磷化渣的形成原理與管控
盟友1256987642
2023-12-27 11:18
磷化過程一般要發生的反應分為三個階段：
①金屬與酸作用引起金屬溶解；
②金屬的溶解導致零件附近溶液中的Ｆｅ２＋含量上升，ｐＨ值上升，使磷酸二氫鹽發生解離；
③不溶性正磷酸鹽在金屬表面沉積形成磷化膜．
１?磷化膜與磷化渣的形成機理磷化處理藥劑的主要組成為各類磷酸鹽，也就是所謂的鋅系磷化、鐵系磷化和錳系磷化等．這些磷酸鹽能溶于水，在氧化劑、催化劑的作用下，磷酸鹽的水溶液與潔凈的金屬表面相接觸時，將發生一系列的反應，磷化過程的總反應方程式如下：?磷化渣的主要成分是ＦｅＰＯ４，但其中也有少量的Ｍｅ３（ＰＯ４）２．磷化膜的主要成分是Ｍｅ３（ＰＯ４）２.４Ｈ２Ｏ，但也有磷酸鐵與黑色的氧化鐵．２?磷化過程中沉淀反應的特性磷化液的沉淀反應一般只在磷化過程中發生，并且大部分沉淀反應發生在金屬機體與磷化液接觸的界面，少部分沉淀反應也在遠離界面的區域發生．在金屬機體與磷化液接觸的界面區域，反應向形成沉淀的方向進行，其表現形式主要有３類：第一類最終在金屬表面以結晶的形式析出而形成磷化膜；第二類由于反應速度快，且沉淀一般表現為無定型，此類沉淀物難以參加成膜而最終以沉渣的形式存在；第三類反應的沉淀一般只在瞬間形成，只要離開界面馬上會被溶解，所以一般不參加成膜，也不會在沉渣中出現．在遠離界面區域發生的沉淀反應，其形成的沉淀均以沉渣的形式存在．3?磷化渣的控制方法和措施磷化渣可分為正常沉渣和非正常沉渣兩種．其中，正常沉渣是指嚴格按照磷化液規定的工藝條件和工藝規程進行磷化時產生的沉渣；非正常磷化是指由于外界條件的影響，從而導致工藝條件發生變化，或由于磷化過程自身消耗導致槽液成分變化的情況下產生的沉渣．我們在民權冰熊冷柜涂裝生產線改造時，針對涂裝成品率低、涂層質量差進行了全工序診斷，并采取多種處理措施進行比較，通過對磷化工段進行改造，磷化工序中磷化沉渣量減少了約５９％，最終涂裝成品率由原７８％提高到９７％，涂層質量也得到了極大的提高．對該項目實踐的總結認為，減少磷化沉渣的產生及控制磷化渣對磷化工藝危害的方法和措施有３個方面．3．１?正確選擇磷化液，切實保證磷化條件正常沉渣是由磷化液自身的特性所決定的，沉渣量基本上與磷化的處理面積成正比．所以要減少正常沉渣，選擇或配置低渣磷化液是減少磷化渣的關鍵．不同的磷化液產生的磷化沉渣數量大不相同，有的中溫磷化液沉渣量可達３０ｇ／ｍ２，而有的低溫低渣磷化液沉渣量只有２～３ｇ／ｍ２．因此我們選擇磷化液時，在滿足磷化質量要求的前提下，盡量選擇沉渣量少的磷化液．大致可以遵循以下規律：中低溫磷化比高溫磷化沉渣量少；浸漬磷化比噴淋磷化的沉渣量少．降低磷化溫度，降低磷化液中的ＰＯ４３－的濃度、減少Ｆｅ３＋的生成，都可以減少磷化液的產生．3．２?設備上采取的措施設備是為工藝服務的．雖然工藝上在磷化溫度、時間等方面對磷化設備都已提出了較高的要求，但要減少磷化渣的產生，還應采取以下措施：①加強磷化液的溫度控制，避免磷化液溫度過高，破壞槽液的平衡而產生大量的沉淀；②加強磷化時間的控制，避免磷化時間過長而增加磷化沉渣；③不能使用蒸汽直接加熱磷化液，也不能采用蒸汽加熱管加熱磷化液，避免磷化液加熱過程中局部過熱而產生大量的沉淀；④在不生產時，避免長時間加熱而增加磷化渣的產生；⑤由于磷化渣是磷化過程的必然產物，在采取以上措施的同時，還可以采用磷化除渣設備，將產生后的磷化渣去除，比如利用高位沉降、斜管斜板沉降等設備，既可以離線又可以在線減少槽液中的磷化渣．3．３?加強磷化液的使用管理磷化液中存在多種電解質的多相離子平衡，只要溫度、游離酸度、總酸度等稍有變化，就有可能導致大量的各種非正常磷化渣產生，因此磷化液的使用管理，在工藝、設備、槽液管理等方面都有嚴格的要求．只有工藝配套完善、設備配置合理、槽液管理細致，才能最大程度地減少非正常磷化沉渣的產生．一般，磷化工藝總是需要除油或除銹等工藝與之配套，只有除油、除銹完全的工件，才能具有良好的磷化效果．所以，除油、除銹對磷化成膜是必需的．如果除油、除銹工藝不完善，除油、除銹中所含有的酸堿離子被帶入磷化液，就可能會對磷化液造成大的污染，并使磷化渣大量產生．禁止酸、堿處理后的工件不經過水洗就直接進入磷化槽．ＯＨ－和Ｈ＋的帶入，會破壞槽液中的離子平衡，最終會導致大量的沉淀出現．因此，自動生產線上的酸堿處理后的工件，一般需經過兩道以上的水洗，每道水洗時間不少于３０ｓ，方可進入磷化槽．非自動生產線上，經過酸堿處理后的工件必須經過一道以上的水洗，才能進入磷化槽．在除油和除銹時使用強堿和強酸時，必須采用相應的中和工序，并水洗之后才能進入磷化槽．工件吊裝時，應避免工件積液，以防止積液部位清洗不凈，并將大量雜質離子帶入磷化槽．在生產線上，磷化之前的最后一道工序應考慮足夠的瀝液時間，以防瀝液不凈而將雜質離子帶入磷化槽．在磷化生產過程中，由于磷化液中有效成分的不斷消耗，磷化液的游離酸度、總酸度等都在不斷地變化，所以需要對磷化液中的有效成分不斷地進行檢測，并不斷地添加．為減少磷化渣的產生，槽液維護應遵循以下原則：①磷化液的檢測和定期定量添加可以保證槽液始終處于正常的生產狀態，以減少非正常沉渣的產生；②磷化液的添加以少量多次為原則。
聲明：說化有益·表面處理聯盟網專業視角欄目旨在免費為同行提供知識共享和儲存，所有文章均由業內專業人士發布(包括轉帖)，文末都會標注作者，版權歸作者所有。文章僅代表作者本人的觀點，本站不保證文章等內容的有效性。
知識互通，攜手共進，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。
您暫未開通PLUS會員，請選擇您的會員套餐
