定義
磷化是前處理的核心工藝。它是通過鋼闆/鍍鋅層表面與酸性磷酸鹽溶液反應生成一層非金屬的、半導電的多孔磷酸鹽無機轉化膜。
應用
磷化是常用的前處理技術，原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化，有色金屬（如鋁、鋅）件也可應用磷化。
磷化基礎知識
磷化分類
1、按磷化處理溫度分類
（1）高溫型n
80—98℃處理時間為10-20分鐘，形成磷化膜厚達10-30g/m2,溶液遊離酸度與總酸度的比值為1：（7-8）n
優點：膜抗蝕力強，結合力好。n
缺點：加溫時間長，溶液揮發量大，能耗大，磷化沉積多，遊離酸度不穩定，結晶粗細不均勻，已較少應用。n
（2）中溫型n
50-75℃，處理時間5-15分鐘，磷化膜厚度為1-7g/m2，溶液遊離酸度與總酸度的比值為1：（10-15）n
優點：遊離酸度穩定，易掌握，磷化時間短，生産效率高，耐蝕性與高溫磷化膜基本相同，應用較多。n
（3）低溫型n
30-50℃節省能源，使用方便。n
（4）常溫型n
10-40℃常（低）溫磷化（除加氧化劑外，還加促進劑），時間10-40分鐘，溶液遊離酸度與總酸度比值為1：（20-30），膜厚為0.2-7g/m2。n
優點：不需加熱，藥品消耗少，溶液穩定。n
缺點：處理時間長，溶液配制較繁。n
2、按磷化液成分分類
（1）鋅系磷化n
（2）鋅鈣系磷化n
（3）鐵系磷化n
（4）錳系磷化n
（5）複合磷化磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。n
3、按磷化處理方法分類
（1）化學磷化n
将工件浸入磷化液中，依靠化學反應來實現磷化，應用廣泛。n
（2）電化學磷化n
在磷化液中，工件接正極，鋼鐵接負極進行磷化。n
4、按磷化膜質量分類
（1）重量級（厚膜磷化）膜重7.5g/m2以上。n
（2）次重量級（中膜磷化）膜重4.6-7.5g/m2。n
（3）輕量級（薄膜磷化）膜重1.1-4.5g/m2。n
（4）次輕量級（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0g/m2。n
5、按施工方法分類
（1）浸漬磷化n
适用于高、中、低溫磷化特點：設備簡單，僅需加熱槽和相應加熱設備，最好用不鏽鋼或橡膠襯裡的槽子，不鏽鋼加熱管道應放在槽兩側。n
（2）噴淋磷化n
适用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰箱、洗衣機殼體。特點：處理時間短，成膜反應速度快，生産效率高，且這種方法獲得的磷化膜結晶緻密、均勻、膜薄、耐蝕性好。n
（3）刷塗磷化n
上述兩種方法無法實施時，采用本法，在常溫下操作，易塗刷，可除鏽蝕，磷化後工件自然幹燥，防鏽性能好，但磷化效果不如前兩種。n
磷化用途
1、磷化作用
（1）塗裝前磷化的作用n
①增強塗裝膜層（如塗料塗層）與工件間結合力。n
②提高塗裝後工件表面塗層的耐蝕性。n
③提高裝飾性。n
（2）非塗裝磷化的作用n
①提高工件的耐磨性。n
②令工件在機加工過程中具有潤滑性。n
③提高工件的耐蝕性。n
2、磷化用途
鋼鐵磷化主要用于耐蝕防護和油漆用底膜。n
（1）耐蝕防護用磷化膜n
①防護用磷化膜用于鋼鐵件耐蝕防護處理。磷化膜類型可用鋅系、錳系。膜單位面積質量為10-40g/m2。磷化後塗防鏽油、防鏽脂、防鏽蠟等。n
②油漆底層用磷化膜n
增加漆膜與鋼鐵工件附着力及防護性。磷化膜類型可用鋅系或鋅鈣系。磷化膜單位面積質量為0.2-1.0g/m2（用于較大形變鋼鐵件油漆底層）；1-5g/m2（用于一般鋼鐵件油漆底層）；5-10g/m2（用于不發生形變鋼鐵件油漆底層）。n
（2）冷加工潤滑用磷化膜n
鋼絲、焊接鋼管拉拔單位面積上膜重1-10g/m2；精密鋼管拉拔單位面積上膜重4-10g/m2；鋼鐵件冷擠壓成型單位面積上膜重大于10g/m2。n
（3）減摩用磷化膜n
磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對于有較小動配合間隙工件，磷化膜質量為1-3g/m2；對有較大動配合間隙工件（減速箱齒輪），磷化膜質量為5-20g/m2。n
（4）電絕緣用磷化膜n
一般用鋅系磷化。用于電機及變電器中的矽片磷化處理。n
磷化膜性質
1.磷化膜組成
磷化膜為閃爍有光，均勻細緻，灰色多孔且附着力強的結晶，結晶大部分為磷酸鋅，小部分為磷酸氫鐵。鋅鐵比例取決于溶液成分、磷化時間和溫度。n
2.性質
（1）耐蝕性n
在大氣、礦物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蝕性，但在堿、酸、水蒸氣中耐蝕性較差。在200-300℃時仍具有一定的耐蝕性，當溫度達到450℃時膜層的耐蝕性顯著下降。n
（2）特殊性質n
如增加附着力，潤滑性，減摩耐磨作用。n
磷化流程
除油除鏽→水洗→磷化→水洗→磷化後處理。n
影響因素
1、溫度
溫度愈高，磷化層愈厚，結晶愈粗大。n
溫度愈低，磷化層愈薄，結晶愈細。n
但溫度不宜過高，否則Fe2+易被氧化成Fe3+，加大沉澱物量，溶液不穩定。n
2、遊離酸度
遊離酸度指遊離的磷酸。其作用是促使鐵的溶解，已形成較多的晶核，使膜結晶緻密。n
遊離酸度過高，則與鐵作用加快，會大量析出氫，令界面層磷酸鹽不易飽和，導緻晶核形成困難，膜層結構疏松，多孔，耐蝕性下降，令磷化時間延長。n
遊離酸度過低，磷化膜變薄，甚至無膜。n
3、總酸度
總酸度指磷酸鹽、硝酸鹽和酸的總和。總酸度一般以控制在規定範圍上限為好，有利于加速磷化反應，使膜層晶粒細，磷化過程中，總酸度不斷下降，反映緩慢。n
總酸度過高，膜層變薄，可加水稀釋。n
總酸度過低，膜層疏松粗糙。n
4、PH值
錳系磷化液一般控制在2-3之間，當PH﹥3時，工件表面易生成粉末。當PH‹1.5時難以成膜。鐵系一般控制在3-5.5之間。n
5、溶液中離子濃度
①溶液中Fe2+極易氧化成Fe3+，導緻不易成膜。但溶液中Fe2+濃度不能過高，否則，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蝕性及耐熱性下降。n
②Zn2+的影響，當Zn2+濃度過高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；當Zn2+濃度過低，膜層疏松變暗。n磷化後處理n
目的：增加磷化膜的抗蝕性、防鏽性。n
方法：噴塑、噴粉、噴漆、電泳、上防鏽油等。n
磷化渣
1、磷化渣的影響
①磷化中生成的磷化渣，既浪費藥品又加大清渣工作量，處理不好還影響磷化質量，視為不利。n
②磷化中在生成磷化渣的同時還會揮發出磷酸，有助于維持磷化液的遊離酸度，保持磷化液的平衡，視為有利。n
2、磷化渣生成的控制
①降低磷化溫度。
②降低磷化液的遊離酸度。n
③提高磷化速度，縮短磷化時間。n
④提高NO-3與PO3-4的比值。n
磷化膜檢驗
外觀檢驗
肉眼觀察磷化膜應是均勻、連續、緻密的晶體結構。表面不應有未磷化的殘餘空白或鏽漬。由于前處理的方法及效果的不同，允許出現色澤不一的磷化膜，但不允許出現褐色。n
耐蝕性檢查
⑴浸入法n
将磷化後的樣闆浸入3﹪的氯化鈉溶液中，經兩小時後取出，表面無鏽漬為合格。出現鏽漬時間越長，說明磷化膜的耐蝕性越好。
（2）點滴法n
室溫下，将藍點試劑滴在磷化膜上，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。n
酸度
1、遊離酸度的測定
用移液管吸取10ml試液于250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加2—3滴甲基橙指示劑（或溴酚藍指示劑）。用0.1mol/l氫氧化鈉标準液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚藍指示劑滴定至由黃變藍紫色）即為終點，記下的耗氫氧化鈉标準液毫升數即為滴定的遊離酸度點數。n
2、總酸度的測定
用移液管吸取10ml試液于250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加2—3滴酚酞指示劑。用0.1mol/l氫氧化鈉标準液滴定至粉紅色即為終點，記下的耗氫氧化鈉标準液毫升數即為滴定的總酸度點數。n
其它
主要是鋁件及鋅件的磷化。
