磷化沉渣形成的原因在高温、中温、低温、常温磷化处理中,磷化沉渣形成的直接原因是槽液中Fe2+过多。Fe2+主要来源于磷化工程中生成的Fe2+以及以额外带入到磷化液中的Fe2+。后者容易被忽视,通常磷化前有酸洗工序时容易带入,如果酸洗后的漂洗水中Fe2+过多或水洗不干净则更严重。以亚硝酸盐为主要促进剂的磷化液,NO2-与Fe2+在工作温度下发生氧化还原反应,生成Fe3+,与PO43-反应生成沉淀即沉渣。反应原理如下:Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO+H2O(1)Fe3++PO43-=FePO4↓(2)注意,式(1)是Fe2+与NO2-反应,而不是Fe2+与NO3–反应,原因是Fe2+与NO3–必须在浓硫酸等强酸性条件下才能发生式(1)的反应,而Fe2+与NO2-在磷酸等弱酸性条件下就可以发生式(1)的反应,这恰好符合磷化液的工作条件。式(2)生成的沉淀磷酸铁就是磷化沉渣。磷化液按式(2)生成沉渣是正常的,但是有些情况下生成额外沉渣就不正常了。额外生成沉渣会白白浪费药剂,增加生产成本,必须有效控制额外沉渣的生成。 锌系磷化也是广泛应用的一种防锈磷化,通常采用硝酸盐作为促进剂,处理温度80~90℃,处理时间10~15min.江苏紧固件锰系磷化
涂装后,涂层表面形成颗粒缺陷,并降低涂层的耐腐蚀性。。,需要用大量的水冲洗(夹杂在磷化膜中的沉渣根本洗不掉),浪费水资源。,降低了传热效率。为了保证磷化温度,需要耗费更多的燃料。,大量磷化渣长时间聚居在喷淋管道内,导致管道堵塞,喷头堵塞,磷化膜不均匀、发彩等,甚至不能完成磷化。3磷化沉渣的解决方法针对磷化液中Fe2+偏高的问题,可以采用多种方法进行解决[3,5],如向磷化液中加入H2O2、加入NaClO3、加入KMnO4、加入促进剂、磷化液中通入空气等,有时将这些方法组合使用效果更佳。解决方法并不难,难的是在于如何预防。不论采用何种方法处理,都必须先停止生产,然后才进行处理。处理后的磷化液产生大量沉渣与原有沉渣混合在一起,直接使用效果仍然不理想,必须进行倒槽或清渣。如果倒槽,则将磷化液倒入沉淀塔或另一个槽中,静止一段时间后将清液重新加入到磷化槽中。如果清渣,则将处理过的磷化液在原槽中静止一段时间,之后人工沉渣,但这种方法清理不彻底。两种方法处理后,都需要重新测定磷化液的参数,不在工艺范围时应进行调整。 联轴器锰系磷化工艺磷化用途:磷化膜主要用作涂料的底层,金属冷加工时的润滑层,金属表面保护层以及用作电机硅钢片的绝缘处理.
促进剂偏高促进剂偏高,一方面将大量的Fe2+氧化成Fe3+,进而是生成FePO4沉渣,另一方面促进剂挥发时会生成水,使磷化液的PH值升高,导致额外生成沉渣。,如酸比值偏小,在不断添加的情况下导致工作液的游离酸度一直在高位甚至超过高位下运行,需要加入中和剂降低游离酸度,生成的PO43-进一步与Zn2+结合,产生额外沉渣。如果工件表面含有碱性物质时,也同样会产生额外沉渣。原理如下:H2PO4-+2OH-=PO43-+2H2O(7)《金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范》(HB5472-1991)的要求。如果水质过硬即钙、镁离子过多,会导致磷化液的游离酸度降低,生成的PO43-进一步与Zn2+结合,产生额外沉渣。原理如下:2HCO3-+H2PO4-=2C02↑+PO43-+2H2O。
磷酸锰涂层被用于改善发动机、齿轮、变速器等系统中的滑动性质。磷酸锰涂层可用于含5%-6%外加元素(例如Ni+Cr+Mo+V等)的碳钢,也可用于铸铁。所含的单个合金元素的比较高量可达:。硬化钢的碳含量约为。在上述元素中,特别是铬和钼在其上限浓度时可能会干扰磷酸锰磷化工艺。在许多情况下,渗碳和渗氮的表面不会影响磷化。但是用机械方法处理的工作表面会严重影响磷化膜的生成。磷酸锰涂层工艺:磷酸锰磷化用浸渍法进行,在浸渍溶液中除了保持磷化平衡的游离酸外,主要成分是磷酸锰。为改善磷化膜的形成,还可添加硝酸盐和镍的化合物或其它添加物作促进剂或改进剂。磷酸锰涂层的晶体主要是(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O和具有不等锰、铁含量的锰铁hureaulith晶体。磷酸锰磷化在应用中的涂层厚度可达500-2200mg/ft2。磷酸锰磷化法的磷化膜厚度和晶体大小比磷酸锌磷化法受机械、热和工件化学预处理方法的影响更大,例如在预处理中使用碱性清洗或酸洗後所生成的磷化膜较为粗糙。但是只要将这些作过这样预处理的工件再作一些活化调整处理,则仍旧可以得到致密的磷化膜。图5所示的是锰系磷化的典型流程。 磷化原理上应属于化学转换膜处理,主要应用于钢铁表面磷化,有色金属(如铝,锌)件也可应用磷化.
磷化液温度超过上限根据磷化反应原理,升高温度可以加快磷化反应速度,有利于磷化反应的进行。但是温度超过一定限度,副反应增多即磷化液自身消耗,额外生成沉渣。不管磷化液工作还是不工作,额外生成沉渣都存在。原因如下:温度升高,加快磷酸电离生成大量的PO43-,在Zn2+含量一定时,两者的浓度满足的Zn3(PO4)2溶度积时便生成Zn3(PO4)2沉淀,即额外沉渣。反应如下:H2PO4-=2H++PO43-(3)3Zn2++2PO43-=Zn3(PO4)2↓(4)正常情况下,温度升高,会有少量的额外沉渣生成。当温度超高上限时,破坏了正常温度下的槽液平衡,原有的游离酸度、总酸度和酸比值会打破,重新建立新温度下的槽液平衡,即升高了游离酸度,降低了总酸度和酸比值,也就是说额外消耗总酸度生成大量沉渣。式(4)对于温度来说是不可逆的。也就是说,一旦槽液温度超过上限生成沉渣,再降低温度不能回复槽液原有的游离酸度、总酸度和酸比值,必须通过加入新鲜磷化液的办法才能回复槽液原有的参数。 黑鳞化主要是给基体金属提供保护,用于涂漆前打底。徐汇区高温锰系磷化
钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。江苏紧固件锰系磷化
无亚硝酸盐的磷化在一般磷化工艺中常用亚硝酸盐作促进剂。然而,亚硝酸盐只会在酸性磷化中产生少量挥发性的亚硝气,而用硝基化合物作促进剂的磷化工艺不会产生此类气体。在磷化槽因故停槽时,钢板会受车间大气影响而生锈,如有亚硝酸气存在时,生锈会更快和严重。使用有机硝基化合物作促进剂时,钢板生锈倾向就减小。使用这种工艺还可将磷膜厚度控制在100-200mg/ft2这样很窄的范围中。这样厚度的磷化膜有很高的弯曲挠性。八,涂漆前的磷化处理方法磷化工艺有多种方法可以使用。直接浸入法和直接喷淋法都很常用;也有将二者结合起来使用的系统。在处理结构复杂的部件时,因有许多不平处必须同样处理,此时采用浸入法结合喷淋法来处理的效果就比较好。在这类结合使用的系统中,在表面清洗、淋洗和後淋洗步骤中采用淋洗法;但是,如果清洗步骤使用浸入法,则淋洗、调整、磷化和钝化都要使用浸入法为好。与浸入法相比,由于喷淋法利用了喷压的动能,所以可以降低槽液浓度和处理时间。例如喷淋法的磷化时间约60秒,而浸入法约为90-120秒。表5列举了几种典型的磷化处理方法。江苏紧固件锰系磷化
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