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  3. 简述影响磷化过程的因素。

简述影响磷化过程的因素。

admin2015-06-03  27
问题 简述影响磷化过程的因素。
选项
答案1．磷化溶液的酸度 1)总酸度 提高磷化溶液的总酸度，磷化反应的速度快，且使磷化膜薄而细致。但总酸度过高，会使膜层过薄。总酸度过高时，可加入氧化锌来调整。总酸度过低，磷化反应速度慢，且膜层厚而粗糙。总酸度过低时，可加硝酸锌来调整。 2)游离酸度 磷化溶液游离酸度过高，磷化反应速度慢，成膜时间延长，且磷化晶体粗大多孔，耐腐蚀性能将降低，同时亚铁离子增多，溶液中的沉淀也将增加。游离酸度过高时，可用氧化锌、碳酸钠或氢氧化钠中和。加上述药品0．5g／L～1g／L，游离酸度可降低1点，若游离酸度无明显下降，则表明溶液中含有较高的磷酸锌盐，这时可采用稀释方法冲淡溶液。游离酸度过低，磷化膜薄，甚至不能形成磷化膜，这时可加磷酸二氢盐来调整。 2．溶液组成的影响 1)锌离子(Zn2+) 它能加速磷化反应，使磷化膜层较细致和呈现闪光。磷化溶液含锌离子时，可在较宽的温度范围使用，这对中温和常温磷化是很重要的。锌离子含量低时，形成的磷化膜疏松和发暗。锌离子含量过高时，形成的磷化膜晶粒粗大，晶体排列紊乱，膜脆且白灰多。 2)二价铁离子(Fe2+) 亚铁离子在高温磷化溶液中不稳定，易被氧化成三价铁离子，并产生磷酸铁而沉淀，使磷化溶液浑浊，游离酸度升高，此时磷化溶液如不加校正便不能使用。而在中温和常温磷化溶液中，含有一定量的亚铁离子，则能提高磷化膜的厚度，以及机械强度和防腐蚀能力。磷化溶液允许的工作范围也较宽。但亚铁离子也易氧化成三价铁离子而沉淀出来，形成磷酸铁后，溶液呈乳白色时，磷化膜质量低劣。若溶液中含有0．01g／L～0．03g／L的一氧化氮，亚铁离子可以相对地稳定，这时溶液中含少量的Fe(NO)2+络离子，呈棕绿色。当溶液温度不超过70℃和含有一定量的锰离子及较高的硝酸根时，Fe(NO)2+络离子可以比较稳定。 磷化溶液中含亚铁离子量过高时，不仅使常温磷化膜防腐蚀能力降低，而且膜的耐热性能也会变差；使中温磷化膜晶粒粗大，表面浮白灰，防腐蚀能力降低。在中温磷化溶液中，亚铁离子控制在1g／L～3．5g／L，常温磷化溶液中则控制在0．5g／L～2g／L为宜。过多的亚铁离子用双氧水可以除去，每消耗30％的双氧水1mL和氧化锌O．5g，可以降低亚铁离子约1g。 3)锰离子(Mn2+) 磷化溶液中含锰离子可以提高磷化膜的硬度、附着力和耐腐蚀性能，使磷化膜结晶均匀、颜色加深，但在中温磷化溶液中锰离子含量不宜过高，宜保持在Zn2++：Mn2+=(1．5～2)：1，锰离子含量过高时，磷化膜不易形成。 4)五氧化二磷(P2O5) 五氧化二磷可使磷化反应速度加快，使磷化膜致密和晶粒呈现闪光。它是由磷酸二氢盐产生的，其含量低时，膜的致密性和耐腐蚀性都较差，甚至磷化膜难于形成；含量过高时，磷化膜附着力差，结晶排列紊乱，膜层表面白灰多。 5)硝酸根(NO3-) 磷化溶液中含硝酸根，可以加快磷化反应速度，在较低的温度下进行磷化处理；且可提高磷化结晶的致密性。硝酸根在适当条件下能与铁发生反应生成一氧化氮，可使亚铁离子稳定，从而提高磷化膜的质量。硝酸根含量过高时，高温磷化膜变薄，中温磷化液中积聚过多的亚铁离子，磷化膜恶化，常温磷化膜易出现黄色锈迹。 6)亚硝酸根(NO2-) 亚硝酸根可使常温磷化反应速度加快，提高磷化膜的致密性和耐腐蚀性。亚硝酸根含量过高时，磷化膜表面易出现白点。 7)氟离子(F-) 氟离子起活化剂作用，可加速磷化晶核的形成，使结晶致密，耐腐蚀性提高，对常温磷化尤为重要。氟化物过多时，常温磷化溶液的使用寿命缩短，中温磷化膜表面常出现白灰。 8)杂质的影响 磷化溶液中含有硫酸根(SO2-)、氯离子(Cl-)、铜离子(Cu2+)对磷化过程和磷化膜均有一定的不良影响。硫酸根会减慢磷化反应速度，使磷化膜晶粒粗大多孔，白灰增多，耐腐蚀能力降低。磷化溶液中硫酸根含量应控制在0．5g／L以下，硫酸根含量过高时，可用硝酸钡沉淀，用2．72g硝酸钡可沉淀出1g硫酸根。氯离子氯的危害与硫酸根相似，在磷化溶液中氯离子含量宜控制在0．5g／L以下，氯离子过高时，可用硝酸银沉淀，多余的银离子用铁置换去除。磷化溶液中含有铜离子时，磷化膜层发红，耐腐蚀能力降低，多余的铜离子可用铁置换去除。 3．温度的影响 提高磷化处理的温度，可以加快磷化反应速度，且能提高磷化膜的附着力、硬度、耐腐蚀性和耐热性。但在高温时，亚铁离子容易氧化成三价铁离子而沉淀，影响溶液的稳定性。 4．工件材质和表面状态的影响 高碳钢、中碳钢及低合金钢较容易磷化，且形成的磷化膜较厚、颜色较深，但结晶有变粗的倾向。低碳钢磷化结晶较致密，膜颜色较浅，在磷化前进行适当的酸浸蚀，可以大大提高磷化膜的质量。冷加工的工件表面有冷作硬化层，会影响磷化膜的均匀性和耐腐蚀性，磷化前应用强酸浸蚀、活化。 5．酸洗的影响 (1)酸洗时常用缓蚀剂，以防工件表面过腐蚀。酸洗常用缓蚀剂若丁，因易吸附在工件表面，对磷化反应有抑制作用，不利于磷化膜的形成，因而磷化前的酸洗不宜用若丁作缓蚀剂。 (2)酸洗溶液中若含砷，酸洗速度将降低，工件酸洗后表面黑白不均匀，白色部分较难磷化。用塔室法和铅室法生产的硫酸常含有砷，当使用含砷硫酸酸洗时，可加入0．1g／L～0．2g／L硫代硫酸钠使砷沉淀去除。 (3)用磷酸锌系溶液磷化时，工件最好用机械法除锈，若采用酸洗除锈时，磷化前应进行表面调整，以获得好的磷化效果。但用磷酸锌钙系溶液，则最好不用机械法除锈，而采用磷酸酸洗除锈，磷化前不必做表面调整。 6．表面调整的作用 利用表面调整剂对金属表面进行调整，可以消除碱液除油或酸洗除锈等过程造成的表面状态的不均匀性，使金属表面形成大量极细的结晶中心，从而加快磷化反应速度，有利于磷化膜的形成。表面调整对于用磷酸锌系溶液进行磷化处理时，显得尤为重要。 表面调整剂有多种，如草酸溶液、低浓度磷酸钛溶液、稀疏酸铜或硫酸镍溶液等都能起表面调整作用，目前使用最普遍的是能形成难溶的磷酸钛胶体溶液。
解析
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