磷化膜影响因素

磷化温度对磷化膜的成膜影响最大，其次是磷化液酸比，磷化时间对磷化膜的成膜

影响最小

磷化温度

提高磷化温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、硬度、耐蚀性和耐热性，而且较高的磷化温度能够促进金属溶解并加速磷酸盐的水解反应，加快成膜速度［3］。但在高温条件下，Fe2+易被氧化成Fe3+而沉淀下来，使溶液不够稳定。且在磷化过程中升高温度会使部分磷酸盐水解，所以磷化温度的升高有一定的限度。

磷化膜的生成反应速率可表示为

酸比：总酸度和游离酸度

溶液的总酸度取决于马日夫盐的含量，提高总酸度能加速磷化反应，使磷化膜薄而细致。若总酸度过高，则溶液中易出现乳白色沉淀，且磷化后膜层过薄，易起黄锈。若总酸度过低，则磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙，磷化膜的附着力不强，并存在空白。

游离酸度取决于磷酸的含量。如果游离酸度过高，则工件表面发黑，使磷酸离解受阻，铁在溶液中溶解变慢，不利于磷化膜的形成，从而导致磷化时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔且耐蚀性降低。如果游离酸度过低，则磷化膜变薄，甚至没有磷化膜。

磷化时间

对膜层厚度及空隙率有影响

磷化工艺发展现状

磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国CharlesRoss于1869年获得的专利现在磷化处理技术已广泛应用于汽车、船舶、军工、电器、机械等领域，其主要用途是防锈、耐摩减磨、润滑、涂漆底层等,从而较好解决了钢铁在环境中的腐蚀问题。随着磷化技术的进步,现代磷化正朝着低温节能、工艺简便、投资耗料少、无毒无污染的方向发展，如磷化温度由原来的高温(>85e)逐步降低到中温乃至室温(<30e)，磷化处理时间由最初的几个小时缩短到目前的几分钟。磷化处理方式也从开始的纯浸渍法发展到喷淋法、馄除法以及浸喷馄混和法的自动化生产，磷化体系则由当初的单元体系(只有铁一种金属离子)发展到今天的多元体系(同时含有铁、锌、锰、镍、钙等多种金属离子) 磷化添加剂从无到有,大大改善了磷化膜的质量，提高成膜速度,已成为磷化液中不可缺少的成分"时至今日,新技术新工艺逐渐取代了旧技术旧工艺，还出现了常温“四合一”磷化处理液，多功能磷化处理液能减少处理工序,降低劳动强度,但在膜的致密性和防腐性方面需进一步的改善和提高。黑色金属的黑化和磷化相结合，在金属表面生成起到修饰、防护的作用共生膜，有着广阔的应用和推广价值。

磷化膜能够提高漆膜或其他有机涂料与金属的结合力及防护性,其主要原因,大体上可归纳如下：

(1)磷化膜能够把金属基材表面的活性转化到最小的程度,把以后的腐蚀反应降到最低限度；

(2)磷化膜能给金属提供一个“粗糙面”，给油漆或其它有机膜提供一个很好的咬合力,增强其附着力；

(3)由于磷化过程除去了工件表明的各种无机污染物,如金属屑,轻微氧化物以及其它污物等,减少了影响附着力的内在不利因素；

(4)磷化膜作为一种屏障,终止了有机层与基体金属之间的化学反应,如皂化等；

(5)磷化膜为金属表面各点提供一个同等的电化学电位,抑制了任何局部的阴极和阳极的“点腐蚀”，从而消除了电化学腐蚀区,减少了电化学腐蚀；

(6) 由于磷化膜能够提供一个同等的电化学电位，因此也抑制了漆膜或其它有机膜下面的腐蚀扩张,这应归于磷化膜的绝缘性.当未经磷化处理工件表面的金属或非金属涂层破损以后,基体金属裸露出来,在这些部位形成了微电池"由于在膜下形成的电解质及金属的导电性!膜与金属之间的毛细现象,金属开始腐蚀并向各方向扩张,结果在膜下边形成腐蚀气泡"如果金属是经过磷化处理的,由于其它部位的金属被牢固地吸附在基体上的磷化膜所绝缘,因此其腐蚀过程仅限于损坏面,并且防止了电解质水平方向扩展,膜下的腐蚀受到了限制。

总之,和其它各种转化膜相比,磷化膜作为保护膜是最有利的,在某种情况下,其防护性大于金属镀层。 2 随着社会对健康及环保要求的不断提高，从环境、能源等各个方面考虑，对磷化技术提出了更高的要求，其发展趋势如下：

( 1) 绿色磷化液：即无毒低能耗清洁的磷化液，如无亚硝酸盐磷化、无镍磷化、无铬磷化、稀土磷化。

( 2) 多功能磷化液: “三合一”、“四合一”磷化液，从而减少了磷化工序。--------------22 ( 3) 由中温磷化液转向常温( 低温) 磷化液。

磷化成膜的步骤：

式中[O]为促进剂(氧化剂),[R]为还原产物,由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应(l.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Fe+2氧化成为Fe3+.。

图：磷酸盐成膜过程示意图

用于钢铁工件防腐蚀磷化层,可采用zn系、Mn系、Zn-Mn系磷化膜,膜重必须大于10g/m2,磷化膜须涂防锈油!防锈之类防锈剂。

磷化动力学

中人们常常希望把磷酸盐的温度尽量提高,但是由于溶液中的某些介质在高温时可能引起分解和变质,因而升高操作温度液有一定的限度"当然,操作温度不能随便降低,因温度降低时磷酸盐溶液将接近于钝化状态"同时在低温下,为了得到所要求的膜重,就需要较长的浸渍时间(反应时间)。

金属的组成,对速度常数k亦有很大影响.但是,各种不同浓度的元素对磷酸盐化学成膜的速度影响究竟有多大,因在大多数情况下伴随有多种催化作用,故不能一概而论。

另外,金属材料表面状态也与速度常数k有密切的关系"例如采用冷轧钢板时,其表面较平滑,粗糙度约为l~3.5林"金属表面愈粗糙,则其表面形成膜层的膜重亦愈大"因此,采用磷酸盐成膜时,达到最大膜重所需的时间也愈短"显微镜粗糙度的提高,可导致晶核的增加,晶核数量越多,速度常数就越大"一般认为,晶核数量与粗糙度呈正比。

处理液的性质是影响速度常数的重要因素.处理液性质包括:()l处理液浓度:(2)相界面处的

扩散;(3)溶液成分进入晶格时结晶的排列情况:(4)催化作用和抑制作用.

将上述性质与如下观察相结合进行分析时发现,两者是相互关联的"由此可知,磷酸盐化学成膜的过程如下。（1）在磷酸盐成膜反应区域内,反应物自各相(液相一金属)出发相互接近,此接近速度取决于扩散的快慢。(2)通过反应对金属进行溶解"其速度决定于浓度。在反应区域内生成过饱和溶液。(3)由于扩散作用使反应生成物分离和排出,以及使反应生成物或溶液成分进入晶格。

成膜化学反应十分迅速,这是因为当用磷酸盐进行化学处理时,无论处理何种状态,磷化成膜的反应速度仅仅受扩散速度的支配。磷酸盐成膜时在期相界面,即溶液一金属表面上扩散,可根据Fick定律加以说明。

由上式(3.9)得知,离子浓度差(CA-CB)及结合层厚度是扩散速度大小的决定因素。但在磷酸盐成膜反应是，浓度差(CA-CB)大体上是一定的，表面积(O)也没有变化，而扩散常数(D)，只受特定的溶液添加物的影响。因此，唯一的变数是结合层厚度(S)。结合层愈薄，扩散愈快而反应速度越大。----------------------------------------------------------------------------------------2

磷化膜影响因素

磷化膜影响因素磷化温度对磷化膜的成膜影响最大，其次是磷化液酸比，磷化时间对磷化膜的成膜影响最小磷化温度提高磷化温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、硬度、耐蚀性和耐热性，而且较高的磷化温度能够促进金属溶解并加速磷酸盐的水解反应，加快成膜速度［3］。但在高温条件下，Fe2+易被氧化成Fe3+而沉淀下来，使溶液不够稳定。且在磷化过程中升高温度会使部分磷酸盐水解，所以磷化温度的升高有一定的限度。磷化膜的生成反应速率可表示为酸比：总酸度和游离酸度溶液的总酸度取决于马日夫盐的含量，提高总酸度能加速磷化反应，使磷化膜薄而细致。若总酸度过高，则溶液中易出现乳白色沉淀，且磷化后膜层过薄，易起黄锈。若总酸度过低，则磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙，磷化膜的附着力不强，并存在空白。游离酸度取决于磷酸的含量。如果游离酸度过高，则工件表面发黑，使磷酸离解受阻，铁在溶液中溶解变慢，不利于磷化膜的形成，从而导致磷化时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔且耐蚀性降低。如果游离酸度过低，则磷化膜变薄，甚至没有磷化膜。磷化时间对膜层厚度及空隙率有影响

图：磷化时间与孔隙率的关系曲线--------------------------------------------------------------1 Fe2+含量控制起决定性作用,过高则磷化膜晶粒粗大多孔、Fe2+含量上升快、磷化时间延长,而偏低会使磷化膜变薄或不能成膜。严格控制Fe2+的过快增多是磷化溶液维护的关键之一。控制酸度比及NO-3与H2PO-4的最佳比例、适量添加铬合稳定剂如酒石酸等都能有效控制Fe2+过快升高,且有利于减少磷化沉渣生成、提高磷化膜层质量。若Fe2+含量超过允许范围,则磷化沉渣会增多,磷化膜质量劣化。-----------------------------------------------------174 试验证明磷化液中Fe2+的最佳含量为1. 5~3. 0 g/L。------------------------------------176 磷化工艺发展现状磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国CharlesRoss于1869年获得的专利现在磷化处理技术已广泛应用于汽车、船舶、军工、电器、机械等领域，其主要用途是防锈、耐摩减磨、润滑、涂漆底层等,从而较好解决了钢铁在环境中的腐蚀问题。随着磷化技术的进步,现代磷化正朝着低温节能、工艺简便、投资耗料少、无毒无污染的方向发展，如磷化温度由原来的高温(>85e)逐步降低到中温乃至室温(<30e)，磷化处理时间由最初的几个小时缩短到目前的几分钟。磷化处理方式也从开始的纯浸渍法发展到喷淋法、馄除法以及浸喷馄混和法的自动化生产，磷化体系则由当初的单元体系(只有铁一种金属离子)发展到今天的多元体系(同时含有铁、锌、锰、镍、钙等多种金属离子) 磷化添加剂从无到有,大大改善了磷化膜的质量，提高成膜速度,已成为磷化液中不可缺少的成分"时至今日,新技术新工艺逐渐取代了旧技术旧工艺，还出现了常温“四合一”磷化处理液，多功能磷化处理液能减少处理工序,降低劳动强度,但在膜的致密性和防腐性方面需进一步的改善和提高。黑色金属的黑化和磷化相结合，在金属表面生成起到修饰、防护的作用共生膜，有着广阔的应用和推广价值。磷化膜能够提高漆膜或其他有机涂料与金属的结合力及防护性,其主要原因,大体上可归纳如下： (1)磷化膜能够把金属基材表面的活性转化到最小的程度,把以后的腐蚀反应降到最低限度； (2)磷化膜能给金属提供一个“粗糙面”，给油漆或其它有机膜提供一个很好的咬合力,增强其附着力； (3)由于磷化过程除去了工件表明的各种无机污染物,如金属屑,轻微氧化物以及其它污物等,减少了影响附着力的内在不利因素；

磷化处理影响因素及常见问题

一、磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，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。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30 的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，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。因此必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下： 70℃60 ℃50 ℃40 ℃30 ℃20 ℃ 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。 5、时间————各个配方都有规定的工艺时间。时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层。时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜。二、促进剂的影响促进剂是必不可少的成分，如果没有他们，磷化将失去意义。磷化液中的促进剂，主要指某些氧化剂。氧化剂是作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂。他的主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂。当金属表面接触到磷化液时，首先发生以下反应： Fe+2H+→Fe2++H2↑ 这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移，以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。因此凡能加速这个反应的物质，必能加速磷化。氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。最常用的主要是硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐的缺点是在酸性磷化液中不稳定，容易分解，需不断补充，否则磷化膜极易发黄。他分解产生的酸气易使未磷化的湿工件生锈。氯酸盐虽然不能产生酸性气体，在酸液中也稳定，但是他会还原成氯离子。氯离子在槽液中积累，若随后的水洗不充分，使氯离子留在工件上，会带来很大的后患。一方面污染电泳槽液，另一方面留在涂层下，会加快腐蚀速度。过氧化氢尤其独特的优点，他的还原产物是水，他是工业开发中最强的氧化剂。使用的浓度很低，大约0.01~0.1g/L ，但是他在酸中更不稳定，控制要求很高。此外还有更巧妙的有机氧化还原剂，比如蒽醌类衍生物。从原理上看，这上一种不消耗的循环使用的加速剂，他只起氧化载体的作用，利用其氧化性醌先与磷化第一阶段产生的氢气作用，自身被还原成酚，再用强制方法使磷化液与氧气接触，发生还原反应，又恢复成醌，同时给予磷化膜形成反应时必要的氧化电势。目前工业生产中常用的是硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝基化合物、双氧水的不同组合。硝酸盐、氯酸盐、有机硝基化合物等在磷化液中都较稳定，除定期抽查外，一般不进行日常检测。而亚硝酸盐则需随时检测。浓度不够时，

磷化影响因素

游离酸度和总酸度的影响（一）游离酸度所谓游离酸度是指磷化液中游离态氢离子的浓度，它主要由磷酸和其它酸电离产生。随着反应的进行，氢离子浓度逐渐降低，PH值上升。当磷化液中的游离酸度过高时，钢铁件表面腐蚀反应过快，反应产生的气泡过多，阻碍磷化膜的形成，使磷化膜结晶粗大、疏松、易泛黄、抗腐蚀能力差。溶液中酸度过低时，腐蚀反应进行缓慢，磷化膜难以形成，溶液中沉淀物多，膜呈浮粉状，产生挂灰。（二）总酸度总酸度也称为全酸度，是指磷化液中化合酸（H2PO4-）和游离酸浓度的总和。化合酸起着离解出游离态的H+维持溶液中的酸比，保持溶液酸度平衡的作用。同时化合酸的酸根又是参与成膜的主要成分。提高总酸度可以增加磷化膜的生成速度，而且成膜细致、均匀。增加总酸度还可适当降低磷化液的温度。但总酸度过高，游离酸度太低，也会降低腐蚀速度，成膜也易产生浮粉物；总酸度过低、则反应速度缓慢，磷化膜生成困难。（三）酸比酸比是保证处理液相对平衡的一个数值，酸比的计算方法为：溶液的酸比=游离酸度/总酸度不同品种磷化液的酸比比值不同。一般，酸比比值越高，磷化膜越细、越薄，但酸比过高时，不易成膜，皮膜易产生腐蚀现象，磷化液中沉淀多；酸比比值过低时，皮膜结晶粗大、疏松。七、温度的影响磷化处理随着温度的升高，其反应加快。磷化液配制后，溶液中的酸比随温度的变化而变化，温度升高，酸比升高，如果再降低温度时，酸比并不随之降低，这个反应是不可逆的。这是因为磷化液中的主要成分磷酸二氢锌在温度升高时分解产生H+，增加了游离酸浓度，并产生磷酸锌沉淀的缘故。 3Zn（H2PO4）2→ Zn3（PO4）↓＋4H3PO4 在游离酸度增加的同时，磷化锌的大量沉淀使磷化液损失很大，因此，在实际操作过程中，一定要根据工艺规定的温度进行磷化处理。否则，会大量浪费原材料，破坏液体的内部平衡。对于同一配方的磷化液，温度越高，磷化膜形成越快，磷化膜加厚，防腐蚀性能提高；但温度过高时，工件表面磷化膜质量降低并易附着灰尘和微粒，影响工件涂装后涂膜的附着力。温度过低时，反应速度减慢，磷化膜成膜不充分，结晶颗粒大，防蚀性能低。影响因素

磷化膜——材料表面与界面

磷化膜汽车的喷涂工艺或者喷漆工艺，集中体现了材料的表面与界面的知识，而磷化膜就是其中一个对喷漆工艺有很大影响的部分。磷化（Phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。 1、磷化过程的反应机理磷化过程的反应机理相对比较复杂，目前尚无统一的完整的理论。磷化过程可归纳为化学反应和电化学反应，不同的磷化体系，不同的基材，磷化反应机理不尽相同，但大都包括以下几个步骤：（1）基体金属溶解：当工件浸入磷化液时，磷化液中游离的磷酸把工件表面的铁溶解并放出氢气，降低了磷化界面的酸度，这是磷化反应的起点，可净化金属表面，破坏磷化槽液中的水解平衡，使水解反应向生磷化膜方向进行，界面处浓度降低。 Me-2e→Me2+ 2H++ 2e→2 [H]→H2↑ （2）促进剂加速：铁溶解过程释放出的氢气吸附在工件表面上，阻止了磷化膜的形成，为加速反应，常加入氧化型促进剂，去除氢气，界面处H+浓度可进一步降低。 [o]+[H]→[R]+H20 （3）磷酸根的多级离解：磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式一般用Me(H2P04)2, Me通常指锌、铁、锰等金属离子。这些酸式th溶于水，在一定条件发生水解反应，产生游离磷酸。由于界面处H+浓度急剧下降，导致磷酸根离子各级离解平衡向右移动，最终离解出PO43-。 Me(H2PO4)2→MeHPO4+H3PO4 3 MeHPO4→Me3(PO4)2+ H3PO4 H3PO4→H2PO4-+H+→HP042-+2H+→PO43- （4）磷酸盐沉淀结晶成膜当溶液中离解出的PO43-与界面处的金属离子达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸沉淀结晶成膜。 3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H20 2Zn2++Me2++2 P043- +4H20→Zn2Me (P04)2·4H20 例如上述磷酸锌生成的Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体，其中Me2+代表的是其他金属离子。由于金属表面氧化过程的产生，从而破坏了磷化液的电离与水解平衡，随着磷化的不断进行，游离H3PO4的不断消耗，促进了原电离反应和水解反应的进行，Me2+、H2PO4-及PO43-浓度不断增大，当磷化反应进行到MeHPO4, FeHPO4、及Me3(PO4)2等物质浓度分别达到其各自的溶度积时，这些难溶的磷酸盐便在被处理金属表面活性点上形成晶核，并以晶核为中心不断向表面延伸增长而形成晶体;晶体不断经过结晶一溶解一再结晶的过程，直至在被处理表面形成连续均匀的磷化膜。磷酸盐与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数晶粒紧密堆积形成磷化膜。磷化膜分为假转化膜和转化膜两种，假转化膜靠磷化液本身所含的阳离子来成膜，膜是结晶型的，转化膜靠铁基体腐蚀产生的铁离子成膜，加入的碱金属离子不参与成膜，膜属无定型的。初生的Fe-Zn混合磷酸盐，由于铁参与成膜反应，故与基体金属的结合力

影响金属磷化膜效果的因素

影响金属磷化膜效果的因素影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺（含设备）管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，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。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，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。因此必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃60℃50℃40℃30℃20℃ 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43-的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，

磷化膜质量评定及表调作用

磷化膜单位面积膜层质量测定方法按GB／T 9792—2003《金属材料上的转化膜单位面积膜质量的测定重量法》规定进行，该标准系等效采用国际标准ISO3892—2000而制定的。其测定原理为具有磷化膜的干燥试片，在分析天平上称量后，在适当的溶液中褪除上述磷化膜，然后清洗、干燥、称重，以退膜前后的质量差计算单位面积上膜层质量，单位为g／m2。测试方法为：取有磷化膜的干燥试片(总表面积为A)，用精度为0.1mg的分析天平称量记录质量m1(g)；然后将试片浸到相应的退膜液中，按规定操作条件进行退膜，退膜后的试片用清洁的流动水冲洗，再用蒸馏水清洗，迅速多次干燥，称量，直至恒重，记录质量m2(g)。单位面积上的膜层质量mA，按下式计算： mA=100(m1一m2)／A 式中mA——单位面积上的膜层质量(g／m2)； M1——有磷化膜时试片的质量(g)； M2——退除磷化膜后试片的质量(g)； A——试片总表面积(dm2)。磷化膜P比物理意义：代表磷化膜中P组分所占的比率，该值与磷化液的Zn2+含量、材质、磷化方式等因素有关。磷化膜P比可用下式表示： P比=P／(P+H)式中 P——Zn2 Fe(PO4)2?4H2O的(100)晶面，d(晶面间距)=88.4nm时的x射线衍射强度； H——Zn3(PO4)2?4H20的(0／20)晶面，d=90.4nm时的x射线衍射强度。因此，P比=P／(P+H)已不是磷化膜Zn2M(PO4)2·4H2O的含量的直接指示，而是作为特定条件下产生的x射线衍射强度比。但习惯还是作为磷化膜中两种不同物质的比。P比高的磷化膜的耐蚀性、抗石击及磷化膜附着力均好。目前常用的转化膜孔隙率测定方法有两种：铁氰盐溶液试验法和电化学测定法。 GMR铁氰盐溶液测定孔隙率方法是G.D.Cheever为了测定不经涂装试片的孔隙率而研制的一种方法。它与盐雾试验法所得结果一致，是一种快速给出定性结果的测定方法。该法测定要点如下：将质量分数分别为4％的NaCl、3％的K3Fe(CN)6及表面活性剂(如质量分数为0.1％的全氟代辛酸铵)溶解在蒸馏水中，将溶液保存在褐色瓶中，经24h后过滤，将此液保存4个月后即可使用。将分析的滤纸浸入上述溶液中，然后提出滤纸，并把多余的滤液滴尽、晾干，这样就制得了铁氰法(Ferrotest)滤纸。当进行测定时，可将此试纸覆盖在待试验的磷化膜表面上，经过1min后，将试纸拿下来仔细观察在试纸上表示有孔部分的蓝色斑点生成情况。其判别法以优、良、劣三级来表示。它与烟雾试验相对应：“优”表示磷化膜经过烟雾试验后切割部分剥离宽在3mm以下，“良”表示在4~6mm之间，“劣”表示在6mn，以上。电化学测定方法为定量测定法，在理论研究中经常用到。磷化表面调整的处理方法是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小的、均匀、致密的磷化膜。磷化前零件的表面处理对磷化膜质量影响极大，尤其是酸洗或高温强碱清洗对薄层磷化影响最明显。研究结果表明，冷轧钢板表面存在着一层厚

磷化处理影响因素及常见问题

Fe+2H+→Fe2++H2↑ 这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移，以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。因此凡能加速这个反应的物质，必能加速磷化。氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。最常用的主要是硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐的缺点是在酸性磷化液中不稳定，容易分解，需不断补充，否则磷化膜极易发黄。他分解产生的酸气易使未磷化的湿工件生锈。氯酸盐虽然不能产生酸性气体，在酸液中也稳定，但是他会还原成氯离子。氯离子在槽液中积累，若随后的水洗不充分，使氯离子留在工件上，会带来很大的后患。一方面污染电泳槽液，另一方面留在涂层下，会加快腐蚀速度。过氧化氢尤其独特的优点，他的还原产物是水，他是工业开发中最强的氧化剂。使用的浓度很低，大约0.01~0.1g/L，但是他在酸中更不稳定，控制要求很高。此外还有更巧妙的有机氧化还原剂，比如蒽醌类衍生物。从原理上看，这上一种不消耗的循环使用的加速剂，他只起氧化载体的作用，利用其氧化性醌先与磷化第一阶段产

磷化后生锈有多种原因

磷化后生锈有多种原因,看情况而定，第一，磷化池的磷化剂浓度不够，导致产生的磷化膜太薄或疏松，不能很好的隔绝空气。第二，磷化后水洗不充分，或水洗池酸性过高，导致有酸性物质残留在工件上，导致酸液破坏磷化膜导致生锈。第三，存放的环境湿气过重或有酸气过重，也容易生锈。你是用什么系列的磷化膜，一般锌系磷化膜，磷化后立即脱水烘干，室内放几天都不会生锈的检查除油是否彻底如果彻底请检查磷化膜质量。识别方法 1：检查磷化膜细密程度（肉眼可观察，放置于阳光下，观察是否有白色细小结晶。如果是不合格。 2、指头弯曲后用关节处，脱水后磷化膜上划一下。如果出现白色的一条线，说明你把磷化结晶体划破了，磷化非常疏松。 3、如果是请针检查槽液指标，针对标准指标进行调整。如果是油未除尽当然可能会影响磷化上膜，请检查除油效果。有些板材可能会影响磷化上膜 1、除油不干净 2、酸洗不干净 3、表调坏了 4、磷化槽的酸比失调磷化后生锈有多种原因,看情况而定，第一，磷化池的磷化剂浓度不够，导致产生的磷化膜太薄或疏松，不能很好的隔绝空气。第二，磷化后水洗不充分，或水洗池酸性过高，导致有酸性物质残留在工件上，导致酸液破坏磷化膜导致生锈。第三，存放的环境湿气过重或有酸气过重，也容易生锈。配方技术分类： 1、除油脱脂类、含常温、低温脱脂剂，电解除油粉，碱性除油剂，酸性除油剂，除油除油二合一，除蜡剂，铜合金脱脂剂，滚筒除油粉，中性脱脂剂，钢铁超强化学除油粉 2、磷化类：铁系磷化，常温彩膜磷化（分喷浸两种，适合钢铁、锌合金、铝合

金多种材质同槽处理）、常温低温锌系低渣磷化、三元系磷化、常温低温锌系喷淋磷化、游浸式磷化、中温防锈磷化，拉丝拉拔磷化，锻造磷化，螺丝黑色磷化 3、铝合金、锌合金皮膜钝化类：铝合金脱脂剂，铝合金磷化、黄色膜铬化剂，绿色膜铬化剂，本色膜铬化剂，铝合金三价铬钝化（皮膜剂，适合烤漆、喷粉、喷塑），铝合金高耐蚀三价铬钝化剂（可媲美汉高、赛德克同类产品，纯铝中性盐雾300小时以上，压铸铝72小时，适合裸膜终极防腐，或产品出口用），铝合金无铬皮膜剂（铝合金中性盐雾实验可达96小时），铝合金无铬皮膜剂（膜层淡黄色或金黄色），铝材常温封孔剂，中温封孔剂，碱蚀剂、酸蚀剂，酸蚀添加剂，铝材低温抛光剂，古铜添加剂 4、镁合金类：镁合金脱脂剂，镁合金表调剂，镁合金钝化剂（皮膜剂） 5、辅助产品类：磷化后封闭剂，磷化后无铬钝化剂，工序间防锈剂，促进剂，消泡剂水点抑制剂、铜无黄烟抛光剂，清管剂

磷化膜质量分析

磷化（Ⅵ）——质量控制及检测方法磷化后的工件，根据其用途，对其质量指标进行分项检验。主要质量控制指标，包括磷化膜外观、磷化膜厚度或膜重、磷化膜或后处理以后的耐蚀性三大共性指标。根据磷化用途有时还要检测：磷化与漆膜配套性、磷化膜硬度、摩擦系数、抗擦伤性等指标。关于磷化的三共性指标，可参照如下标准及方法。磷化膜外观：采用目测法，相关标准GB 11376-89《金属的磷酸盐转化膜》和GB 6807-86《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》。磷化膜厚度或膜重：膜厚度测量采用GB 6462《金属的氧化覆盖层横断面厚度显微镜测量法》，也可采用测厚仪，按照GB 4956《磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量磁性方法》或GB 4957《非磁性金属基体上非导电覆盖层测量涡流方法》。膜重测量采用重量法，可依照GB 6807《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》或GB 9792《金属材料上的转化膜单位面积上膜层质量的测定》。耐蚀性：检测磷化膜本身的耐蚀性可采用硫酸铜点滴法，氯化钠盐水浸泡法和盐雾试验法。点滴法和盐水浸泡法可依照GB 6807-86《钢铁件涂漆前磷化处理技术条件》，磷化膜经过后处理如涂油，涂蜡，涂漆后一般进行盐雾试验检验。盐雾试验可依照GB 1771-79《漆膜耐盐雾测定法》或GB 6458《金属覆盖层中性盐雾性试验》。 1 涂漆前打底用磷化用于漆前打底的磷化处理，其主要目的是提高漆膜的附着力和涂层系统的耐蚀性，因此重点在于与漆膜的配合性能方面。一般对磷化质量检测指标包括膜外观、膜厚度和与漆膜配套后的性能。膜外观应为均匀细密完整的磷化膜，对轻铁系磷化，其外观应为均匀细密完整的磷化膜，对轻铁系磷化，其外观应为完整的红蓝彩色膜。磷化膜不宜过厚，一般膜重应小于7.5g/m2,最佳为1.5～3.0g/m2，对于轻铁系磷化膜重0.5～1.0g/m2为宜，过厚和粗糙的磷化膜是不利涂漆的。耐蚀性指标包括磷化膜本身的耐蚀性和涂漆前不应出现泛黄生锈现象。磷化与漆配合后的耐蚀性是最为重要的，它体现了磷化膜与漆协同后的整体耐蚀能力。磷化膜与涂漆配合后除检测耐蚀性外，一般还需测定其漆膜的机械物理性能，如：附着力、冲击强度、抗弯能力（柔韧性）等。涂漆前打底用磷化的质量指标及检测方法一般应参照国家标准GB 6807-86《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》，该标准对磷化膜的各项质量指标及检测评价方法都有较详细的规定，其主要内容如下：（1）磷化膜外观应为结晶致密、连续均匀的浅灰到深灰色膜，对于轻铁系磷化应为连续彩色膜。允许出现下述缺陷；轻微的水迹，铬酸盐痕迹、轻微挂灰现象，由于热处理焊接及加工等表面状态不同造成的磷化膜缺陷。对于下述则是不允许出现的缺陷：磷化膜出现泛黄生锈、磷化膜疏松、磷化露底局部无膜，严重挂灰。（2）涂漆用磷化膜重应低于7.5克/m2。（3）磷化膜的耐蚀性采用盐水浸泡法，磷化工件在3%NaCl水溶液中，在15～25℃温度下，浸泡1h不应出现锈蚀。磷化与漆膜配合后的耐蚀性检测是将磷化工件涂覆25～35μm的A04-9白氨基漆，划痕后进行盐雾试验（按GB 1771-79）经24h盐雾试验（铁系磷化是8h盐雾试验）漆膜应无起泡、生锈、脱落现象。

影响磷化膜质量地因素

影响质量的因素 1、前言现代工业的迅速发展，市场对涂装要求急剧增加，涂装行业将会得到更快的发展，而涂装质量的好坏在一定程度取决于涂装前处理技术的高低，而磷化又是涂装前处理的关键，磷化膜的性能好坏直接关系到涂装质量的优劣，因此我们需要详细地了解影响磷化膜质量的因素。 2、影响磷化膜质量的因素 . 总酸度（TA） TA是反映磷化槽浓度的一项指标，是指槽液中配合酸（HSO42-）和FA浓度的总和。控制TA的目的在于保持磷化槽液中成膜离子的浓度在规定的工艺范围内。TA过高，磷化膜生成困难，磷化膜结晶粗燥，耐腐蚀性差。游离酸度（FA） FA是指槽液中游离酸度H+浓度。FA促使工件溶解产生晶核，使生成磷化膜容易。控制FA的目的在于控制槽液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须范围内。FA过高，反映加快。工件与槽液界面的离子浓度被破坏，届面PH值过低，造成成膜困难，成膜时间延长，结晶粗大多孔。耐腐蚀性低。FA过低，工件腐蚀缓慢，界面PH值升高，磷化膜薄甚至难以形成，膜成表面易产生浮粉（Zn(PO4) 2沉淀），磷化液易产生异常沉淀，导致Zn2+含量急剧降低。. 磷化温度

磷化温度是形成磷化膜的一个关键因素，适当的提高温度不仅可以激活能量低的点形成“活化中心”使晶核数目增多，结晶速度提高，成膜速度加快，同时可以在枝晶上产生新的结晶，结晶密度提高，形成完整结晶的磷化膜，但温度过高，反映速度太快，膜层晶核粗大，孔隙较大，槽液稳定性差，易浑浊，形成含渣的超重灰磷化膜，耐腐蚀性低。当温度过低，由于磷化是吸热反应，当所需的热量得不到足够补偿时，成膜速度缓慢，甚至磷化反映难以进行，在家和摩配行业磷化中，多以低温和常温磷化磷化为主。由于温度低，反映相应减慢，因此必须通过其他途径来调节槽液的酸比，促进剂含量，浓度来补偿温度低而对磷化速度的影响，为满足批量生产，加你最好采用低温磷化为宜。 . 磷化时间不同的磷化液，具有不同的磷化时间要求，随着磷化时间的不同，所获得磷化膜的外观，厚度，耐腐蚀性也不同，磷化时间与膜重不成线形关系，根据不同的板材来确定磷化时间，以获得理想的确凿磷化膜。时间过短，成膜不足，磷化膜不连接，不致密，耐腐蚀性差。时间过长，结晶可能在已形成的磷化膜上生长，对磷化膜增长无多大的意义，无所谓消耗槽液。一般来说，温度高，磷化时间短，反之，时间延长。酸比（AR）所谓AR就是指磷化槽液中TA与FA的比值。不同的磷化槽液其AR不同，一般说，AR越高，磷化膜越细越薄，但AR过高不易

磷化膜质量评定项目与方法

磷化前处理技术在实际生产中的应用一、磷化膜质量评定项目与方法 1、外观目视法好的磷化膜外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰。锌系磷化膜为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜。而铝及铝合金则为无色或彩色铝皮膜。 2、微观结构显微镜法以金相显微镜或电子显微镜将磷化膜放大到100~1000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排部情况。结晶形状以柱状晶为好。结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排部越均匀，孔隙率越小越好。 3、厚度（或重量法）测定法对于钢板的磷化膜方法是将磷化板浸在75度，质量分数喂%的铬酸溶液中（10~15）min以去除磷化膜，然后除去膜层前后的重量差求的膜重。 3、腐蚀性能测定法最常用的是硫酸铜点滴实验法。现在常与下道工序进行后根据用户要求进行盐雾试验、耐温热试验或循环周期试验等。 4、抗冲击试验常常是进行涂装后一起测定，当用49N•cm 对涂装后的磷化板进行冲击试验时，当冲击后的样板的反面冲击点不产生放射性裂纹时，即可确定该磷化膜的质量较好。 5、二次附着力测定磷化膜涂装后测定的附着力为一次附着力。在一定条件下进行耐温水实验后测定的附着力称为二次附着力。一般是在耐水试验后的样板上用划格法作附着力的测定，以胶带剥离后观察涂膜脱落等级，一般均为平行比较实验。 6、磷化膜孔隙率的测定取14%的NaCL和3%的铁氰化钾溶液，表面活性剂的质量分数为0.1%的蒸馏水溶液，保存在褐色瓶中24小时，用滤纸过滤。使用时将滤纸切成长、宽均为 2.5厘米的纸片，用塑料镊子将纸片浸入上述溶液中，提出滴净多余试液，将他覆盖在戴测的磷化膜表面，

经过一段时间（1分钟）后将试纸拿掉，观察膜层表面，有兰色斑点处表示有孔隙部分。 6、磷化膜的耐碱性比较磷化膜在浸碱液0.1mol/L的氢氧化钠，25度，5分钟前后的质量差，可以得到磷化膜在碱液中的溶解量。 7、磷化膜的耐酸性比较磷化膜在PH值位为2的酸液中的溶解量来评价磷化膜的耐酸性。 8、磷化膜P比 P比最初定义为P/(P+H),其中P为磷酸二锌铁，H为磷酸锌，因此P比的高低表示磷化膜中磷酸二锌铁所占比率的高低。P比高的磷化膜其结晶水不易失水，也不易复水，其耐蚀性比低P比的磷化膜好。 3、影响磷化的因素影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺（含设备）管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。二、磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，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。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、

前处理对磷化的影响因素

前处理对磷化的影响因素深圳雷邦磷化液工程部编辑摘要：影响磷化膜质量有许多因素，往往存在于磷化的工艺及其管理过程之中，如工艺流程设计是否合理、设备是否符合要求、工艺管理是否科学、设备管理及维护等。磷化处理工序是在经过清洗除油、除锈的洁净表面上进行的。磷化前处理的具体要求，依据国家标准GB/T 11376---1997“金属的磷酸盐转化膜”，主要内容如下。磷化前，应采用特定磷化工艺的一种或几种方法的组合除去待磷化表面上的结垢、锈、油脂、指印和外来物质，即要采用不产生粗晶粒结构的方法。为避免形成粗结晶的磷化膜或单位面积质量过大的膜，应尽可能少用或不用强酸、强碱清洗。若工件磷化前的状态要求这样的清洗，则应采用中和漂洗。处理过的工件应在冷水或热水中充分清洗，除掉残渣，否则一旦残液带人磷化槽中将破坏槽液质量，并直接影响磷化效果。在采用酸洗的情况下，必须在含润湿剂或缓蚀剂的酸洗液中酸洗后，紧接着浸人不含润湿剂或缓蚀剂的酸液或适当碱液中除去吸附膜层。脱脂后的工件，不应含有油脂、乳浊液等污物，其表面应能被水完全润湿。酸洗后的工件，不应有目视可见的氧化物、锈及过腐蚀现象，其表面应色泽均匀。喷抛丸清理后的工件，不应有漏喷、磨料附着、锈蚀及油污，其表面应露出金属本色。 1. 脱脂的影响优质的磷化膜只有在油污去除彻底的工件表面上才能形成。油污如残留在工件表面，不仅会严重阻碍磷化膜的生长，而且还会影响涂膜的附着力、干燥性能和耐蚀性能。碱液除油、溶剂蒸气除油和表面活性剂除油等都可以与磷化工艺配套，但应用得最为广泛的还是碱液除油。碱液除油中，强碱脱脂往往含有不易清洗的硅酸盐和氢氧化钠等成分，不易被水漂洗干净，易污染磷化槽液，增加磷化沉渣，不仅延长磷化时间，形成的磷化膜质量也不佳。所以一般使用低温或常温条件下易于清洗的中性脱脂剂、弱碱性脱脂剂和微酸性脱脂剂。 2.除锈的影响磷化膜是不能在锈层或氧化皮上生长的，彻底除锈是磷化工艺的必要条件。在各种除锈方法中，由于酸洗可实现流水线生产，应用较多。但强酸除锈会破坏工件表面的晶粒，而且形成酸雾。一般采用除锈速度快、酸雾少、对设备腐蚀性小的复合型酸洗溶液。而且要控制酸洗除锈的时间，防止过腐蚀。酸洗时常采用缓蚀剂，以防止工件表面过腐蚀。但如果采用若丁做缓蚀剂，因易吸附在工件表面，对磷化反应有抑制作用，不利于磷化膜的形成，因而不选用若丁。酸洗溶液中若含砷，酸洗后工件表面黑白不均，白色部分较难磷化。用塔室法和铅室法生产的硫酸常含有砷，当使用含砷硫酸酸洗时，可加人0.1- 0. 2g/L硫代硫酸钠将砷沉淀除去。当用磷酸锌溶液磷化时，工件最好采用机械法除锈。若采用酸洗除锈时，磷化前应进行表面调整，以获得良好的磷化效果。用磷酸锌钙系作磷化处理液时，则最好不用机械法除锈，而采用磷酸酸洗除锈，磷化前不必进行表面调整。 3.水洗的影响脱脂后的水洗和除锈后的水洗，需要引起足够的重视，特别是对那些易于在中温或高温条件下清洗，而在低温和常温条件下难以清洗彻底的成分。例如，经含表面活性剂的碱性脱脂剂处理后的工件表面，所附着的某些非离子表面活性剂，尤其以OP-10为代表的非离子表面活性剂在低温和常温下极难清洗。还有，经强碱或强酸化学除锈后的工件表面，易附

磷化膜的性能检测

磷化膜性能检测外观外观检测主要指颜色与结晶状态。磷化膜干燥后按Q/XG217-89标准检测。对涂装磷化膜而言，颜色允许变化范围大，无严格规定。其中灰色磷化膜在浅灰-深灰一灰黑范围内变化，取决槽液成分及钢铁种类；彩色磷化膜在纯蓝一金黄一彩虹范围内变化，取决槽液成分、磷化时间、水洗条件(热水与冷水)、干燥条件(水洗干燥与不水洗干燥)等，通常认为金黄色磷化膜的耐蚀性最佳;铬磷化膜在浅绿色一深湖绿色范围内变化。功能磷化膜除黑色外，均无颜色要求，其中黑色磷化膜在浅黑色一深黑色一纯黑色范围内变化，取决于钢材品种(含碳量与合金元素)、预处理方法、槽液成分(发黑剂为主)、工作条件、油封处理等。只能通过试验，确定黑度范围。目前国内能真正达到纯黑色的磷化剂不多见(借助磷化前预黑化的除外)。磷化膜结晶视磷化工艺不同而异。涂装磷化膜结晶细致均匀;功能磷化膜结晶较粗糙。允许磷化缺陷:轻微的水迹、钝化痕迹、擦白及挂灰(只允许涂装磷化膜轻微挂灰，涂装前需擦净);由于热处理、焊接以及表面机加工状态的不同而造成颜色和结晶不均匀;在焊缝处无磷化膜。不允许缺陷:疏松的磷化膜层;有锈蚀和绿斑;局部无磷化膜;表面严重挂灰。膜重涂装磷化膜膜重1-5g/m2(其中静电喷涂和电泳漆的磷化膜重1.2-2. 5g/rn2 最佳)；功能磷化膜膜重≥6.5g/m2膜重按Q/XG217-89标准检测。测试方法是将25一400cm2干燥的磷化膜样板在天平上称量(精度士0.lmg)，然后在化学退膜溶液中退除膜、水洗、干燥后称重，从第二次差值中即可算出磷化膜单位质量，允许误差士3%。W=p1-p2/s*10 式中，W为磷化膜单位质量，g/m2；p1为磷化后试样重，Mg；p2为退膜后试样重，mg；S为磷化试样的总面积，cm2。取三块试样的平均值为膜重。所用试样的面积可根据磷化膜单位质量选择。膜重小于lg/m的试样，总面积不应小于300cm2；膜重1-log/m2的试样总面积不应小于200cm2。在钢铁基体上的

磷化膜组成及性质

磷化膜组成及性质分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/ g/m2 锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-60 锌钙系 Zn(H2PO4)2和 Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-15 锰系 Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁灰→深灰 1-60 锰锌系 Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰 1-60 铁系 Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色 5-10 2.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大部分为磷酸锌，小部分为磷酸氢铁。锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。 3、性质（1）耐蚀性

在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。在200-300℃时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450℃时膜层的耐蚀性显著下降。（2）特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。磷化工艺流程预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理(如电泳或粉末涂装) 影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。 2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶致密。游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。

游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。 3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。总酸度过低，膜层疏松粗糙。 4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH﹥3时，共件表面易生成粉末。当PH‹1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。 5、溶液中离子浓度 ①溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。 ②Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。磷化后处理目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。

如何提高磷化膜质量

提高磷化膜质量的方法加强前处理强酸、强碱处理对于磷化往往是有害的(但并非在任何情况下)，特别对涂装前的磷化。因此，在必须酸洗时，最好采用弱酸，并要进行适当的表面调整。前处理方法可分为机械、化学和机械化学三大类。机械方法: 喷砂、喷丸、擦、刷、干湿研磨、砂滚磨等。机械化学方法: 喷淋活化清洗。化学方法: 化学+表面调整一较铁更惰的金属盐(磷酸钛或锆盐，稀硫酸镍溶液，稀硫酸铜溶液，稀磷酸二氢锰溶液，稀草酸溶液)。脱脂活化—在弱酸清洗剂中加人表面调整剂。乳化液清洗—煤油乳化剂擦油污等。不过，在现实生产中，有些方法很少采用，如喷砂、喷丸、擦、刷、干湿研磨、煤油乳化剂擦油污等。最常用的是化学清洗十表面调整、喷淋清洗+表面调整等。为了有效提高磷化膜质量，机械刷洗除油污与表面调整相结合对于复杂件是有效的。事实证明，经有效地擦或刷清理的冷轧钢板可在含表面活性剂的磷化液中直接磷化而不需要再进行清洗加表面调整，而且效果良好，对涂装特别有利。在酸性或强碱溶液中再处理，机械活化的作用完全消失。优化磷化剂配方涂装前的磷化，目前大量采用锌系磷化，当磷化温度高又不作适当的前处理时，形成的膜较厚且粗，用作润滑、冷加工等非常好，但作为漆膜层则不利，因为不仅要消耗大量的油漆，而且光泽度降低。特别在受到弯曲、冲击等变形情况下，很低的塑性，导致磷化膜破裂，使漆膜的结合力丧失。因此为得到细而薄的磷化膜除加强前处理外，改进磷化液成分也是非常重要的，大体有以下几种方法 (1)降低Zn2+浓度提高PO4.3-与Zn2+比例。常说的低锌磷化就是这种，主要成分为Zn2+浓度0. 5gg/L- 1. 5g/L, PO4.3-: 5g/L- 30g/L。采用喷淋时，一般都可得到1g/m2一2.0g/m2的膜，但浸渍膜在2.0g/m2一一4 .5g/m2。(2)加人阳离子细化剂。最好的阳离子细化剂是Ca2+，这就是常说的锌钙系磷化。即使是用强酸、强碱处理的工件在锌钙系磷化，结晶也不会变粗。锌钙系磷化的正常温度是65℃一70℃，当Ca2+·与Zn2+总量大于等于0.2mol/L，钙离子和锌离子之比=28:1-58:1;总磷酸盐：硝酸盐=0.81:1—2.8:1；NO2, 0.13g/L一0。33g/L; TA:FA=8:1一40:1时，可以在21℃– 49℃的温度下工作。虽然钙是一种很好的细化剂，但由于有内在不可克服的缺点，国外用钙作细化剂的磷化液用于涂装的并不多。为了提高磷化膜的防护性，常常加入少量比铁更惰的金属阳离子，如Ni2+、Co2+、Mn2+ 等。 (3)加入聚磷酸盐或其他盐类。聚磷酸盐，如焦磷酸盐、三聚磷酸盐、四聚及六聚磷酸盐的加人都有利于降低磷化膜厚度、减少结晶尺寸。在有亚硝酸钠作加速剂的磷化槽中，加人少量焦磷酸钠，可使磷化膜重降低50%，还可使化学成分的消耗和泥渣体积分别降低24%和22%。