汽车生产涂装车间前处理磷化工艺全.docx
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1、汽车生产涂装车间前处理磷化工艺磷化所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触,发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面化学处理方法,所生成的膜称为磷化膜。具有微孔结构,在通常大气条件下比较稳定,具有一定的防锈能力,用作漆膜的底层,可以显著地提高涂层的附着力和耐蚀性能。磷化膜作为电泳涂漆之底层,在汽车行业中得到几乎百分之百的应用。磷化处理分类磷化处理有很多分类方法,工业上较通用的有如下几种:(1) .根据组成磷化液的磷酸盐分类,有磷酸锌系、磷酸镒系、磷酸铁系。此外,还有在磷酸锌盐中加钙的锌钙系,在磷酸锌系中加银、加镒的所谓三元体系磷化等。(2) .根据磷化温度
2、分类,有高温磷化(80。C以上)、中温磷化(5070)和低温磷化(40。C以下)。(3) .按磷化施工方法分类,有喷淋式磷化、浸渍式磷化、喷浸结合式磷化、涂刷型磷化。(3).按磷化膜的质量分类,有重量型(7.5gm2以上)、中量型(4.3gm27.5gm2)、轻量型(1.1gm24.3gm2)和特轻量型(0.3gm21.1gm2)o磷酸锌系,磷酸锌钙系,磷酸铁系磷化膜适用于涂装底层,其中以磷酸锌系磷化膜应用最为广泛。磷酸镒系磷化膜,主要用于满足润滑性和耐磨性的要求。磷化膜的组成和成膜机理磷化膜的组成钢铁在不同磷化液中形成的膜层的组成如表所示。钢铁磷化膜的组成及外观类型溶液主要成分膜层主要成分膜
3、层外观锌磷酸Zn2+,磷酸锌浅灰,深灰,黑灰色系锌系磷酸Zn2+,磷酸锌钙锌钙Ca2+,系磷酸Zn2+,磷酸锌镒锌锦Mn2+,系磷酸锦系Mn2+,磷酸锌浅灰,深灰,黑灰色磷酸铁系Fe2+,磷酸铁深灰色Me,磷酸铁及铁的氧化物膜层为(0.11)gm2时呈彩虹色,大于1gm2时呈深灰色13.2.2磷化膜成膜的机理比如我们锌系磷化为例来说明磷化膜成膜机理,磷酸锌系处理溶液,通常含有磷酸、磷酸二氢锌、氧化剂和促进剂等成分,其磷化基本反应如下:Fe+2H3PO4Fe(H2PO4)2+2H+(基体)(磷化液)2H+02H20(氧化剂)Fe(H2PO4)2+02FeP04+H3PO4+H20(氧化剂)(沉淀
4、)当铁与磷化液接触时,铁不断溶解,H3PO4不断消耗,并放出氢,这时铁与磷化液接触的界面处的酸度下降,PH值上升,处理液中成分发生下列反应:3Zn(H2PO4)2+4H2OZn3(PO4)24H20+4H3PO4(磷化液)(膜的成分)Fe+2Zn(H2PO4)2+4H2O+02Z2Fe(PO4)24H20+2H3PO4+H20(磷化液)(膜的成分)生成的不溶于水的Zn3(PO4)24H20及Zn2Fe(PO4)24H20覆盖在金属表面上即形成了磷化膜。在前处理过程中,脱脂和磷化都会产生大量的废气和废水,直接派发会给环境带来极大破坏,但基本上表面处理工艺中都离开这些关键工序。所以就要求配备与之相
5、配套的环保设备和原料进行中和净化处理。影响磷化的因素Q).总酸度总酸度是指磷化处理液中的游离磷酸(H+沐口化合酸(磷酸二氢盐)的浓度之和。总酸度中的化合酸是主要的,其中的离子在整个磷化过程中可以起到离解出游离酸,维持整个工作液中酸比平衡的作用,同时也起着离解出而生成不溶于水的磷酸盐磷化膜的作用,因此磷化液的总酸度必须按照磷化配方的要求维持在一定的控制范围内。总酸度过低,磷化必将受影响,因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。使用过程中,总酸度只有一种变化趋势,那就是因消耗而下降。此时用补充浓缩液的方式-BzSJaEIrJo(2) ,游
6、离酸度游离酸度反映的是磷化处理液中游离的H3P04离解的氢离子浓度,在磷化反应过程中将被逐渐地消耗,反应的同时,H3PO4又不断地产生,H+又被逐渐地离解出来。游离酸度过高、过低均会产生不良的影响。过高将使被处理金属表面与处理液界面上的PH值难于上升,反应始终是腐蚀反应,磷化膜就难于形成,易出现黄锈;过低磷化液的稳定性受威胁,生成额外的沉渣。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷化二氢盐的离解度,把成膜离子浓度预先确定在一个必须的范围。不论维护得多么仔细,磷化液的游离酸度在正常使用过程中总会有小幅度的升高(指在总酸度不变的前提下),这时要用碱进行中和调整,注意要缓缓加入,充分搅拌,否则,碱液局部
7、过浓会产生不必要的沉渣,出现越加碱游离酸度越高的怪现象。在保持总酸度不低的前提下,游离酸度一般不会自行降低。单独看总酸度或单独看游离酸度的值是没有任何实际意义的。二者在磷化中总是成对出现的,它们之间的搭配是能否生成磷化膜的先决条件。(3) .酸比酸比即指总酸度与游离酸度的比值。它应根据不同的目的要求,将不同的处理条件及不同的配方维持在一个适当的数值。通常的配方,都在530的酸比范围内。酸比较小的配方,游离酸度高,成膜速度慢,磷化时间较长,所需温度高。酸比较大的配方,成膜速度快,磷化时间短,所需温度低。生产实际中,由于配方已确定,总酸度和游离酸度也都已规定在一个不大的波动范围内,所以往往只是直接
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