預(yù)處理:一般情況下，磷化處理要求工件表面應(yīng)是潔凈的金屬表面（二合一、三合一、四合一例外）。工件在磷化前必須進(jìn)行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調(diào)整等預(yù)處理。特別是涂漆前打底用磷化還要求作表面調(diào)整，使金屬表面具備一定的“活性”，并形成錯(cuò)落有致的晶孢基底，才能獲得均勻、細(xì)致、密實(shí)的磷化膜，達(dá)到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。因此，磷化前處理是獲得高質(zhì)量磷化膜的基礎(chǔ)。
1 除油脂
除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括機(jī)械法、化學(xué)法兩類。機(jī)械法主要是：手工擦刷、噴砂拋丸、火焰灼燒等。化學(xué)法主要：溶劑清洗、酸性清洗劑清洗、強(qiáng)堿液清洗，低堿性清洗劑清洗。以下介紹化學(xué)法除油脂工藝。
1.1 溶劑清洗
溶劑法除油脂，一般是用非易燃的鹵代烴蒸氣法或乳化法。常見的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脫脂速度快，效率高，脫脂干凈徹底，對(duì)各類油及脂的去除效果都非常好。在氯代烴中加入一定的乳化液，不管是浸泡還是噴淋效果都很好。由于氯代鹵都有一定的毒性，汽化溫度也較高，再者由于新型水基低堿性清洗劑的出現(xiàn)，溶劑蒸汽和乳液除油脂方法已經(jīng)很少使用了。
1.2 酸性清洗劑清洗
酸性清洗劑除油脂是一種應(yīng)用非常廣泛的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤(rùn)濕、滲透原理，并借助于酸腐蝕金屬產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用，達(dá)到除油脂的目的。酸性清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態(tài)油，中溫就可除掉油和脂，一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑（如OP類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型）、普通無機(jī)酸、緩蝕劑三大部分組成。由于它兼?zhèn)溆谐P與除油脂雙重功能，人們習(xí)慣稱之為“二合一”處理液。
游離酸度
1.游離酸度指游離的磷酸。其作用是促使鐵的溶解，以形成較多的晶核，使膜結(jié)晶致密。
2.游離酸度過高，則與鐵作用加快，會(huì)大量析出氫，令界面層磷酸鹽不易飽和，導(dǎo)致晶核形成困難，膜層結(jié)構(gòu)疏松，多孔，耐蝕性下降，令磷化時(shí)間延長(zhǎng)。
3.游離酸度過低，磷化膜變薄，甚至無膜。
總酸度
1.總酸度指磷酸鹽、硝酸鹽和酸的總和。總酸度一般以控制在規(guī)定范圍 上限為好，有利于加速磷化反應(yīng)，使膜層晶粒細(xì)，磷化過程中，總酸度不斷下降，反映緩慢。
2.總酸度過高，膜層變薄，可加水稀釋。
3.總酸度過低，膜層疏松粗糙。
PH值
錳系磷化液一般控制在2-3之間，當(dāng)PH﹥3時(shí)，工件表面易生成粉末。當(dāng)PH?1.5時(shí)難以成膜。鐵系一般控制在3-5.5之間。
離子濃度
①溶液中Fe2+極易氧化成 Fe3+，導(dǎo)致不易成膜。但溶液中Fe2+濃度不能過高，否則，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蝕性及耐熱性下降。
②Zn2+的影響，當(dāng)Zn2+濃度過高 ，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；當(dāng)Zn2+濃度過低，膜層疏松變暗。
工件表面狀態(tài)
金屬工件表面狀態(tài)對(duì)磷化質(zhì)量影響較大，即使是同一磷化工藝，同一磷化制劑，同一工件的不同部位的磷化膜質(zhì)量也可能相差較大，這就是因?yàn)楣ぜ砻鏍顟B(tài)差異所致。一般來說，高、中碳鋼和低合金鋼容易磷化，磷化膜黑而厚，但磷化膜結(jié)晶有變粗的傾向，低碳鋼磷化膜結(jié)晶致密，顏色較淺，若磷化前進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃嵯矗捎兄谔岣吡谆べ|(zhì)量，冷軋板因其表面有硬化層，磷化前好進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃嵯椿虮碚{(diào)，否則膜不均勻，膜薄，耐蝕性低。
水質(zhì)
磷化后用水沖洗磷化膜的作用是去除吸附在膜表面的可溶性物質(zhì)等，以防止涂抹在濕熱條件下起泡，脫落，提高涂膜附著力，耐腐蝕性，通過對(duì)一同磷化膜分別采用去離子水，下水道水，車間排放水沖洗實(shí)驗(yàn)得知其耐蝕性、柔韌性逐個(gè)降低。對(duì)于要求較嚴(yán)的陰極電泳涂裝，好再涂裝前采用去離子水水洗。
涂裝前處理
DD-203常溫鋅系磷化液
經(jīng)DD-203處理后的工件表面形成一層致密、均勻的磷酸鹽薄膜，廣泛用于各類噴涂底層，與涂層配套具有附著力好，耐蝕性優(yōu)的特點(diǎn)。該磷化液處理溫度低、成膜快、易控制、不掛灰、成本低，為臺(tái)灣常溫磷化技術(shù)。
一、 處理方式：
采用浸漬式或噴淋式處理。
二、 使用劑：
名 稱 理 化 性 質(zhì)
外 觀 比 重
磷化液 淺綠色透明液體 1.35±0.02g/ml
中和劑 白色或略帶淺黃色液體 1.20±0.05g/ml
促進(jìn)劑 淡黃色透明液體 1.20±0.05g/ml
三、 磷化處理槽體或噴嘴材質(zhì)：
磷化槽應(yīng)為不銹鋼、厚壁塑料板或碳鋼（內(nèi)襯防腐襯里）制，交換器和噴嘴應(yīng)為不銹鋼制，配管和泵應(yīng)為不銹鋼。
四、 檢驗(yàn)用品及儀器：
品：指示劑：酚酞、橙、溴酚蘭，滴定液：0.1mol/l NaOH溶液，氨基磺酸，蒸餾水。
儀器：發(fā)酵管，50ml堿式滴定管，10ml移液管及吸耳球，200ml三角燒杯。
五、 磷化處理工序：
脫脂 —→ 水洗（溢洗）—→ 除銹 —→ 中和水洗 —→ 水洗（溢流）—→ 表面調(diào)整 —→ 磷化 —→ 水洗 —→ 干燥。
備注：無油時(shí)不需脫脂，無銹時(shí)不需除銹處理。
六、 磷化工作液的配制（按1000升計(jì)）：
1、 將清水加到處理槽內(nèi)八成；
2、 加入磷化液60公斤，并攪拌均勻；
3、 加清水至1000升；
4、 加入中和劑4 ~ 4.5升調(diào)整酸度，并確認(rèn)至工作標(biāo)準(zhǔn)；
5、 處理工件之前加入促進(jìn)劑3 ~ 4升左右，使其溶解并攪拌均勻；
6、 若要加溫處理，則應(yīng)升溫至工藝規(guī)定溫度（升溫時(shí)加入中和劑的量應(yīng)減少）
七、 使用條件：
游離酸度（FA）：0.8 ~ 1.2Pt 總酸度（TA）：15 ~ 25Pt
時(shí) 間：8 ~ 15分鐘（槽浸） 溫 度：10℃ ~ 60℃
促進(jìn)劑濃度：2 ~ 4Pt （30℃以下時(shí)促進(jìn)劑點(diǎn)數(shù)調(diào)整至4Pt，30℃以上時(shí)調(diào)整至2Pt）
注：① 若加溫至35℃以上則FA可調(diào)至2.0 ~ 2.5Pt左右，可2 ~ 4分鐘浸漬成膜；
② 水溫低于20℃時(shí)，可將總酸底調(diào)整至20 ~ 35范圍之內(nèi)。
八、 磷化膜性能指標(biāo)：
序號(hào) 檢測(cè)項(xiàng)目 性 能 指 標(biāo) 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
1 磷 化 膜 重 2 ~ 5 g/m2 GB6807-86
2 磷化膜厚度 2 ~ 4 μm GB6807-86
3 磷化膜外觀 灰色、結(jié)晶細(xì)致、均勻、連續(xù) GB6807-86
4 磷化膜耐蝕性 3%NaCl ＞ 1.5 h GB6807-86
5 磷化膜附著力 與覆膜配套0級(jí)，抗沖擊強(qiáng)度＞50kg/cm2 GB9286-88
九、 補(bǔ)充和調(diào)整（1000升）：
由于連續(xù)處理過程中濃度不斷變化，所以要定期測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)濃度，經(jīng)常保持在所規(guī)定的工藝濃度范圍內(nèi)。每添加濃縮液2.7 ~ 3kg，總酸度上升1個(gè)點(diǎn)，游離酸度上升0.15 ~ 0.2個(gè)點(diǎn)。促進(jìn)劑每添加1.3 ~ 1.5升促進(jìn)劑上升一個(gè)點(diǎn)。
以上指標(biāo)若不在工藝范圍之內(nèi)應(yīng)添加磷化液及中和劑、促進(jìn)劑調(diào)整至工藝范圍之內(nèi)，使其保持較佳的工作狀態(tài)。
十、 檢測(cè)方法：
詳見附頁，檢測(cè)游離酸、總酸度、促進(jìn)劑點(diǎn)數(shù)的檢測(cè)方法。
無磷環(huán)保磷化液、硅烷皮膜液環(huán)保無污染的原理上篇小編講述了無磷環(huán)保磷化液、硅烷皮膜液在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用以及無磷磷化液、環(huán)保磷化液的優(yōu)點(diǎn)，本文則著重介紹上篇遺留的客戶的疑問：無磷環(huán)保磷化液、硅烷皮膜液為什么會(huì)環(huán)保無污染？以及造成環(huán)保污染的罪魁禍?zhǔn)资鞘裁?
DD-204寬范圍常溫鋅系磷化液
常溫鋅系磷化液
DD-211電泳前處理專用磷化液
經(jīng)DD-211磷化處理的工件，可在短時(shí)間內(nèi)生成均勻、致密的結(jié)晶性磷酸鹽薄膜，該磷化膜P比大，溶出率極低，為電泳涂裝配套專用磷化底層，與電泳配套的各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)超過標(biāo)準(zhǔn)。
一、 處理方式：采用浸漬式處理或噴淋處理。
二、 使用劑：名稱理化性質(zhì)外觀比重
磷化液A 深綠色透明溶液 1.23 ± 0.05
磷化掖B 綠褐色透明溶液 1.20 ± 0.05
磷化液C 深綠色透明溶液 1.32 ± 0.05
中和劑 白色或略帶淺黃色溶液 1.20 ± 0.05
復(fù)合促進(jìn)劑 淺黃色透明溶液 1.25 ± 0.05
三、 磷化處理槽體或噴嘴材質(zhì)：
磷化槽應(yīng)為不銹鋼、厚壁塑料板或碳鋼（內(nèi)襯防腐襯里）制，交換器和噴嘴應(yīng)為不銹鋼或尼龍材料制，配管和泵應(yīng)用不銹鋼制。
四、 檢驗(yàn)用品及儀器：
品：指示劑：酚酞、橙、溴酚蘭，滴定液：0.1mol/l NaOH溶液，氨基磺酸。
儀器：發(fā)酵管，50ml堿式滴定管，10ml移液管及吸耳球，200ml三角燒杯。
五、 磷化處理工序：
脫脂 —→ 水洗（溢洗） —→ 除銹 —→ 中和水洗 —→ 水洗（溢流水洗）—→ 表調(diào) —→ 磷化 —→ 水洗 —→ 去離子水洗 —→ 去離子水洗 —→ 電泳涂裝處理。
六、 磷化工作液的配制（按1000升計(jì)）：
1、 將清水加到處理槽內(nèi)六成；
2、 再加入A型磷化液60升， B型19升，攪拌均勻；
3、 加入中和劑14 ~ 16公斤，攪拌使其完全溶解澄清；
4、 加入促進(jìn)劑2 ~ 3公斤，攪拌使其完全溶解澄清；
5、 補(bǔ)足余量水至規(guī)定量；
6、 升溫至工藝規(guī)定溫度。
七、 使用條件及性能指標(biāo)：
游離酸度（FA）：0.8? ~ 1.4Pt 總酸度（TA）：18 ~ 25Pt 溫度：40 ~ 55℃ 處理時(shí)間：2 ~ 6分鐘
注：使用時(shí)應(yīng)保持槽液流動(dòng)以使上膜均勻。
八、 產(chǎn)品重要特點(diǎn)及指標(biāo)：
1、 磷化膜外觀：中灰色均一細(xì)致平滑，無花斑及金屬亮點(diǎn)；
2、 結(jié)晶狀態(tài)及P比：柱狀結(jié)晶，P比大于87 %；
3、 機(jī)械性能：沖擊>50kg/cm2，杯突 >7m，附著力0級(jí)；
4、 磷化膜重：1 ~ 2 g/m2；
5、 磷化膜與電泳配套性評(píng)價(jià)
a、 磷化膜 + CED外觀評(píng)價(jià)：平整、光滑、光澤：56（60°角）；
b、 磷化膜電泳溶出：2.2%（180v/2min）;
c、 磷化膜+CED綜合性能評(píng)價(jià)：
5.1.機(jī)械性能： 沖擊：50kg/cm 附著力：0級(jí)
5.2.耐化學(xué)品性能：
耐水性：500h通過（GB/T5209- 85） 耐鹽霧：1000h通過（ASTM117/73）
耐堿性：4h通過（GB1763） 耐酸性： 24h通過（GB1763）
耐汽油性：4h通過（GB1734）[RQ-90#] 耐機(jī)油性：30循環(huán)通過（DIW53167）
九、 添加與調(diào)整：（按1000升計(jì)）
由于連續(xù)處理過程中濃度不斷變化，有效成份不斷消耗，因此可定期檢測(cè)其各項(xiàng)指標(biāo)，以確定添加量，使各工藝指標(biāo)保持在工藝范圍之內(nèi)，每添加4.5公斤EX-LH3106C濃縮液，則總酸度可提高一個(gè)點(diǎn)；每添加5-5.5公斤3106C則游離酸度上升一個(gè)點(diǎn)。若游離酸在添加調(diào)整過程中上升，而不在工藝范圍內(nèi)則應(yīng)添加適量的EX-LH3221中和劑，調(diào)整至工藝范圍之內(nèi)，促進(jìn)劑一般每日檢測(cè)一次，每次添加0.5 升左右，促進(jìn)劑濃度可上升一個(gè)點(diǎn)。
磷化過程包括化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)。不同磷化體系、不同基材的磷化反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜。雖然科學(xué)家在這方面已做過大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式簡(jiǎn)單表述磷化成膜機(jī)理：
8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4- Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑
Me為Mn、Zn 等，Machu等認(rèn)為，鋼鐵在含有磷酸及磷酸二氫鹽的高溫溶液中浸泡，將形成以磷酸鹽沉淀物組成的晶粒狀磷化膜，并產(chǎn)生磷酸一氫鐵沉渣和氫氣。這個(gè)機(jī)理解釋比較粗糙，不能完整地解釋成膜過程。隨著對(duì)磷化研究逐步深入，當(dāng)今，各學(xué)者比較贊同的觀點(diǎn)是磷化成膜過程主要是由如下4個(gè)步驟組成：
① 酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低
Fe – 2e→ Fe2+
2H2－+2e→2[H] (1)
H2
② 促進(jìn)劑（氧化劑）加速
[O]+[H] → [R]+H2O
Fe2++[O] → Fe3++[R]
式中[O]為促進(jìn)劑（氧化劑），[R]為還原產(chǎn)物，由于促進(jìn)劑氧化掉步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原子，加快了反應(yīng)（1）的速度，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降。同時(shí)也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。
③ 磷酸根的多級(jí)離解
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－ （3）
由于金屬表面的H+濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，終為PO43-。
④ 磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜
當(dāng)金屬表面離解出的PO43－與溶液中（金屬界面）的金屬離子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí)，就會(huì)形成磷酸鹽沉淀
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓ （4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓ （5）
磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為磷化晶粒，無數(shù)個(gè)晶粒緊密堆集形成磷化膜。
磷酸鹽沉淀的副反應(yīng)將形成磷化沉渣
Fe3++PO43－=FePO4 （6）
以上機(jī)理不僅可解釋鋅系、錳系、鋅鈣系磷化成膜過程，還可指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)。從以上機(jī)理可以看出：適當(dāng)?shù)难趸瘎┛商岣叻磻?yīng)（2）的速度；較低的H+濃度可使磷酸根離解反應(yīng)（3）的離解平衡更易向右移動(dòng)離解出PO43-；金屬表面如存在活性點(diǎn)面結(jié)合時(shí)，可使沉淀反應(yīng)（4）（5）不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產(chǎn)生取決于反應(yīng)（1）與反應(yīng)（2），溶液H+濃度高，促進(jìn)劑強(qiáng)均使沉渣增多。相應(yīng)，在實(shí)際磷化配方與工藝實(shí)施中表面為：適當(dāng)較強(qiáng)的促進(jìn)劑（氧化劑）；較高的酸比（相對(duì)較低的游離酸，即H+濃度）；使金屬表面調(diào)整到具備活性點(diǎn)均能提高磷化反應(yīng)速度，能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設(shè)計(jì)時(shí)一般遵循上述機(jī)理，選擇強(qiáng)促進(jìn)劑、高酸比、表面調(diào)整工序等。
