(chǎn)生黃銹的現(xiàn)象。如果含量比較低，那么將對磷化溶液的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的威脅，并且在這個過程中還會產(chǎn)生一些其他的殘留物。游離酸可以很好地反映磷化溶液當(dāng)中游離H+的具體含量。對游離酸度控制主要是為了對磷酸二氫鹽在磷化溶液當(dāng)中的解離度進(jìn)行控制，只有這樣才可以把將成膜離子的濃度控制在一個比較合適的范圍內(nèi)。在對磷化溶液使用期間，游離酸度將會進(jìn)行緩慢的增加。這時候，可以使用堿進(jìn)行中和以及調(diào)節(jié)，在加入過程中一定要緩慢，并進(jìn)行比較均勻的攪拌，否則局部會出現(xiàn)堿液過分濃縮的現(xiàn)象，這樣會造成一些不必要的殘留。因此在制作膜的過程當(dāng)中一定要對游離酸進(jìn)行控制，只有這樣才可以制作出更好的膜。

4.3 酸比方面

酸比指的是總酸度以及游離酸度之間的比。一般來講，酸比率應(yīng)該控制在5℃～30℃。如果酸比方面比較低，那么游離酸度就比較高，成膜的速度相對比較慢，磷化的時間比較長，因此需要比較高溫的配方。如果酸比比較高，那么成膜速度就比較快，磷化的時間就比較短，而且所需的溫度也比較低。因此在制作的過程中一定要很好地對酸比率進(jìn)行控制。

4.4 溫度方面

磷化溫度和酸比也是同樣重要的，這也是成膜非常關(guān)鍵的一個因素。配方不一樣，那么溫度的范圍也不一樣。實(shí)際上，他對磷化溶液當(dāng)中成膜離子的相關(guān)濃度具有很大的控制作用。如果溫度比較高，那么磷酸二氫的解離度就比較高，相對應(yīng)的成膜離子的濃度就比較高，因此這種關(guān)系可以在溫度降低的同時對酸比進(jìn)行增加，這樣就可以很好的成膜。生產(chǎn)單位在對配方進(jìn)行確定之后，一定要對溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果溫度比較高，那么將會產(chǎn)生非常多的沉淀物，那么磷化溶液也會很難保障原始平衡。如果溫度比較低，那么成膜離子的相應(yīng)濃度就達(dá)不到，想要形成比較完整的磷化膜是非常困難的，因此在生產(chǎn)的過程當(dāng)中一定要嚴(yán)格對溫度方面進(jìn)行控制。

5 磷化工藝（包括設(shè)備）的理

5.1 對工藝進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)

磷化過程包含很多方面：脫脂、除銹、表面調(diào)節(jié)以及磷化等，有些還包括水洗之后的干燥等。在預(yù)處理生產(chǎn)線上面如果不設(shè)置相應(yīng)的除銹工藝，那么會造成非常大的影響。酸霧非常容易給生產(chǎn)線環(huán)境造成污染，容易導(dǎo)致零件出現(xiàn)生銹的情況，這樣就會很難對零件焊縫處進(jìn)行清洗，將會對耐腐蝕性造成很大的影響。因此，加強(qiáng)防銹性是非常有必要的，只有這樣才可以保障工藝在合理的控制范圍之內(nèi)。

5.2 材料以及其他項(xiàng)目的影響

磷化劑以及前后處理材料之間存在很大的關(guān)系。例如，在進(jìn)行酸洗以及高堿脫脂處理之后，鋼的表面會發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣對磷化非常不利。要對表面調(diào)節(jié)劑進(jìn)行添加，這樣才可以保障對于低鋅薄膜的具體磷化處理。

5.3 磷化膜干燥方面

對磷化膜進(jìn)行洗滌以及干燥項(xiàng)目主要有2個目的。首先，為去除溶劑型涂料表面的水分做比較充分的準(zhǔn)備。其次，為了進(jìn)一步提高涂漆后膜的耐腐蝕性，保障磷化之后烘烤的性能得到更好的提高，溫度應(yīng)該控制在130℃～150℃，否則，只會起到除濕以及表面干燥的作用。

5.4 磷化模式的影響

首先可以先使用浸澤法。由于處理的時間比較長，之后再次使用了噴涂方法，這樣可以很好地對磷化溶液起到改善作用，處理的時間也縮短到了1 min～3 min。在某些情況下，由于工件具備復(fù)雜性，需要使用相應(yīng)的浸漬方法，使用噴涂可以保障某些區(qū)域不出現(xiàn)磷化的現(xiàn)象。另外，浸漬法的性能和噴涂處理的磷化膜相比較效果比較好，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過程中使用的比較廣泛。

6 結(jié)語

綜上所述，在生產(chǎn)的過程當(dāng)中，低溫磷化工藝仍然存在一些問題，只有對這些問題進(jìn)行很好的解決，采取一定的措施，才可以保障生產(chǎn)的產(chǎn)品在一個合格的范圍內(nèi)。隨著大家的努力，一定會很好地解決工藝當(dāng)中的問題，進(jìn)而生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]王德松，羅青枝，李發(fā)堂.磷化液的研究[J].材料保護(hù)，2015，34（8）：39-40.

[2]宮青疆，羅世忠.低溫常溫磷化工藝中的常見問題與對策[J].表面技術(shù)，2016（6）：39-42.

[3]汪泉發(fā)，吳天材.磷化處理中常見問題與對策[J].腐蝕與防護(hù)（3）：45-47.

[4]隋永強(qiáng).中低溫磷化處理工藝和絮凝劑的研究[D].大連理工大學(xué)，2017.