磷化(phosphorization)是一種化學(xué)與電化學(xué)反響構(gòu)成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程,所構(gòu)成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是:給基體金屬提供維護(hù),在一定水平上避免金屬被腐蝕;用于涂漆前打底,進(jìn)步漆膜層的附著力與防腐蝕才能;在金屬冷加工工藝中起減摩光滑運(yùn)用。 磷化處置工藝應(yīng)用于工業(yè)己有90多年的歷史,大致能夠分為三個時期:奠定磷化技術(shù)根底時期、磷化技術(shù)疾速開展時期和普遍應(yīng)用時期。
磷化設(shè)備是對產(chǎn)品停止磷化的一種新型設(shè)備。
磷化膜用作鋼鐵的防腐蝕維護(hù)膜,最早的牢靠記載是英國Charles Ross于1869年取得的專利(B.P.No.3119)。從此,磷化工藝應(yīng)用于工業(yè)消費(fèi)。在近一個世紀(jì)的漫長歲月中,磷化處置技術(shù)積聚了豐厚的經(jīng)歷,有了許多嚴(yán)重的發(fā)現(xiàn)。一戰(zhàn)期間,磷化技術(shù)的開展中心由英國轉(zhuǎn)移至美國。1909年美國T.W.Coslet將鋅、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶于磷酸中制成了第一個鋅系磷化液。這一研討成果大大促進(jìn)了磷化工藝的開展,拓寬了磷化工藝的開展出路。Parker防銹公司研討開發(fā)的Parco Power配制磷化液,克制T許多缺陷,將磷化處置時間進(jìn)步到lho 1929年Bonderizing磷化工藝將磷化時間縮短至10min, 1934年磷化處置技術(shù)在工業(yè)上獲得了反動性的開展,即采用了將磷化液放射到工件上的辦法。二戰(zhàn)完畢以后,磷化技術(shù)很少有打破性停頓,只是穩(wěn)步的開展和完善。磷化普遍應(yīng)用于防蝕技術(shù),金屬冷變形加工工業(yè)。這個時期磷化處置技術(shù)重要改良主要有:低溫磷化、各種控制磷化膜膜重的辦法、連續(xù)鋼帶高速磷化。當(dāng)前,磷化技術(shù)范疇的研討方向主要是盤繞進(jìn)步質(zhì)量、減少環(huán)境污染、儉省 能源停止。
磷化(phosphorization)是一種化學(xué)與電化學(xué)反響構(gòu)成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程,所構(gòu)成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是:給基體金屬提供維護(hù),在一定水平上避免金屬被腐蝕;用于涂漆前打底,進(jìn)步漆膜層的附著力與防腐蝕才能;在金屬冷加工工藝中起減摩光滑運(yùn)用。 磷化處置工藝應(yīng)用于工業(yè)己有90多年的歷史,大致能夠分為三個時期:奠定磷化技術(shù)根底時期、磷化技術(shù)疾速開展時期和普遍應(yīng)用時期。
磷化設(shè)備是對產(chǎn)品停止磷化的一種新型設(shè)備。
金屬表面磷化處置技術(shù)
磷化是大幅度進(jìn)步金屬表面耐腐蝕性的一個簡單可靠、費(fèi)用低廉、操作便當(dāng)?shù)墓に嚪?/p>
法,因此被普遍的應(yīng)用在理論消費(fèi)中。
現(xiàn)代磷化工藝流程普通為:
脫脂→水洗→除銹→表調(diào)→磷化→水洗→烘干。
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1、 脫脂
鋼材及其零件在儲運(yùn)過程中要用防銹油脂維護(hù),普通合金在壓力加工時要用到拉延油,
林件在切削加工時要接觸乳化液,熱處置時可能接觸冷卻油,零件上還經(jīng)常有操作者手上
的油跡和汗跡,零件上的油脂還總是和灰塵等雜質(zhì)摻和在一同的。零件上的油脂不只障礙
了磷化膜的構(gòu)成,而且在磷化后中止涂裝時會影響涂層的別離力、單調(diào)性能、裝飾性能和
耐蝕性。
要脫去金屬表面的油脂,首先就要了解油脂的有關(guān)性質(zhì):
1、
油污的性質(zhì)和組成
在選擇脫脂方法和脫脂劑時,首先要了解金屬表面所帶的油污的性質(zhì)和組成,只需這
樣,才干中止正確的選擇,抵達(dá)滿意去油效果。
1、1、油污的組成
(1)、礦物油、凡士林 他們是防銹油、防銹脂、潤滑油、潤滑脂及乳化液的主要成分。
(2)皂類動植物油脂、脂肪酸等 他們是拉延油的主要成分。
(3)防銹添加劑 他們是防銹油和防銹脂的主要成分。
此外,金屬屑、灰塵及汗?jié)n等污物也會混雜在上述的油污中。
1、 2 油污的性質(zhì)
(1)化學(xué)性質(zhì) 根據(jù)油污能否與脫脂劑發(fā)作化學(xué)反響而分為可皂化油污和不可皂化油污。
植物油脂和動物油脂是可皂化的,他們可以依托皂化、乳化和溶解的作用脫除。礦物油和
凡士林是不可皂化的,他們只能依托乳化或溶解的作用來脫除。
(2)物理性質(zhì) 根據(jù)油污黏度或滴落點(diǎn)的不同,其形態(tài)有液體和半固體。黏度越大或滴
落點(diǎn)越高,清洗越困難。根據(jù)油污對基體金屬的吸附作用,可分為極性油污和非極性油污。
極性油污,如含有脂肪酸和極性添加劑的油污,有劇烈的吸附在基體金屬上的傾向,清洗
較困難,要靠化學(xué)作用或較強(qiáng)的機(jī)械作用力來脫除。
此外,某些油污,如含有不飽和脂肪酸的拉延油,長期存放后,氧化聚集構(gòu)成薄膜,
含有固體粉料的拉延油,細(xì)微的粉料吸附在基體金屬表面上,還有當(dāng)油污和金屬腐蝕物等
混合在一同,都會極大的增加清洗的難度。
2、脫脂方法及材料
脫脂是依托脫脂劑對污物的溶解作用,皂化作用,依托表面活性劑對污物的潤濕、滲
透、分散等物理作用等等,使污物成為可溶解的或可分散的。但還必需使污物分開金屬表
面,而讓新的清洗劑占領(lǐng)表面,這樣金屬表面才干抵達(dá)清潔。因固體表面有相對穩(wěn)定的液
膜,溶解后的污物自動分開金屬表面以及表面上清洗劑的更新等都不是很容易的。這就要
求加以攪拌、擦拭等方式,以完成清洗過程或進(jìn)步清洗效果等。
2、1 清洗的方式有:
(1) 機(jī)械攪拌。在液體中加以機(jī)械攪拌,使固體表面之液膜減薄。攪拌越強(qiáng),液膜越
薄,但其作用有一定限度。
(2) 擦洗。
(3) 加溫清洗,增加熱運(yùn)動。
(4) 噴洗。用高壓噴洗。
(5) 蒸氣清洗。用溶劑蒸氣清洗,溶劑在金屬表面上冷凝成液體,液體流淌時帶下 污
物。
(6) 超聲波輔助清洗。應(yīng)用超聲波振蕩作用,使固體表面被沖擊震動,促使污物分開
金屬表面。
(7) 電解清洗。應(yīng)用金屬表面電化學(xué)反響生成氣體。氣體自表面詣出時,使污物析出,
自表面剝離。
2、2 清洗用材料
清洗用材料有幾類:石油系溶劑,鹵代烴溶劑,堿性化學(xué)水溶液,乳化液等。簡單的
說就是溶劑清洗和堿液清洗倆種。
1)常見的有機(jī)溶劑為:
石油系溶劑有溶劑汽油、煤油、正己烷等;芳香族溶劑有甲苯、二甲苯等;氯系溶劑
有三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷等。
有機(jī)溶劑的特性是脫脂效率高,特別是肅清那些高黏度、高滴落點(diǎn)的油脂具有特殊的
效果,而且可以在常溫下用簡單的用具和石油系溶劑中止手工清洗,關(guān)于各種金屬、各種
尺寸和外形的零件都適用,一在產(chǎn)量不大、機(jī)械化水平不高及有特殊懇求的工廠中仍然采
用。
為了使油污除凈,至少要用有機(jī)溶劑西倆次以上,運(yùn)用一段時間后,當(dāng)溶劑中的油污含量
增加到一定水平常,要及時改換,最后一道清洗要用比較干凈的溶劑。
除了液相有機(jī)溶劑脫脂,還有氣相有機(jī)溶劑脫脂。例如應(yīng)用三氯乙烯、三氯甲烷等物
質(zhì),他們的沸點(diǎn)低、受熱易汽化,遇冷易液化、蒸氣密度大、蒸氣界面不易擴(kuò)散、不熄滅、
溶解才干強(qiáng)(15 度時三氯乙烯的溶解才干比汽油大四倍,50 度時大七倍),因而常用做氣
相脫脂,即把零件置于這類有機(jī)溶劑的蒸氣中蒸氣就在冷的零件上冷凝化,零件上的油脂
就溶解于液化了的 有機(jī)溶劑中而脫離零件,液化了的溶劑又被加熱成蒸氣,這種過程不時
持續(xù)到零件表面的溫度與溶劑的溫度相等,蒸氣不在被液化為止。
固然氣鄉(xiāng)有機(jī)溶劑去油效率內(nèi)很高,但是不能洗掉無機(jī)鹽類和堿類物質(zhì),不能除去零
件上的灰塵微粒。把三氯乙烯的浸洗、氣相清洗和噴洗來分離采用,可以獲得極好的清洗
效果。由于采用有機(jī)溶劑去油的勞動條件差、毒性較大,氣相脫脂必需有良好的封鎖式脫
脂設(shè)備和通用裝置,大多數(shù)有機(jī)溶劑防火懇求嚴(yán)厲,而且脫脂費(fèi)用高,往常又有高效賭東
道的水基清洗劑的呈現(xiàn),往常 普通已不采用有機(jī)溶劑去油。
2)堿性水基清洗
以堿性清洗劑為主的水溶液,對動植物油脂經(jīng)過皂化作用使之成為可溶于水的皂類。
此皂為表面活性劑,對非極性的礦物油有乳化作用,使之“增溶”于水相中堿性清洗劑的
水溶液也可溶解汗跡等無機(jī)污物,故也能將其洗去。參與合成洗濯劑的清洗液,對油脂的
清洗作用更有效。
堿性化學(xué)水溶液能清洗各種污物,在下一工序懇求親水表面時特別適用。他有較溶劑
經(jīng)濟(jì)、清洗液能用水洗凈,有不燃性,無毒性。
普通的堿性水溶液不如有機(jī)溶劑清洗快,而且需求加溫,還要有機(jī)械攪拌,并需留意
PH 值高室隊(duì)銅、鋁、鋅等金屬的腐蝕作用。
各種金屬發(fā)作腐蝕的臨界 PH 值為:
鋅 鋁 錫
黃銅 鋼鐵
PH 10 10 11 11.5 13
目前隨著技術(shù)的展開,呈現(xiàn)了表面活性劑,他可以和堿性水溶液一同運(yùn)用。他即保管
了堿性脫脂劑便當(dāng)?shù)蛢r的優(yōu)點(diǎn),又能大大的進(jìn)步脫脂效率,降低脫脂溫度,與單純用表面
活性劑相比,即降低了脫脂費(fèi)用,又有很高的脫脂效果。因此,目前被普遍的應(yīng)用在前處
理工藝上。
含表面活性劑的堿性脫脂劑中常用物質(zhì)及作用簡介如下:
1、氫氧化鈉 又稱苛性鈉,是一種強(qiáng)堿化合物,他在水中溶解后電離出 OH-,提供堿性,
與動植物油發(fā)作皂化反響,生成能溶于水的甘油和脂肪酸鹽,溶解分散在水溶液中。所生
成的脂肪酸鈉皂不只自身有水溶性,而且也起表面活性劑的作用,能使不活性的油污被殘
余的堿乳化、分散。當(dāng)?shù)V物油脂中存在羧酸基和磺酸基時,也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。
2、碳酸鈉 又稱蘇打,是一種價錢低廉的堿,他在水中水解時生成 OH-,,提供堿度。因此,
碳酸鈉具有緩沖作用,不象強(qiáng)堿那樣腐蝕某些有色金屬。碳酸鈉在硬水中能生成難溶的碳
酸鈣,因此對應(yīng)水有一定的軟化才干。
3、磷酸三鈉幾縮合磷酸鹽 磷酸三鈉在水解時生成離解度很小的磷酸,從而獲得堿度。
磷酸三鈉具有軟化硬水的作用和較明顯的促進(jìn) 污垢粒子的分散(乳化)作用,他還具有較
高的堿性,可經(jīng)過皂化作用使脂肪類污垢溶解。
其他縮合磷酸鹽,包括焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉,他們都有一個重要性質(zhì),
就是作為多價螯合劑運(yùn)用,所構(gòu)成的螯合物不會從水溶液中沉淀出來,即是說,縮合磷酸
鹽對水的軟化作用不會產(chǎn)生任何沉淀。對鈣離子的螯合力以六偏磷酸鈉最強(qiáng),對鎂離子的
螯合力以焦磷酸鈉最強(qiáng),三聚磷酸鈉對鈣鎂離子的螯合力介于倆者之間。一切的縮合磷酸
鹽特別是三聚磷酸鈉與十二烷基苯磺酸鈉這類表面活性劑都有明顯的協(xié)和作用,二者復(fù)配
比比單用其中一種的清洗效果大幅度進(jìn)步。此外,他們還具有緩沖、分散、促進(jìn)乳化等作
用。4、硅酸鈉 有原硅酸鈉、偏硅酸鈉和水玻璃。水玻璃在水中能構(gòu)成穩(wěn)定的膠體,構(gòu)成
溶劑化膠束,與表面活性劑一同運(yùn)用時,有良好的助洗作用。硅酸鹽在水中會發(fā)作水解,
水解生成的硅酸不溶于水,而以膠束結(jié)構(gòu)懸浮在槽液中,此種溶劑化的膠束對固體污垢的
粒子具有懸浮和分散才干,對油污有乳化作用,因而有利于防止污垢在工件的表面再堆積。
硅酸鹽具有緩沖作用,即在酸性污垢存在時,其 PH 值幾乎維持不變。硅酸鹽還可以和水中
的高價金屬離子構(gòu)成沉淀,可除去水中的鐵鹽,還能絡(luò)合鈣鎂離子