金屬表面磷化處理質(zhì)量的影響因素

(1)底材的影響

磷化處理質(zhì)量與金屬材質(zhì)關(guān)系很大，材料組成與結(jié)構(gòu)不同，即使是完全相同的磷化處理過(guò)程，所得磷化膜的晶體結(jié)構(gòu)和耐腐蝕性也不一樣。從材料成分來(lái)說(shuō)，鋼鐵中含有各種微量元素，它們對(duì)磷化成膜起著不同的作用。如當(dāng)Ni/Cr含量超過(guò)5%時(shí)，不利于磷化膜生成，尤其是Cr對(duì)磷化成膜的阻礙作用最強(qiáng)；金屬中的P、S也影響金屬的溶解反應(yīng)；Mn則使之易于磷化。從材料微觀組織結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，鋼鐵在熱處理退火和重結(jié)晶過(guò)程中，滲碳體(Fe3C)沉積于晶粒間，如果滲碳體細(xì)而多，則形成細(xì)磷化膜；反之，金屬溶解較慢，成膜較粗糙。其中，滲碳體起著活潑陰極作用，即滲碳體越多，陰極表面積越大，越容易快速均勻成膜。對(duì)于硬化的合金鋼，由于馬氏體結(jié)構(gòu)，碳在α-Fe的固溶體中過(guò)飽和，使磷化不良；退火使馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體的平衡狀態(tài)，性能得以改進(jìn)。當(dāng)鐵素體和滲碳體形成薄片結(jié)構(gòu)，即珠光體時(shí)，使磷化不良。因此，在研究磷化液組成、制定磷化工藝時(shí)必須考慮基體材料及其結(jié)構(gòu)對(duì)磷化質(zhì)量的影響。

(2)促進(jìn)劑的影響

根據(jù)磷化機(jī)理，氧化劑、促進(jìn)劑可提高磷化速度，改善磷化質(zhì)量。常用的氧化劑、促進(jìn)劑有硝酸鹽、氯酸鹽、亞硝酸鹽、過(guò)氧化物及有機(jī)氧化劑等。一般硝酸鹽用于高溫磷化，氯酸鹽用于中溫磷化，亞硝酸鹽和有機(jī)氧化劑主要用于低溫磷化，而過(guò)氧化物如H2O2等因不穩(wěn)定，很少使用。

NO3--NO2-體系是目前最常用的氧化催化體系。NaNO3單獨(dú)使用時(shí)要求濃度高，溫度高，一般溫度高于75℃，結(jié)晶粗、膜疏松，所以目前很少單獨(dú)使用，常加入NO2-作促進(jìn)劑。

NO2-能使金屬表面鈍化。

2Fe+NO2-+2H+→NH4++γ-Fe2O3

NO2-低溫氧化作用強(qiáng)，促進(jìn)效果顯著，中低溫下可得到均勻致密的薄膜。但其用量至關(guān)重要，一般為磷化工作液的0. 02%～0. 03%。用量不足，磷化速度減慢；用量過(guò)多，磷化渣量增多，加劇磷化藥品的消耗，增加設(shè)備清理維護(hù)的工作量。

由于亞硝酸鈉在酸性溶液中容易分解，只要30min不補(bǔ)充，即使沒有工件通過(guò)，亞硝酸鹽也會(huì)分解使其含量減半。因此磷化處理時(shí)，亞硝酸鈉常作為第二組分單獨(dú)添加，給生產(chǎn)帶來(lái)不便；分解產(chǎn)生的酸性氣體使磷化工件在停車時(shí)容易產(chǎn)生銹蝕；靜置情況下NO在溶液中積累，與Fe2+形成[Fe(NO)]2+配合物，使槽液老化。N03--NO2-催化形成的磷化膜相對(duì)較厚，主要用于溶劑性涂料和水性浸漬涂料。

氯酸鈉在55～75℃具有很強(qiáng)的氧化作用，該促進(jìn)劑穩(wěn)定性好，可使用濃度范圍寬，形成的磷化膜結(jié)晶細(xì)致，硬度高，完全克服了NO3--NO2-催化體系的缺點(diǎn)，是中溫磷化的良好促進(jìn)劑。但其還原產(chǎn)物Cl-在溶液中積累，成膜時(shí)可能被結(jié)晶物質(zhì)夾帶留在沉積膜中，如以[FeCl3(PO4)]3-的配合物形式共結(jié)晶而殘留于膜中，如果水洗不徹底，使涂膜耐蝕性變差；ClO3-催化產(chǎn)生的浮渣很細(xì)，易在磷化膜表面形成浮灰。因此在實(shí)際使用時(shí)，常采用NO2--ClO3-復(fù)合促進(jìn)劑，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)ClO3-還能分解[Fe(NO)]2+配合物。