免費下載
上傳文檔
點贊 0
收藏 0
分享
微信掃一掃分享給朋友
鎂合金與鍍鋅鋼板的無鉻化學處理磷化處理
鎂合金與鍍鋅鋼板上無鉻化學轉化膜處理方法主要有磷酸鹽轉化膜，鉬酸鹽轉化膜，稀土鹽轉化膜，植酸轉化膜，樹脂混合鈍化及磷化等，近年來的主要進展如下：
磷化
磷化作為一種表面化學處理方法，是指將金屬表面與含磷酸鹽的酸性溶液接觸，通過化學與電化學反應形成一種穩定的、不溶性的磷酸鹽化合物膜層的過程，這層膜稱之為磷化膜。磷化是一個復雜的化學反應過程，既存在化學反應又有電化學反應，主要為電化學反應。從磷化液的組成和磷化膜的基本成分來綜合分析一般可認為，磷化膜的形成包括電離、水解、氧化、結晶等至少四步反應過程。當今，各學者比較贊同的觀點是磷化成膜過程主要是由如下4個步聚組成：
(1)酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低：
Fe-2e→Fe2+
2H++2e→H2(1.8)
(2)促進劑(氧化劑)加速：
[O]+[H]→[R]+H2O
Fe2++[O]→Fe3++[R](1.9)
式中[O]為促進劑(氧化劑)，[R]為還原產物，由于促進劑氧化掉第一步反應所產生的氫原子，加快了反應(1.18)的速度，進一步導致金屬表面H+濃度急劇下降。同時也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。
(3)磷酸根的多級離解：
H3PO4→H2PO4-+H+
HPO42-+2H+→PO43-+3H+(1.10)
由于金屬表面的H+濃度急劇下降，導致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終為PO43-。
(4)磷酸鹽沉淀結晶成為磷化膜：
當金屬表面離解出的PO43-與溶液中(金屬界面)的金屬離子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)達到溶度積常數Ksp時，就會形成磷酸鹽沉淀
Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓(1.11)
3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓(1.12)
磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續長大成為磷化晶粒，無數個晶粒緊密堆集形而上學成磷化膜。
磷酸鹽沉淀的副反應將形成磷化沉渣
Fe3++PO43-=FePO4(1.13)
從以上機理可以看出：適當的氧化劑可提高反應(1.11)的速度；較低的H+濃度可使磷酸根離解反應；(1.10)的離解平衡更易向右移動離解出PO43-；金屬表面如存在活性點面結合時，可使沉淀反應(1.11，1.12)不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產生取決于反應(1.10)與反應(1.11)，溶液H+濃度高，促進劑強均使沉渣增多。
相應，在實際磷化配方與工藝實施中表面為：適當較強的促進劑(氧化劑)；較高的酸比(相對較低的游離酸，即H+濃度)；使金屬表面調整到具備活性點均能提高磷化反應速度，能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設計時一般遵循上述機理，選擇強促進劑、高酸比、表面調整工序等。
王紹明等研究出一種用于鍍鋅鋼板的磷化工藝。其工藝配方為Zn2+1.0g/L，PO43-14.0g/L，Ni2+0.3g/L，Mn2+2.0g/L，SiF62-1.0g/L，NO2-0.06g/L，NO3-4.0g/L，研究發現氯離子是造成鍍鋅板上磷化膜形成白斑的原因之一，磷化液中氯離子濃度應控制于0.5g/L以下。在鍍鋅板磷化時廣泛采用含鋅、錳、鎳的三元陽離子磷化體系。鎳，錳離子的加入可在鍍鋅板表面形成類似于磷葉石的結構，結晶緊密、更細，所生成的磷化膜有較低的化學活性，與無鎳的磷化相比較，增加了耐堿性和涂層的二次附著力。
鎂合金上磷化處理也有研究，尤其是鋅系磷化，G.Y.Li等探討了AZ91D上鋅系磷化膜的生長過程，發現膜層主要成分是磷酸鋅金屬鋅，反應同時在合金的β和α相同時進行，生成了花狀的磷化膜。為了提高鎂合金磷化的效果，人們關注了磷酸鹽-高錳酸鹽復合轉化膜，高錳酸鉀是一種強氧化劑，還原時可形成溶解度較低的錳的低價氧化物進入膜層。隨時間延長膜層中錳的含量逐漸增加，膜層的顏色也逐漸加深，這可能是由于膜層中形成錳的低價氧化物二氧化錳所致。KwoZongChong等研究了鎂和各種鎂合金上的磷酸鹽-高錳酸鹽復合轉化膜，發現膜層主要成分為磷酸鎂，鎂、鋁和錳的氧化物和氫氧化物，膜層的耐蝕性可以達到鉻化的水平。
磷化
磷化作為一種表面化學處理方法，是指將金屬表面與含磷酸鹽的酸性溶液接觸，通過化學與電化學反應形成一種穩定的、不溶性的磷酸鹽化合物膜層的過程，這層膜稱之為磷化膜。磷化是一個復雜的化學反應過程，既存在化學反應又有電化學反應，主要為電化學反應。從磷化液的組成和磷化膜的基本成分來綜合分析一般可認為，磷化膜的形成包括電離、水解、氧化、結晶等至少四步反應過程。當今，各學者比較贊同的觀點是磷化成膜過程主要是由如下4個步聚組成：
(1)酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低：
Fe-2e→Fe2+
2H++2e→H2(1.8)
(2)促進劑(氧化劑)加速：
[O]+[H]→[R]+H2O
Fe2++[O]→Fe3++[R](1.9)
式中[O]為促進劑(氧化劑)，[R]為還原產物，由于促進劑氧化掉第一步反應所產生的氫原子，加快了反應(1.18)的速度，進一步導致金屬表面H+濃度急劇下降。同時也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。
(3)磷酸根的多級離解：
H3PO4→H2PO4-+H+
HPO42-+2H+→PO43-+3H+(1.10)
由于金屬表面的H+濃度急劇下降，導致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終為PO43-。
(4)磷酸鹽沉淀結晶成為磷化膜：
當金屬表面離解出的PO43-與溶液中(金屬界面)的金屬離子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)達到溶度積常數Ksp時，就會形成磷酸鹽沉淀
Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓(1.11)
3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓(1.12)
磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續長大成為磷化晶粒，無數個晶粒緊密堆集形而上學成磷化膜。
磷酸鹽沉淀的副反應將形成磷化沉渣
Fe3++PO43-=FePO4(1.13)
從以上機理可以看出：適當的氧化劑可提高反應(1.11)的速度；較低的H+濃度可使磷酸根離解反應；(1.10)的離解平衡更易向右移動離解出PO43-；金屬表面如存在活性點面結合時，可使沉淀反應(1.11，1.12)不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產生取決于反應(1.10)與反應(1.11)，溶液H+濃度高，促進劑強均使沉渣增多。
相應，在實際磷化配方與工藝實施中表面為：適當較強的促進劑(氧化劑)；較高的酸比(相對較低的游離酸，即H+濃度)；使金屬表面調整到具備活性點均能提高磷化反應速度，能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設計時一般遵循上述機理，選擇強促進劑、高酸比、表面調整工序等。
王紹明等研究出一種用于鍍鋅鋼板的磷化工藝。其工藝配方為Zn2+1.0g/L，PO43-14.0g/L，Ni2+0.3g/L，Mn2+2.0g/L，SiF62-1.0g/L，NO2-0.06g/L，NO3-4.0g/L，研究發現氯離子是造成鍍鋅板上磷化膜形成白斑的原因之一，磷化液中氯離子濃度應控制于0.5g/L以下。在鍍鋅板磷化時廣泛采用含鋅、錳、鎳的三元陽離子磷化體系。鎳，錳離子的加入可在鍍鋅板表面形成類似于磷葉石的結構，結晶緊密、更細，所生成的磷化膜有較低的化學活性，與無鎳的磷化相比較，增加了耐堿性和涂層的二次附著力。
鎂合金上磷化處理也有研究，尤其是鋅系磷化，G.Y.Li等探討了AZ91D上鋅系磷化膜的生長過程，發現膜層主要成分是磷酸鋅金屬鋅，反應同時在合金的β和α相同時進行，生成了花狀的磷化膜。為了提高鎂合金磷化的效果，人們關注了磷酸鹽-高錳酸鹽復合轉化膜，高錳酸鉀是一種強氧化劑，還原時可形成溶解度較低的錳的低價氧化物進入膜層。隨時間延長膜層中錳的含量逐漸增加，膜層的顏色也逐漸加深，這可能是由于膜層中形成錳的低價氧化物二氧化錳所致。KwoZongChong等研究了鎂和各種鎂合金上的磷酸鹽-高錳酸鹽復合轉化膜，發現膜層主要成分為磷酸鎂，鎂、鋁和錳的氧化物和氫氧化物，膜層的耐蝕性可以達到鉻化的水平。
還有剩余內容未讀
@ 盟友2568345689
版權說明:本文檔由用戶提供并上傳，收益歸屬內容提供方，若內容存在侵權，請聯系我們。
聲明：說化有益·表面處理聯盟網資料文庫文檔均為用戶分享上傳，版權歸上傳者所有。文檔內容是行業專業性知識，知識的嚴謹度及實用性極強，因此部分價值極高的文章需要付費查看，用戶可根據實際需求進行已付費文檔下載;付費記錄可在“用戶中心”-“我的訂單”-“我的文庫”內查看。由于知識產權的特殊性，付費成功后不支持退換，用戶應根據自身需求判斷是否需要繼續操作。
我們歡迎各方(自)媒體、機構轉載、引用我們原創內容，但需嚴格注明來源。同時，我們也倡導尊重與保護知識產權，如發現文章內容涉及侵權，請通過在線咨詢進行投訴，我們會在第一時間核實處理。
