磷化的概述
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緊固件在含有磷酸鹽的溶液中，經(jīng)過一系列的化學(xué)和電化學(xué)的反應(yīng)，表面上生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜的過程稱為鋼的磷化。磷化后生成的膜的顏色隨著鋼材中碳含量不同而改變。低碳鋼、中碳鋼呈灰白色；高碳鋼及滲碳產(chǎn)品呈黑色。由于這種膜有較多的細(xì)孔，經(jīng)填充，浸油以及涂漆，他在大氣中**具有了較好的抗腐蝕能力、潤滑性能和良好的絕緣性能。
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磷化的分類
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1、按磷化處理溫度分類
（1）高溫型
80—98℃處理時間為10-20分鐘，形成磷化膜厚達(dá)10-30g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（7-8）
優(yōu)點(diǎn)：膜抗蝕力強(qiáng)，結(jié)合力好。
缺點(diǎn)：加溫時間長，溶液揮發(fā)量大，能耗大，磷化沉積多，游離酸度不穩(wěn)定，結(jié)晶粗細(xì)不均勻，已較少應(yīng)用。
（2）中溫型
50-75℃，處理時間5-15分鐘，磷化膜厚度為1-7 g/m2，溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（10-15）
優(yōu)點(diǎn)：游離酸度穩(wěn)定，易掌握，磷化時間短，生產(chǎn)效率高，耐蝕性與高溫磷化膜基本相同，應(yīng)用較多。
（3）低溫型
30-50℃?節(jié)省能源，使用方便。
（4）常溫型
10-40℃?常（低）溫磷化（除加氧化劑外，還加促進(jìn)劑），時間10-40分鐘，溶液游離酸度與總酸度比值為1：（20-30），膜厚為0.2-7g/m2。
優(yōu)點(diǎn)：不需加熱，藥品消耗少，溶液穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：處理時間長，溶液配制較繁。
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值得注意的是，溫度會影響磷化的表面處理，溫度越高，磷化層越厚，結(jié)晶越粗糙；溫度越低，磷化層越薄，結(jié)晶越細(xì)。溫度不宜過高，否則Fe2+易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不穩(wěn)定。
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2、按磷化處理方法分類
（1）化學(xué)磷化
將工件浸入磷化液中，依靠化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)磷化，應(yīng)用廣泛。
（2）電化學(xué)磷化
在磷化液中，工件接正極，鋼鐵接負(fù)極進(jìn)行磷化。
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3、按磷化膜質(zhì)量分類
（1）重量級（厚膜磷化）?膜重7.5 g/m2以上。
（2）次重量級（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。
（3）輕量級（薄膜化膜）膜重1.1-4.5 g/m2。
（4）次輕量級（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。
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4、按施工方法分類
（1）浸漬磷化
適用于高、中、低溫磷化?特點(diǎn)：設(shè)備簡單，僅需加熱槽和相應(yīng)加熱設(shè)備，**用不銹鋼或橡膠襯里的槽子，不銹鋼加熱管道應(yīng)放在槽兩側(cè)。
（2）噴淋磷化
適用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰箱、洗衣機(jī)殼體。特點(diǎn)：處理時間短，成膜反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高，且這種方法獲得的磷化膜結(jié)晶致密、均勻、膜薄、耐蝕性好。
（3）刷涂磷化
上述兩種方法無法實(shí)施時，采用本法，在常溫下操作，易涂刷，可除銹蝕，磷化后工件自然干燥，防銹性能好，但磷化效果不如前兩種。
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5、按磷化液成分分類
（1）鋅系磷化——廣泛應(yīng)用于涂漆錢打底、防腐蝕和冷加工減摩潤滑。
（2）鋅鈣系磷化——應(yīng)用于涂裝前打底及防腐蝕。
（3）鐵系磷化——應(yīng)用于防腐蝕以及冷加工減摩潤滑。
（4）錳系磷化——廣泛應(yīng)用于防腐蝕及冷加工減摩潤滑。
（5）復(fù)合磷化?磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。
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磷化膜的組成
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工藝路線分類
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正常產(chǎn)品工藝
自檢→化學(xué)除油→酸洗→水洗→黑化→水洗→磷化→水洗→封閉→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自檢
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12.9級以及特殊材質(zhì)產(chǎn)品工藝
自檢→拋丸→黑化→水洗→磷化→水洗→封閉→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自檢
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磷化膜質(zhì)量檢驗(yàn)
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- 外觀檢驗(yàn)
肉眼觀察磷化膜應(yīng)是均勻、連續(xù)、致密的晶體結(jié)構(gòu)。表面不應(yīng)有未磷化的殘余空白或繡漬。由于前處理的方法及效果的不同，允許出現(xiàn)色澤不一的磷化膜，但不允許出現(xiàn)褐色。按GB/T 11376-2020中規(guī)定，鋅系、鋅鈣系、錳系磷化膜應(yīng)均勻覆蓋在金屬表面，無白色殘渣、無腐蝕產(chǎn)物或指紋。
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- 耐腐蝕性檢查
(1) 浸入法
將磷化后的樣板浸入3%的氯化鈉溶液中，經(jīng)兩小時后取出，表面無銹漬為合格。出現(xiàn)銹漬時間越長，說明磷化膜的耐蝕性越好。
(2)點(diǎn)滴法
室溫下，將藍(lán)色試劑滴在磷化膜上，觀察其變色時間。磷化膜厚度不同，變色時間不同。厚膜＞5分鐘，中等膜 ＞2分鐘，薄膜＞1分鐘。
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磷化常見故障分析及排除
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一、磷化時間長，不成膜或掉膜
- 零件表面有硬化層——用強(qiáng)腐蝕或拋丸處理
- 硝酸鹽不足，總酸度過高——加水和加磷酸鹽
- 亞鐵含量過低——加亞鐵含量
- 溫度低——提高溫度
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二、磷化膜結(jié)晶粗、多孔
- 游離酸含量過高——調(diào)整溶液
- 硝酸根不足——加硝酸根
- 表面有殘酸——中和、清洗徹底
- 亞鐵含量過高——用雙氧水、調(diào)整
- 零件酸洗過度——控制酸洗時間及其濃度
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三、磷化膜不均勻、發(fā)花
- 除油不凈，溫度低——提高前處理質(zhì)量，控制溫度
- 表面呈鈍化狀態(tài)——拋丸處理
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注：依照GB/T 11376-2020標(biāo)準(zhǔn)，熱處理溫度超過120℃會破壞磷化膜，不推薦磷化后熱處理。
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