? ? ?金屬表面在除油、除銹后，為了防止重新生銹，通常要進行化學處理，使金屬表面生成一層保護膜，該膜通常只有幾微米，主要起增強涂層和底材附著力的作用，較厚的膜層還能增強防銹性能。常用的表面化學轉化方法有氧化、磷化、鈍化三種。其中，磷化是化學處理的中心環節，是一種大幅度提高金屬工件耐腐蝕能力的簡單可靠、費用較低、操作簡便的工藝方法，在工業上應用很廣。?
? ? ??1?與磷化工藝相關的標準?
? ? ??金屬(主要指鋼鐵)經含有鋅(Zn)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鐵(Fe)等磷酸鹽的溶液處理后，在基底金屬表面形成一種不溶性磷酸鹽膜，此種過程稱為磷化。磷化使金屬表面形成一層附著良好的保護膜，以磷酸鋅為例，在氧化劑的存在下，所生成的磷化膜為Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的結晶體。該磷化膜閃爍有光、灰色多孔(空隙率為表面積的0.5%～1.5%)，膜厚通常為0.1～50μm。
? ? ??關于磷化工藝，我國和國際上都有相應的標準體系，可參照執行：?
? ? ?GB/T11376-1997金屬的磷酸鹽轉化膜?
? ? ?GB/T6807-2001鋼鐵工件涂裝前磷化處理技術條件?
? ? ?GB/T12612-1990多功能鋼鐵表面處理液通用技術條件?
? ? ?ISO9717-1990(E)金屬的磷酸鹽轉化膜-確定要求的方法?
? ? ?ISOl0546-1993(E)化學轉化膜-鋁及鋁合金上的漂洗和不漂洗鉻酸鹽轉化膜?
? ? ?DIN50942-1973金屬的磷化處理 方法原理、縮寫符號和檢驗方法?
? ? ?ANSI/ASTM/AMS2480C 涂漆基體磷化處理?
? ? ??2?磷化的作用?
? ? ??磷酸鹽轉化膜應用于鐵、鋁、鋅、鎘及其合金上，既可當作最終精飾層，也可作為其他覆蓋層的中間層，其作用主要有以下方面。
? ? ??2.1?提高耐蝕性?
? ? ??磷化膜雖然薄，但由于它是一層非金屬的不導電隔離層，能使金屬工件表面的優良導體轉變為不良導體，抑制金屬工件表面微電他的形成，進而有效阻止涂膜的腐蝕。表1列出了磷化膜對金屬耐蝕性能的影響。
? ? ??表1不同膜層保護鋼的試樣經鹽水浸泡的耐蝕性能?
? ? ?保 護 膜 在3%NaCl溶液中首先出現腐蝕的時間/H
? ? ?無覆膜
? ? ?磷化膜
? ? ?鍍鎳
? ? ?鍍鉻
? ? ?磷化膜加石蠟
? ? ?兩層烤漆
? ? ?磷化膜加一層烤漆
? ? ?長效防腐涂料
? ? ?磷化膜加長效防腐涂料0.1
? ? ?1
? ? ?10～13
? ? ?23～24
? ? ?60
? ? ?70
? ? ?500h試驗無腐蝕
? ? ?1000h試驗無腐蝕
? ? ?2000h試驗無腐蝕?
? ? ??2.2?提高基體與涂層間或其他有機精飾層間的附著力?
? ? ??磷化膜與金屬工件是一個結合緊密的整體結構。其間沒有明顯界限。磷化膜具有的多孔性，使封閉劑、涂料等可以滲透到這些孔隙之中，與磷化膜緊密結合，從而使附著力提高。
? ? ??2.3?提供清潔表面?
? ? ??磷化膜只有在無油污和無銹層的金屬工件表面才能生長，因此，經過磷化處理的金屬工件，可以提供清潔、均勻、無油脂和無銹蝕的表面。
? ? ??2.4?改善材料的冷加工性能，如拉絲、拉管、擠壓等。
? ? ??2.5?改進表面摩擦性能，以促進其滑動。
? ? ??3?磷化的分類?
? ? ??磷化處理分類方法較多，工業上較為常用的有以下幾種。
? ? ??3.1?按磷化膜種類分?
? ? ?可把磷化分為鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。
? ? ?各種磷化膜的特點見表2。
? ? ?表2?磷化膜分類及特征?
? ? ?磷化膜類別 磷化膜基本成分 鐵基體單位面積膜層（g/m2）結晶類型?
? ? ?鋅系Zn2Fe(PO4)·4H2OZn3(PO4)2·4H2O1～40定型晶結構，樹枝狀、針狀、空隙較多?
? ? ?鋅鈣系Zn2Ca(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O1～15 緊密顆粒狀，有時有大的針狀顆粒，空隙較少?
? ? ?鋅錳系Zn2Fe(PO4)2·4H2O?Zn3(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)?5H2(PO4)4·4H2O1～40顆粒-樹枝-針狀混合晶型，空隙較少?
? ? ?錳系(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O?Mn3(PO4)2·3H2O酸式磷酸鐵錳1～40密集顆粒狀，空隙少?
? ? ?鐵系Fe5H2(PO4)4·4H2O5～20顆粒狀，空隙較多?
? ? ?非晶相鐵系Fe3H2(PO4)2·8H2O?Fe2O3?FePO4 2.5～1.5 膜薄，結構呈非晶相平面分布?
? ? ??3.2?按磷化膜質量分類?
? ? ??實際應用中，一般根據單位面積膜層質量（g/m2）衡量，可分為重量級、次重量級、輕量級、次輕量級四種。其作用見表4。通常膜薄附著力好，而膜厚耐蝕性好，涂裝前處理所需膜層為0.5～7.5g/m2，一般鋅系磷化膜控制在1～4.5g/m2，鐵系磷化膜控制在0.2～1g/m2，與陰極電泳或粉末涂料配套時磷化膜控制在1～3g/m2。
? ? ??表3磷化膜質量與用途的關系?
? ? ?質量分類 膜質量/（g/m2）膜主要成分用途?
? ? ?次輕量級
? ? ?輕量級
? ? ?次重量級
? ? ?重量級0.2～1
? ? ?1.1～4.5
? ? ?4.6～7.5
? ? ?＞7.5 磷酸鐵、磷酸鈣等
? ? ??磷酸鋅等
? ? ??磷酸鋅等
? ? ??磷酸鋅、磷酸錳等 用于變形大的工件作底層
? ? ??作通用底層
? ? ??用于基本不變形的工件作底層
? ? ??作防銹用，不作底層?
? ? ?
? ? 3.3?按磷化處理溫度分類?
? ? ??3.3.1?高溫磷化磷化處理溫度為80～90℃。優點是配方成份簡單，磷化速度快，磷化膜的耐蝕性、硬度及耐熱性能較高。缺點是槽液溫度高、耗能大、蒸發量大、沉渣多，成本高，形成磷化膜較厚且粗糙，一般不作涂裝前的磷化。
? ? ??3.3.2?中溫磷化磷化處理溫度為60～75℃。優點是磷化速度較快，磷化結晶較細，耐蝕性能好，但磷化膜仍較厚，涂裝后涂膜的光澤不好，一般適用于耐蝕性防護層及噴、刷漆的底層，但不適用于電泳及靜電粉末噴涂的底層。
? ? ??3.3.3?低溫磷化磷化處理溫度為35～55℃。低溫磷化成膜動力主要依賴配方中的促進劑等物質，形成的磷化膜薄而致密，平整光滑，槽液穩定，沉渣較少，能耗小，維護簡便，使用綜合成本低，是目前國內外涂裝底層處理的主要技術。
? ? ??3.3.4?常溫磷化常溫狀態下，不加溫的磷化工藝。磷化成膜的動力完全依賴于配方中的促進劑成分。節能，減少設備投資，是新的發展趨勢，但磷化速度較侵，對大批量產品不適用。磷化配方復雜，槽液維護調整難度較大，槽液濃度較高，但綜合成本較低，是發展方向。
? ? ??3.4?按磷化處理工藝分類?
? ? ??磷化工藝主要有浸漬法、噴淋法和涂刷法，其作用和特點如表4所示。
? ? ?表4?各種磷化方法的特點?
? ? ?特點
? ? ?浸漬法
? ? ?噴淋法
? ? ?涂刷法
? ? ?膜厚
? ? ?用途
? ? ?適應性
? ? ?生產規模
? ? ?磷化溫度
? ? ?可獲得各種厚度的膜層
? ? ?各種用途
? ? ?中小型各種形狀的工件
? ? ?小批量
? ? ?各種溫度
? ? ?能獲得中等和薄的膜層
? ? ?涂料底層或工序間防蝕
? ? ?大型工件
? ? ?大批量
? ? ?中、低溫
? ? ?能獲得中等和薄的膜層
? ? ?涂料底層或工序間防蝕
? ? ?中小型工件
? ? ?大批量
? ? ?低溫
? ? ??(1)浸漬磷化 適用于處理形狀復雜的工件，沉渣量少，設備維護容易。缺點是磷化時間較長，處理濃度高，膜層結晶粗糙。
? ? ??(2)噴淋磷化 適用于處理幾何形狀較為簡單的板材。由于噴射時的沖擊力和磷化時的化學作用的結合，使噴琳磷化的速度提高，濃度較低，膜層結晶較為細密、均勻。缺點是工件內部部位不易磷化，還易遭受腐蝕，噴淋的沉渣較多，設備投資大，維護困難。
? ? ??(3)涂刷磷化 適用于大型鋼鐵構件的磷化或局部磷化，能獲得中等和較薄的磷化膜，設備投資少，磷化方便。缺點是磷化膜不夠均勻，受人為因素影響較大。
? ? ??其他分類方法還有按磷化促進劑類型分，可分為硝峻鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機氮化物型、鉬酸鹽型等；按磷化后是否水洗分類，分為水洗型磷化液和不水洗型磷化液；按磷化槽液沉渣的多少分類，分為多渣型磷化和低渣型磷化；按促進劑是否單獨補加分類，分為內含促進劑型磷化和促進刑單獨補加型磷化；按磷化液中是否含亞硝酸鹽和鎳鹽分類等。
? ? ??4?磷化膜的標志符號?
? ? ??4.1?磷化膜的標志符號的順序組成?
? ? ??4.1.1?磷化膜類型，按表3所示的縮寫符號表示。
? ? ??4.1.2?磷化膜用途的表示符號?
? ? ??g-減摩；?
? ? ??i-電絕緣；?
? ? ??r-耐腐蝕和增強有機涂層或膠教劑的結合力；?
? ? ??z-冷變形加工潤滑。
? ? ??4.1.3?單位面積上的膜層質量，單位為g/m2，容許誤差為土30%。
? ? ??4.1.4?磷化膜后處理方法的表示符號?
? ? ??a-清漆，涂料或其他高分子材料封閉；?
? ? ??d-無機或有機鹽封閉；?
? ? ??e-染色；?
? ? ??f-浸涂油、脂；?
? ? ??s-皂化；?
? ? ??w-涂蠟。
? ? ??4.2?磷化膜的標志符號實例說明?
? ? ??Znph·r·4·a?
? ? ??Znph-鋅系磷化膜；?
? ? ??r-用于耐腐蝕和增強有機涂層或膠黏劑的結合力；?
? ? ??4-單位面積上的膜層質量為(4土1.2)g/m2；?
? ? ??a-后處理采用的清漆涂料或其他有機涂料。
? ? ??在實際應用中，標志符號的四個部分不一定全部寫出，例如，對不需要進行后處理的工件其標志符號可僅由前三部分表示，如果需方沒有給出單位面積上的膜層質量，則可選用表3或其他相應數值。
? ? ??5?磷化技術的發展?
? ? ??國內磷化技術的研究起步較晚，20世紀80年代中期以后，隨著汽車、電冰箱、洗衣機等家電行業的迅速發展和技術引進工作的加快，磷化技術逐漸被重視和推廣應用。日本、德國、美國等工業發達國家從80年代中期以后，開始在中國設立磷化技術的專業公司，近幾年來得到進一步擴大。國內從事磷化技術的研究院所和企業有：武漢材料保護研究所、兵器工業總公司第五九研究所、廣州電器研究所、第一汽車制造公司、杭州五源科技實業有限公司、成都祥和磷化有限公司等。
? ? ??磷化技術的發展趨勢是向著低溫、低能耗的方向發展；向著低污染、低毒性方向發展；向著低濃度、低成本方向發展。