常温磷化液的配方.doc

常温磷化剂配方
长沙固特瑞新材料科技有限公司给你解答
1.基本成膜物质

成膜物质包括金属离子(如Zn2+、Fe2+等)、磷酸根离子及一定浓度的游离磷酸。一般Zn2+1.5～10g/L(一般
铁离子不直接添到磷化液中，而由铁基材溶解获得)，PO3-410～25g/L，喷淋浓度偏低，浸渍浓度偏高。
pH值2.5～3.5，酸比(总酸／游酸)20～50。要严格控制适当酸比，才能获得结晶细密、膜层完整的优质磷
化膜。

表1总酸、游离酸、温度、pH值相互关系

磷化方式
总酸度／点
温度／℃
游离酸/点
酸比(总酸/游酸)
pH值

浸渍磷化
25～30
＜20
0.5
＞50
＞3.5

25～30
0.5～1
30～40
3.1～3.4

＞30
1～1.5
20～30
2.8～3.0

喷淋磷化
15～20
30～40
0.1～0.5
50～80
3.5～3.9
常温磷化液的配方
硝酸锌25克磷酸二氢锌10克硝酸钙5克硝酸镍0.5克柠檬酸0.5克氟化钠0.2克温度：常温
酸比1:20-25亚硝酸钠0.2克
常温磷化技术

华南理工大学化工所(广州510641)夏正斌涂伟萍杨卓如陈焕钦

摘要从磷化膜形成过程、磷化液组成、促进剂的选择等方面综述了常温磷化技术的现状与发展趋势。

关键词常温磷化磷化膜涂装前处理促进剂

常温磷化是当前研究最活跃、技术进步最快磷化技术〔1，2〕，它克服了高、中温磷化的能耗大、成本高、
效率低等缺点，具有低能耗、低成本、低污染、快速等特点，因而受到普遍关注，近几年相关报道很多
〔3～8〕。

1磷化机理

磷化反应是一种典型的局部多相反应，本质上属电化学反应。当金属浸入磷化液中，在其表面形成许多微
腐蚀电池，轻微浸蚀发生，且在溶液金属界面处，酸浓度降低。

张安富〔9〕较详细地讨论了磷化过程的热力学数据并指出，在常温下金属的氧化能力弱，须添加少量氧
化剂，作为磷化反应促进剂，使得金属表面的混合电位低于氧化促进剂的电极电位。

2磷化过程及磷化膜组成

周谟银〔10〕采用腐蚀电压和电流两种方法研究了磷化过程，指出磷化可分成从基体开始腐蚀、成膜到过腐
蚀等7个阶段。宋锦福〔12〕等扫描电镜仔细地考察了常温磷化成膜过程：当钢铁试样浸入磷化液的瞬间，
试片表面形成彩虹色膜(可能是Fe2O3和FeO的混合物)，接着某些活性点形成晶核，随着浸泡时间的延长、
晶核长大，这种长大位向与钢原始组织似乎并无多大关系。最后，松针状结晶覆盖整个表面，整个反应(溶
解与沉积)趋于动态平衡状态，磷化膜完全形成。KFAng〔13〕等在对低碳钢磷化试样扫描电镜观察时发
现，短时间磷化的试样上形成了一层较薄的背景膜。随时间延长，背景膜和磷化结晶膜同时发展，最后，
磷化结晶膜将背景膜遮盖住了。常温下的磷化结晶较缓慢。EDX分析发现，微晶粒中的元素为Zn、Fe、P，
而远离晶粒的背景膜中的元素为Fe和P。杨中发〔11〕从磷酸盐外延成核、微晶相生长、接触生长中止等方
面对磷化膜生长特点作了研究，指出磷酸锌外延核以短程有序方式生成，其底层明显取向基体晶格。俞敦
义〔15〕等通过测定不同磷化促进剂下磷化过程的电位时间(φ-t)曲线，及用JSM-35C扫描电镜分析磷化
膜的成分(主要为磷酸锌铁)，制得了性能良好的常温磷化液。胡德强〔16〕等用X射线及电子探针对常温磷
化膜的晶型、膜组成元素及其含量进行了分析，确定了膜的组成，并提出了改进工艺的设想。以上的工作
用不同方法研究了磷化过程，揭示了磷化膜形成、组成和性能之间的联系。

磷化膜由金属磷酸盐沉积而成，其主要组成为金属磷酸盐。对于钢铁锌系磷化，膜主要由磷酸锌铁
(P相：Zn3Fe(PO4)2·4H2O)和磷酸锌(H相：Zn3(PO4)2·4H2O)所组成。邬庆平〔17〕等为详细地比较了P相和
H相两种晶体，指出前者具有较强的耐碱性，适宜作阴极电泳涂料的底层，在磷化膜中应占较大比例，即
应提高P相比〔P／（P+H）〕。

3常温磷化液的组成

3.1基本成膜物质

成膜物质包括金属离子(如Zn2+、Fe2+等)、磷酸根离子及一定浓度的游离磷酸。一般Zn2+1.5～10g/L(一般
铁离子不直接添到磷化液中，而由铁基材溶解获得)，PO3-410～25g/L，喷淋浓度偏低，浸渍浓度偏高。
pH值2.5～3.5，酸比(总酸／游酸)20～50。要严格控制适当酸比，才能获得结晶细密、膜层完整的优质磷
化膜，其相互关系见表1〔2〕。

表1总酸、游离酸、温度、pH值相互关系

磷化方式
总酸度／点
温度／℃
游离酸/点
酸比(总酸/游酸)
pH值

浸渍磷化
25～30
＜20
0.5
＞50
＞3.5

25～30
0.5～1
30～40
3.1～3.4

＞30
1～1.5
20～30
2.8～3