这 种磷化膜既可以给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属腐蚀,又可以用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力。另外在金属冷加工处理中还可以起 到减少摩擦的作用。经过多年的发展和应用实践,磷化已发展成为具有工艺简单、性能好和成本低等特点的成熟前处理方法。
不 过,磷化的高能耗、高污染的特性也制约传统磷化的应用。2011年中国**和公众都认识到,中国的经济发展需要吸取发达国家在工业化过程中的教训,磷化处理,不能以 无节制地消耗环境和资源作为代价,需要转变以环境换发展的经济增长方式,这就要求有良好的可持续发展模式。由此,“十二五”规划把推广环保节能技术列入发 展方向之一。“随着大家认识的提高和**者的示范效应,天津磷化处理公司,未来将会有更多的企业采用环保前处理新技术。我们预计,今后几年,行业内传统磷化产品将逐步被环保 产品所取代,这是一个大的趋势。”
常温发黑液表面处理前的准备事项
钢铁铸件在使用常温发黑液进行表面处理,一般包括除油和除锈活化,两道工序,前处理的好坏是常温发黑液成败的关键,即除油务必彻底,表面活化适度(即露出新鲜的金属表面,又不产生过腐蚀)。对于铸件要注意以下三点:
① 用机械的方法除去氧化皮。如:滚光、喷砂、抛光、打磨等。有些铸件经此方法处理,再经水清洗后,可直接发黑处理或其它防锈处理。
② 首先用干净水浸泡或清洗。在工件进行化学除油除锈前,先对工件进行清洗(浸泡),一是能先将工件清洗一遍,金属磷化处理,二是用水将工件表面孔隙充实,便于化学处理后的清洗。
③ 除油除锈活化。由于铸件表面孔隙较多,受到污染后,特别是油污,很难清除,处理不好会对整个防锈处理产生影响,达不到预期的目的,这其中包括铁、铜、铝等及其合金的铸件。
Me为Mn、Zn 等,Machu等以为,钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡,将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜,并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙,不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深进,当今,各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成:
① 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
Fe – 2e→ Fe2+
2H2-+2e→ H2 (1)
② 促进剂(氧化剂)加速
[O]+[H]→ [R]+H2O
Fe2++[O] → Fe3++[R]
式中[O]为促进剂(氧化剂),[R]为还原产物,由于促进剂氧化掉一步反应所产生的氢原子,加快了反应(1)的速度,进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③ 磷酸根的多级离解
H3PO4 → H2PO4-+H+ → HPO42-+2H+ → PO43-+3H-
(3)由于金属表面的H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,为PO43-。
④ 磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
当金属表面离解出的PO43-与溶液中(金属界面)的金属离子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)达到溶度积常数Ksp时,就会形成磷酸盐沉淀
Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓ (4)
3Zn2++2PO43-+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓ (5)
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核,晶核继续长大成为磷化晶粒,无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。