金属表面在除油、除锈后,为了防止重新生锈,通常要进行化学处理,使金属表面生成一层保护膜,该膜通常只有几微米,主要起增强涂层和底材附着力的作用,较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中,磷化是化学处理的中心环节,是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法,在工业上应用很广。
金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后,在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜,以磷酸锌为例,在氧化剂的存在下,所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5%),膜厚通常为0.1—50μm。
关于磷化工艺,我国和国际上都有相应的标准体系,可参照执行:
GB/T11376—1997 金属的磷酸盐转化膜
GB/T6807—2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件
GB/T12612—1990 多功能钢铁表面处理液通用技术条件
ISO 9717—1990 (E)金属的磷酸盐转化膜——确定要求的方法
ISOl0546—1993 (E)化学转化膜——铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜
DIN 50942—1973 金属的磷化处理 方法原理、缩写符号和检验方法
ANSI/ASTM/AMS 2480C 涂漆基体磷化处理
2、磷化的作用
磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上,既可当作最终精饰层,也可作为其他覆盖层的中间层,其作用主要有以下方面。
2.1 提高耐蚀性 磷化膜虽然薄,但由于它是一层非金属的不导电隔离层,能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体,抑制金属工件表面微电他的形成,进而有效阻止涂膜的腐蚀。表1列出了磷化膜对金属耐蚀性能的影响。
表-1 不同膜层保护钢的试样经盐水浸泡的耐蚀性能
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保 护 膜
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在3%NaCl溶液中首先出现腐蚀的时间/h
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无覆膜
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0.1
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磷化膜
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1
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镀镍
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10~13
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镀铬
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23~24
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磷化膜加石蜡
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60
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两层烤漆
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70
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磷化膜加一层烤漆
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500h试验无腐蚀
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长效防腐涂料
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1000h试验无腐蚀
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磷化膜加长效防腐涂料
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>2000h试验无腐蚀
2.2提高基体与涂层间或其他有机精饰层间的附着力 磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构。其间没有明显界限。磷化膜具有的多孔性,使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中,与磷化膜紧密结合,从而使附着力提高。
2.3提供清洁表面 磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长,因此,经过磷化处理的金属工件,可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。
2.4改善材料的冷加工性能,如拉丝、拉管、挤压等。
2.5改进表面摩擦性能,以促进其滑动。
3、磷化的分类
磷化处理分类方法较多,工业上较为常用的有以下几种。
3.1按磷化膜种类分
可把磷化分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。
各种磷化膜的特点见表2。
表-2 磷化膜分类及特征
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磷化膜类别
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磷化膜基本成分
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铁基体单位面积膜层(g/m2)
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结晶类型
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锌系
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Zn2Fe(PO4)·4H2O
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1~40
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定型晶结构,树枝状、针状、空隙较多
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Zn3(PO4)2·4H2O
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锌钙系
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Zn2Ca(PO4)2·4H2O
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1~15
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紧密颗粒状,有时有大的针状颗粒,空隙较少
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Zn2Fe(PO4)2·4H2O
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Zn3(PO4)2·4H2O
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锌锰系
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Zn2Fe(PO4)2·4H2O
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1~40
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颗粒-树枝-针状混合晶型,空隙较少
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Zn3(PO4)2·4H2O
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(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O
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锰系
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(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O
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1~40
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密集颗粒状,空隙少
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Mn3(PO4)2·3H2O
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酸式磷酸铁锰
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铁系
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Fe5H2(PO4)4·4H2O
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5~20
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颗粒状,空隙较多
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非晶相铁系
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Fe3H2(PO4)2·8H2O
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2.5~1.5
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膜薄,结构呈非晶相平面分布
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Fe2O3
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FePO4
3.2按磷化膜质量分类
实际应用中,一般根据单位面积膜层质量(g/m2), 衡量,可分为重量级、次重量级、轻量级、次轻量级四种。其作用见表4。通常膜薄附着力好,而膜厚耐蚀性好,涂装前处理所需膜层为0.5~7.5g/m2,一般锌系磷化膜控制在1~4.5g/m2,铁系磷化膜控制在0.2~1g/m2,与阴极电泳或粉末涂料配套时磷化膜控制在1~3g/m2。
表-3 磷化膜质量与用途的关系
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质量分类
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膜质量/(g/m2)
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膜主要成分
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用途
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次轻量级
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0.2~1
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磷酸铁、磷酸钙等
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用于变形大的工件作底层
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轻量级
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1.1~4.5
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磷酸锌等
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作通用底层
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次重量级
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4.6~7.5
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磷酸锌等
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用于基本不变形的工件作底层
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重量级
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>7.5
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磷酸锌、磷酸锰等
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作防锈用,不作底层
3.3按磷化处理温度分类
(1)高温磷化 磷化处理温度为80~90℃。优点是配方成份简单,磷化速度快,磷化膜的耐蚀性、硬度及耐热性能较高。缺点是槽液温度高、耗能大、蒸发量大、沉渣多,成本高,形成磷化膜较厚且粗糙,一般不作涂装前的磷化。
(2)中温磷化 磷化处理温度为60~75℃。优点是磷化速度较快,磷化结晶较细,耐蚀性能好,但磷化膜仍较厚,涂装后涂膜的光泽不好,一般适用于耐蚀性防护层及喷、刷漆的底层,但不适用于电泳及静电粉末喷涂的底层。
(3)低温磷化 磷化处理温度为35~55℃。低温磷化成膜动力主要依赖配方中的促进剂等物质,形成的磷化膜薄而致密,平整光滑,槽液稳定,沉渣较少,能耗小,维护简便,使用综合成本低,是目前国内外涂装底层处理的主要技术。
(4)常温磷化 常温状态下,不加温的磷化工艺。磷化成膜的动力完全依赖于配方中的促进剂成分。节能,减少设备投资,是新的发展趋势,但磷化速度较侵,对大批量产品不适用。磷化配方复杂,槽液维护调整难度较大,槽液浓度较高,但综合成本较低,是发展方向。
3.4按磷化处理工艺分类
磷化工艺主要有浸渍法、喷淋法和涂刷法,其作用和特点如表4所示。
表-4 各种磷化方法的特点
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特点
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浸渍法
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喷淋法
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涂刷法
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膜厚
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可获得各种厚度的膜层
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能获得中等和薄的膜层
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能获得中等和薄的膜层
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用途
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各种用途
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涂料底层或工序间防蚀
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涂料底层或工序间防蚀
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适应性
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中小型各种形状的工件
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大型工件
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中小型工件
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生产规模
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小批量
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大批量
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大批量
摘要:
园钢重量(公斤)=0.00617×直径×直径×长度
方钢重量(公斤)=0.00785×边宽×边宽×长度
六角钢重量(公斤)=0.0068×对边宽×对边宽×长度
八角钢重量(公斤)=0.0065×对边宽×对边宽×长度
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摘要:
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热爱生命
我不去想是否能够成功
既然选择了远方
便只顾风雨兼程
我不去想能否赢得爱情
既然钟情于玫瑰
就勇敢地吐露真诚
我不去想身后会不会袭来寒风冷雨
既然目标是地平线
留给世界的只能是背影
我不去想未来是平坦还是泥泞
只要热爱生命
一切,都在意料之中
剪不断的情愫
...
摘要:
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一些国家感到不平了...
摘要:
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摘要:
为何人民币越值钱猪肉却越贵?
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一、素养
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提出者:美国 管理学家蓝斯登。
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