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1、金屬磷化技術的回顧與展望李新立 李安忠 萬軍摘 要：論述了各種磷化技術的現狀、工業(yè)用途、常用磷化體系的性能及其工藝流程和具體要求，對磷化的發(fā)展前沿(提高質量，降低污染和節(jié)省能源)進行了展望。關鍵詞：磷化；回顧；展望分類號：TG174.4；TG170 文獻標識碼：A文章編號：1001-1560(2000)01-0071-03ReviewandProspectonPhosphatingofMetalsLIXing-li,LIAn-zhong,WanJunAbstract：Thepresentsituationandtheindustrialappl
2、icationofphosphating,Theperformanceofcommonphosphatingsystem,thetechnologicalprocessandthespecificdemandsarecomprehensivelydiscussed.Thefuturedevelopments(Qualityraising,pollutionreducingandenergysaving)ofphosphatingarementioned.▲1 前 言 金屬在含有磷酸鹽的溶液中進行處理，在其表面形成的磷酸鹽化學轉化膜，稱之為磷化
3、膜。 100多年來，磷化技術廣泛應用于汽車、軍工、電器、機械等領域，其主要用途是防銹、耐磨減摩、潤滑、涂漆底層等(見圖1)?！D1 磷化技術主要工業(yè)用途 防銹作用——鋼鐵磷化后其表面覆蓋一層磷化膜，起防止鋼鐵生銹的作用，主要用于工序間和庫存等室內的防銹，防銹期較短，一般不用于戶外。 耐磨減摩、潤滑作用——磷化膜的特殊晶粒結構和硬度用于齒輪、壓縮機、活塞環(huán)等運動承載件，起耐磨減摩作用。磷化膜具有的潤滑功能，在拉絲、拉管、深沖、冷墩等加工行業(yè)中用途較廣泛，其主要作用是提高拉絲拉管速度，減少模具損傷?！ ⊥科岬讓印耸橇谆淖畲笥猛舅?，約占
4、磷化總工業(yè)用途的60%～70%。磷化膜作為涂漆前的底層，能提高漆膜附著力和整個涂層體系的耐腐蝕能力。磷化處理得當，可使漆膜附著力提高2～3倍，整體耐腐蝕性提高1～2倍。在世界范圍內，金屬表面裝飾與保護約有2/3是通過表面涂裝實現的，涂裝前一般都要進行磷化處理。2 磷化技術的應用2.1 工藝流程2.1.1 預處理 預處理的目的是除掉金屬表面的油脂、油污、銹蝕物、氧化皮、機械雜質等，為磷化提供潔凈的表面。預處理包括機械法和化學法兩種，用得最多的是化學法。兩種方法工序如下： (1)機械法：噴砂、拋丸除油、除銹、除氧化皮 (2)2.1.2 磷化處
5、理 生產中常采用各種磷化處理技術滿足不同的要求。依據化學溶液中參與成膜的金屬離子同異，分為不同體系的磷化，常用的有鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相輕鐵系類，其一般性能及磷化膜微觀結構見表1、圖2、圖3。表1 常用磷化體系的一般性能磷化體系槽液主要組成磷化膜主要成分磷化膜形貌主要用途鋅系Zn2+,H2PO3-,NO3-,H3PO4,促進劑Zn3(PO4).4H2O,Zn2Fe(PO4)2.4H2O 樹枝狀，針狀，片狀,孔隙較多漆前打底、防銹和冷加工減摩潤滑鋅鈣系Zn2+,Ca2+,NO3-H2PO4-,H3PO4,促進劑Zn2Ca(PO
6、4)2.4H2OZn2Fe(PO4)2.4H2OZn3(PO4)2.4H2O 呈緊密顆粒狀，柱狀,孔隙較少涂裝前打底及防銹鋅錳系Zn2+,Mn2+,NO3-H2PO4-,H3PO4,促進劑Zn2Fe(PO4)2.4H2O.Zn3(PO4)2.4H2O，(Mn,Fe)5H2(PO4)4.4H2O 顆粒-針狀-塊狀混合晶型漆前打底、防銹及冷加工減摩潤滑錳系Mn2+,NO3-,H2PO4-,H3PO4(Mn,Fe)5H2.(PO4)4.4H2O 晶粒呈密集顆塊片狀防銹、減摩鐵系Fe2+,H2PO4,H3PO4Fe5H2(PO)4.4H2O 晶粒呈密集
7、顆粒狀 防銹非晶相鐵系Na+(NH4+),H2PO4-,H3PO4,MoO4-Fe3(PO4)2.8H2OFe2O3 非晶相平面結構漆前打底圖2 重型磷化(防銹、潤滑、減摩)的SEM圖譜 500×圖3 薄型磷化(涂裝打底)的SEM圖譜 500×2.1.3 后處理 后處理是磷化后所做的進一步處理，與用磷化、涂漆底層相對應的后處理是：涂油涂脂增強防銹性能；硼砂或皂化處理，進一步增加潤滑降低加工摩擦力；涂漆形成長期的防腐蝕、防護、裝飾性表面涂層體系?！ 》冷P磷化的后處理非常重要，因為靠磷化膜本身防銹能力是非常有限的，而且鹽霧試驗只能到幾小時。一般要
8、進行涂油涂漆，最好是涂防銹油，經過涂油涂脂等后處理，防銹能力甚至可提高幾十倍?！ ±浼庸櫥土谆仨氝M行皂化后處理，以提高磷化膜的潤滑性。皂化可采用
