金屬表面磷化處理技術(shù)

1、金屬表面磷化處理技術(shù)磷化是大幅度提高金屬表面耐腐蝕性的一個(gè)簡單可靠、費(fèi)用低廉、操作方便的工藝方法，因此被廣泛的應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中?，F(xiàn)代磷化工藝流程一般為：脫脂→水洗→除銹→表調(diào)→磷化→水洗→烘干。1脫脂鋼材及其零件在儲運(yùn)過程中要用防銹油脂保護(hù)，一般合金在壓力加工時(shí)要用到拉延油，林件在切削加工時(shí)要接觸乳化液，熱處理時(shí)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)摻和在一起的。零件上的油脂不僅阻礙了磷化膜

2、的形成，而且在磷化后進(jìn)行涂裝時(shí)會(huì)影響涂層的結(jié)合力、干燥性能、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(shí)，首先要了解金屬表面所帶的油污的性質(zhì)和組成，只有這樣，才能進(jìn)行正確的選擇，達(dá)到滿意去油效果。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(dòng)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

3、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(huì)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)生化學(xué)反應(yīng)而分為可皂化油污和不可皂化油污。植物油脂和動(dòng)物油脂是可皂化的，他們可以依靠皂化、乳化和溶解的作用脫除。礦物油和凡士林是不可皂化的，他們只能依靠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

4、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，有強(qiáng)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，氧化聚集形成薄膜，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起，都會(huì)極大的增加清洗的難度。2、脫脂方法及材料脫脂是依靠脫脂劑對污物的溶解作用，皂化作用，依靠表面活性劑對污物的潤濕、滲透、分散等物理

5、作用等等，使污物成為可溶解的或可分散的。但還必須使污物離開金屬表面，而讓新的清洗劑占據(jù)表面，這樣金屬表面才能達(dá)到清潔。因固體表面有相對穩(wěn)定的液膜，溶解后的污物自動(dòng)離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，以完成清洗過程或提高清洗效果等。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(dòng)。（4

6、）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(shí)帶下污物。（6）超聲波輔助清洗。利用超聲波振蕩作用，使固體表面被沖擊震動(dòng)，促使污物離開金屬表面。（7）電解清洗。利用金屬表面電化學(xué)反應(yīng)生成氣體。氣體自表面詣出時(shí)，使污物析出其他縮合磷酸鹽，包括焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉，他們都有一個(gè)重要性質(zhì)，就是作為多價(jià)螯合劑使用，所形成的螯合物不會(huì)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(huì)產(chǎn)生

7、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。所有的縮合磷酸鹽尤其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提高。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。水玻璃在水中能形成穩(wěn)定的膠體，形成溶劑化膠束，與表面活性劑一起使用時(shí)，有良好的助洗作用。硅酸鹽在水中會(huì)發(fā)生水

8、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能力，對油污有乳化作用，因而有利于防止污垢在工件的表面再沉積。硅酸鹽具有緩沖作用，即在酸性污垢存在時(shí)，其PH值幾乎維持不變。硅酸鹽還可以和水中的高價(jià)金屬離子形成沉淀，可除去水中的鐵鹽，還能絡(luò)合鈣鎂離子，在一定意義上說有軟化水的作用。硅酸鹽還具有耐腐蝕作用，是金屬緩蝕劑，因而有色金屬，特別是鋁、鋅、錫等制件用的堿性清洗劑幾乎都含有硅酸鹽。5

9、、表面活性劑表面活性劑又叫界面活性劑。狹義上講是指在很低含量時(shí)就能顯著的降低水的表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。廣義上是指凡是能夠使體系的表面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，都稱之為表面活性劑。表面活性劑的分子是由易溶于油的親油基和易溶于水的親水基倆種集團(tuán)所組成。親油基以長的碳?xì)滏湠榇怼６H水基團(tuán)是極性的基團(tuán)，如羥基、羧基、氨基、磺酸基和醚基等為代表。這倆種基團(tuán)的不同親和力各自獨(dú)立作用而又同時(shí)發(fā)生。這種特點(diǎn)，使液體表面發(fā)生許多性能上的變化，表現(xiàn)

10、在表面或界面上的吸附，表面力與界面張力的降低及潤濕、凈洗、分散增溶、乳化、潤滑等性能上。表面活性劑的親油基結(jié)構(gòu)上的差別較小，一般是由長鏈烴構(gòu)成，包擴(kuò)下列結(jié)構(gòu)：1）直鏈烷基（C8~C20）2）支鏈烷基（C8~C20）3）烷基苯基（烷基碳原子數(shù)為8~16）4）烷基萘基（烷基碳原子數(shù)為3以上）5）松香衍生物6）高相對分子質(zhì)量聚氧丙烯基7）長鏈全氟（或氯代）烷基8）全氟聚氧丙烯基（低的相對分子質(zhì)量）9）硅氧烷基等他的親水基部分的基因種類繁多，差

11、別較大。表面活性劑性質(zhì)的差異除與烴基大小、形狀有關(guān)外，還主要與親水基的不同有關(guān)。因而表面活性劑的分類一般是以其親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，即按表面活性劑溶于水時(shí)的離子類型來分類，可分為四大類：陽離子型、陰離子型、倆性型和非離子型。在工業(yè)生產(chǎn)中用陰離子型和非離子型倆類。表面活性劑的親水基親油基的強(qiáng)弱與其潤濕、洗滌、乳化性有關(guān)系，主要表現(xiàn)在HLB值上及臨界膠束濃度(CMC)。臨界膠束濃度是指表面活性劑形成膠束的最低濃度。當(dāng)在水中加入少量表面活性劑

12、時(shí)，為使親油基團(tuán)不被水分子排斥，他的極性基傾向于留在水中，而非極性基傾向于翹出水面，造成表面活性劑分子在水面整齊的取向排列，不在是原來純水的表面，因而水溶液的表面張力下降，當(dāng)表面活性劑濃度增加到一定值時(shí)，表面不能再容納更多的表面活性劑分子，表面濃度達(dá)到最大值時(shí)，表面張力達(dá)最小值，此時(shí)多余的表面活性劑分子轉(zhuǎn)向液體內(nèi)部，出現(xiàn)成團(tuán)結(jié)構(gòu)。親油基向里，親水基向外，以減少親油基與水的接觸面積，這種成團(tuán)結(jié)構(gòu)稱為“膠束”。開始形成膠束的濃度稱為臨界膠束