磷化液配方设计原则

浏览次数：1717 上传更新：2018-04-12

1、磷化液的构成

磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。磷化液的主要成分是磷酸二氢盐，如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如NO3-、NO2-、 ClO3-、H2O2等。

2、磷化的基本原理

原则上说，当金属工件一旦浸入加热的稀磷酸溶液中，就会生成一层膜。但由于这种膜的保护性差，所以通常的磷化在含有Zn、Mn等酸性溶液中进行。

以铁为例，当金属表面与酸性磷化液（以锌为例）接触时，发生如下反应：

首先，钢铁表面被溶解

Fe+2H+→Fe2+ +H2

从而使金属与溶液界面的酸度降低，金属表面的磷酸二氢锌向不溶的磷酸锌转化，并沉积到金属表面形成磷化膜，其反应为：

Zn（H2PO4）2→+ZnHPO4+ H3PO4

3Zn（H2PO4）2→+Zn3（PO4）2+4H3PO4

同时基体金属也可直接与酸性磷酸二氢锌反应

~ 1 / 4 ~

Fe+ Zn（H2PO4）2→+ZnHPO4+FeHPO4+H2

Fe+ Zn（H2PO4）2→+ZnFe(HPO4)2+H2

事实上，磷化膜是含有四个分子结晶水的磷酸叔盐。最终过程可以写成

5Zn（H2PO4）2+Fe（H2PO4）2+8H2O→Zn3（PO4）2·4H2O+ Zn2Fe（PO4）2·4H2O+8H3PO4

3、磷化液中存在的动力学平衡

磷化液的基本平衡方程式

3M（H2PO4）2 M3（PO4）2+4H3PO4

此方程的平衡常数

K=[M3（PO4）2][ H3PO4]4

[M（H2PO4）2]3

M代表Zn、Mn等

由上述议程式可以看出，常数K值越大，磷酸盐沉积的比率越大。而K值随一代和三代金属盐的金属的性质，溶液的温度，PH值及总浓度有关。所以影响磷化液性能的至少有PH值、游离酸度、总酸度、温度和金属性质。

4、磷化液中的各组成的作用及影响

4.1pH值的影响

成膜金属离子浓度越低，所要求的溶液的pH值越大，反之，随着成膜离子浓度的提高，可适当降低溶液的pH值。

4.2游离酸度的影响

游离酸度指磷化液中游离磷酸的含量。酸度太低，不利于金属基体的溶解，因此也就不能成膜。但如果酸度太高，则大大提高了磷化膜的溶解速度，也不利于成膜，甚至根本不会上膜。

4.3总酸度的影响

总酸度主要指磷酸盐、硝酸盐和游离酸的总和，反映磷化内动力的大小。总酸度高，磷化动力大，速度快，结晶细。如果总酸度过高，则产生的沉渣多和粉末附着物多；如果过低，则磷化慢，结晶粗。

4.4酸比值γ的影响