磷化工艺是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的主要目的是给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
磷化工艺在金属防腐、增强材料性能等方面具有重要作用,广泛应用于钢铁、有色金属等材料的表面处理。
磷化处理不仅可以改善金属材料的性能,而且可以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨损性和耐热性,从而使金属材料的使用寿命得到极大的提高。
磷化处理的过程主要有四步:首先,将金属材料置于磷溶液中进行温度升高,使金属表面的温度升至一定的温度,使金属表面形成少量气泡;其次,将磷元素渗透到金属表面形成一层磷化膜;然后,将金属材料浸入另一种特殊溶液中,使金属表面形成膜层;最后,将金属冷却,使磷化膜达到最终状态。
磷化液的成分比例因其具体配方和用途的不同而有所差异。下面列举一些常见的磷化液配方及其成分比例(仅供参考,注意安全):
1.一种磷化液配方包含磷酸(110-180份)、氧化锌(30-50份)、硝酸锌(150-170份)、氯化镁(15-30份)、酒石酸(5-10份)、十二烷基苯磺酸钠(2-4份)、重铬酸钾(0.2-0.4份)、钼酸铵(0.8-1.2份)和水(1000份)。
2.另一种磷化液配方则包括磷酸二氢锌、硝酸钙、磷酸、硝酸镍、柠檬酸或葡萄糖酸、柠檬酸或葡萄糖酸的钠盐或钙盐、氟化钠和水,其重量比分别为2.5∶3.5∶4.9∶0.5-1∶0.02-0.16∶0.015-0.06∶0.002-0.04。
3.常温磷化液配方中,磷酸(100%)的用量为41g,氧化锌为27.5g,硝酸(100%)为22.5g,碳酸铜为3g,六亚甲基四胺之硝酸钠为38g,并加水至1升。
磷化液的使用方法和是否需要稀释取决于具体的磷化液配方和使用场景。
一般情况下,磷化液需要稀释后使用,稀释可以减轻其腐蚀性和提高使用寿命。稀释时,需要按照磷化液的配方进行,不同的磷化液配方和用途不同,稀释倍数也不同。同时,在加入稀释剂之前,需要搅拌均匀,以便控制添加量。稀释剂的选择要根据实际情况进行,一般可选用去离子水、蒸馏水、软化水等。稀释后的磷化液需要混匀,以确保稀释均匀。此外,稀释过程中应注意安全,避免出现误食、误入眼睛等情况。
对于四合一磷化液这类产品,其使用方法相对简单。首先,将磷化液药液摇匀后倾入容器中,加清水按一定比例(如1:2)稀释,搅匀后将工件浸没。浸没时间视工件的锈蚀程度而定,一般为5分钟左右。在温度较低时使用,需要浸泡10-20分钟,即可同时完成除油、除锈、磷化、钝化等功能。对于锈蚀较重的工件,浸洗过程中如能使药液循环流动或以塑料刷辅助刷洗工件,可提高工作效率和工件磷化质量。涂刷时一般采取两边涂刷,以达到更好的磷化效果。工件从磷化液中取出后,其钝化过程仍在进行,因此不可水洗、雨淋,宜在通风处晾干,以保护其磷化层。
如果在磷化过程中发现成膜速度缓慢或不均匀,可能需要追加磷化液或调整磷化条件。另外,磷化液的游离酸度值也是一个重要的参数,需要通过滴定等方法进行检测和调整。
磷化液的安全性是一个需要高度重视的问题。需要在储存、运输、使用等各个环节都严格遵守相关规定,采取有效的防护措施,确保人员和环境的安全。
首先,磷化液对人体具有多种危害。它具有很强的腐蚀性,直接接触皮肤可能会损伤皮肤,出现黏膜破溃,甚至引起重金属中毒和癌症风险。因此,操作人员必须佩戴全套防护装备,包括呼吸面罩、防护服、防护手套、防护鞋等,以防止皮肤和眼睛接触。如果不慎接触,应立即用清水冲洗。
其次,磷化液易燃且有爆炸的风险,对环境也会造成污染。因此,磷化液储存和使用的设备中必须有相应的防护措施,例如加装防爆装置,以及操作现场周围加装湿喷淋装置等安全设施,以防止磷化液泄漏造成火灾和爆炸。
此外,磷化液一般用于减少金属表面的摩擦、增加耐腐蚀性、增强附着力、改善润滑性等,主要在制造工业中使用,如制造汽车、机械部件、航空航天部件等。因此,其安全性不仅关乎个人健康,也影响工业生产的安全与稳定。