磷化喷淋头及管道清洗工艺

喷淋式的前处理是用压力式的喷淋管道来清除工件表面的油脂及完成磷化处理的。对封闭的箱式自动生产线来说,清除管道内的脏物及积聚的磷化液残渣是比较困难的,尤其是磷化喷淋头的清除疏通。为此,我们找出了一种较好的清除方法。一、管壁上积聚的残渣成份磷化液中残渣的形成是在钢铁件表面形成磷酸盐覆膜时产生的。磷化液中的废液主要成份为FePO_4、Fe(OH)_3、Fe(OH)_2、Zn_2Fe(PO_4)_2,加入磷酸可使其沉淀溶解约为90％,其反应生成Zn~(2+)、Fe~(2+)、Fe_(3+)、HPO_4~(2-)。     

Fe2+对铝件磷化的影响

在铝件磷化液中加入Fe2 ,以提高磷化膜的均匀致密程度和Zn2Fe(PO4)2*4H2O(P相)含量,通过SEM(扫描电镜)、XRD(X射线衍射)和膜重测试等方法研究了Fe2 含量对磷化膜的形貌、晶体结构和膜重等的影响.结果表明,Fe2 的加入使铝件锌系磷化成膜均匀、致密,膜重减轻,磷化膜形貌从片状、针状逐步转变为颗粒状,磷化膜中Zn2Fe(PO4)2*4H2O增多,表面Fe2 的加入确实能够改善磷化膜的致密性和提高P相含量.     

Zn^2＋和CO^2＋对汽车件无镍常温磷化膜性能的影响

由于Ni2 污染环境,汽车磷化向无Ni或低Ni方向发展,采用扫描电镜(SEM)研究了Zn2 ,Co2 浓度对常温低锌汽车磷化膜性能的影响,对磷化液中添加不同量Co2 所形成的磷化膜做了对比试验.证实Co2 能细化磷化膜的晶粒形态,同时使磷化膜晶粒由片状向柱状转变;耐碱蚀试验表明,当Co2 从0.084g/L增加到0.420g/L时,在碱液中15min后的失重量从1.07g/m2下降到了0.60g/m2,这表明磷化液中Co2 的加入能提高磷化膜耐碱性,有利于提高随后的电泳涂膜的附着力(均达到1级)和耐冲击性能.试验证明,在汽车常温磷化中采用Co2 取代Ni是一种可行的方式.     

纳米Al2O3复合磷化膜分散剂的选择

磷化液中加入纳米颗粒Al2O3能提高其综合性能,但纳米颗粒的团聚影响磷化膜性能的提高;磷化液中加入分散剂可以解决纳米颗粒的团聚问题,可以在碳钢表面形成高硬度和高耐磨性的纳米Al2O3复合磷化膜.测试了9种不同分散剂对磷化液沉降值、磷化膜外观的影响,初步优选出3种分散剂:聚乙二醇20000,三乙醇胺,柠檬酸三铵,并配制了复合分散剂.采用SEM观察了优化分散剂对磷化膜微观形貌的影响,用TT260覆层测厚仪测试了膜厚,用电子能谱仪(EDS)分析了复合膜中铝元素的含量.结果表明:复合分散剂和柠檬酸三铵对磷化液中纳米Al2O3的分散效果比较好,阳离子型分散剂三乙醇胺对纳米Al2O3复合磷化膜有细密化的作用.     

乙醇胺添加剂对AZ91D镁合金表面磷化膜微观结构的影响研究

以锌系磷酸盐化学转化膜为研究体系,采用SEM,XRD分析方法及检测手段,研究乙醇胺(MEA)添加剂及其浓度对AZ91D镁合金锌系磷酸盐化学转化膜微观结构的影响.研究发现由于锌系磷化液中乙醇胺的添加:(1)改变了AZ91D镁合金锌系磷化膜晶体层的微观结构,促进了晶核的形成和晶粒细化,晶簇间隙中晶核的形成对晶体膜层完整性和致密度起着关键作用;(2)对(Zn_3(PO_4)_2·_4H_2O)晶体的取向有影响,有控制晶簇尺寸使磷化结晶组织更均匀的作用;(3)MEA在1.2g/L时磷化膜层平整致密、晶簇的尺寸均匀缺陷最少;(4)锌系磷化膜有两层结构:(Zn_3(PO_4)_2·_4H_2O)晶体外层和非晶态内层;(5)MEA的不同添加量对晶体层孔隙的影响有3种类型:表面浅孔(a型),晶簇间缝隙或微裂纹(b型),开放缺陷(c型).     

晶态磷化工艺与阴极电泳技术的配套性研究

为了探究不同磷化膜与阴极电泳涂装的配套性效果,并研究不同工艺条件对配套性的影响,利用晶态磷化工艺制备的磷化样板作为阴极电泳的基板,考察了电泳电压、电泳时间、电泳温度、膜层耐碱性对电泳漆膜配套性的影响。结果表明:制得的常温低渣磷化膜和改性纳米SiO_2磷化膜均具有优异的耐碱性能,在电泳电压为200~240 V、电泳时间为120~180 s,电泳温度为25~30℃时均能够获得较好的电泳膜层。对电泳后的漆膜涂层进行附着力、杯凸、盐雾划叉等试验测试,同样表明上述制备的两种磷化膜和电泳有较好的配套性,电泳后的漆膜各项性能均能达到国家及行业标准要求。     

纳米Al2O3增强磷化膜耐磨性的研究

将α型纳米Al2O3加入到磷化液中,选择合适的分散剂,在一定的温度范围内进行磷化,通过共沉积使纳米材料包裹在磷化膜层中,以达到改善磷化膜质量、提高膜层性能的目的.研究了磷化温度、时间、分散剂和纳米用量及酸度调节剂Na2CO3 对反应的影响,通过正交试验得出最优磷化工艺参数为:18.0 g/L ZnO,1.0 g/L Ni(NO3)2,16 mL/L HNO3, 3.0 g/L Ca(NO3)2,28.5 mL/L H3PO4,5.0 g/L Mn(H2PO4)2,2.0～5.0 g/L 柠檬酸,1.0～5.0 g/L 酒石酸,3.0～5.0 g/L 复合促进剂,11.0 g/L Na2CO3,4.0 g/L α型纳米Al2O3 ,分散剂A 2.5 g/L,磷化温度80 ℃,磷化时间12 min.经X射线、扫描电镜、电子探针等测试分析发现,加入的α型纳米Al2O3在磷化膜层中基本均匀分布.用细纱纸摩擦法测试磷化膜的耐磨性,发现加入α型纳米Al2O3的磷化膜耐磨性明显增强.     

AZ31B镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究

采用极化曲线分析方法(Tafel)及扫描电子显微镜(SEM)对AZ31B镁合金在不同磷化时间及不同磷化温度条件下所形成的锌系磷化膜的防腐性能及表面微观形貌进行了研究,并应用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对最佳工艺条件下所形成的磷化膜的相组成以及磷化膜的成分进行了研究.结果表明:磷化时间及磷化温度对AZ31B镁合金磷化膜的防腐性能有较大影响,其最佳磷化时间为5min,最佳磷化温度为50℃;磷化膜的成分为Zn3(PO4)2·4H2O,Zn2Mg(PO4)2以及少量的单质Zn;在锌系磷化液中AZ31B镁合金中的Mg在微阳极发生溶解而Al没有溶解.此外还探讨了AZ31B镁合金表面的磷化反应机理.     

Ca~(2+)和臭氧对A3碳钢表面磷化膜的影响

在低温磷化条件下,在磷化液中加入Ca~(2+)并以臭氧作为促进剂,在A3碳钢表面制备了磷化膜。通过SEM、XRD、EDS、FT-IR以及腐蚀电化学测试等手段对磷化膜进行表征,研究了Ca~(2+)和臭氧对磷化膜的结构和性能的影响。结果表明,在磷化液中添加Ca~(2+)所得磷化膜的质量随着Ca~(2+)浓度的提高而减小,添加Ca~(2+)可细化磷化膜的晶粒、提高磷化膜的致密度和耐蚀性能;溶解在磷化液中的臭氧具有细化磷化膜晶粒和促进晶粒生长的作用,能大幅提高磷化膜晶粒的形核率和磷化膜的主体形成速度。当磷化液的pH=2.70、Ca~(2+)浓度为1.8 g/L、臭氧含量为2.50 mg/L时,磷化膜的质量为5.46 g/m~2,其耐硫酸铜点滴腐蚀时间超过122 s,在5%NaCl溶液中的腐蚀电流为0.50μA/cm~2。     

阴极电泳涂装配套用磷化剂的研究

为了解决阴极电泳涂装对磷化的特殊要求和磷化过程中的环境保护问题,研究出一种与阴极电泳涂装配套的磷化剂,优化并研制了新型复合有机促进剂,解决了传统的NaNO2促进剂对环境的污染问题;确定了酸度、温度等最佳工艺条件,测定了磷化膜的晶型结构和相关性能.结果表明,新型环保磷化剂磷化速度快、温度低、沉渣少、寿命长,所得磷化膜为颗粒状聚晶型体结构,膜薄而致密,耐碱性强,与阴极电泳涂装配套性能优异,涂层附着力强,耐腐蚀性能优异.     

镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究

为了有效提高镁合金表面涂层的防护能力,研制了特定的配方体系对AZ31D镁合金基体进行磷化处理,并进行涂装和性能检测试验.结果表明,该配方体系能制备出表观均匀、细致的磷化膜,金相显示其晶粒均匀.该磷化膜与有机涂层的结合力牢固,用划格法测定膜与环氧涂层甚至与丙烯酸涂层的附着力均能达到1级,而没有磷化膜的金属基体与丙烯酸涂层的附着力仅能达到2级.通过48 h中性盐雾试验表明,有磷化膜的涂层比没有磷化膜的涂层的耐腐蚀性能有所提高.     

磷化膜生长的动力学研究

简述了磷化膜的形成机理,研究了磷化液中促进剂对磷化膜生长速率的影响。结果表明,用NO_3~-作促进剂有利于厚磷化膜形成,用ClO_3~-作促进剂有利于薄磷化膜的形成。磷化膜生长的动力学研究实验结果说明,金属的电极电位可以用来监控磷化膜的生长及其组份含量。此外可作磷化膜重量(厚度)与磷化膜上孔隙度(率)的关系来确定适宜的磷化处理时间。     

CZ99-03(2)轻铁锌系彩膜磷化剂在皮卡车上的应用

某皮卡车厂一条磷化、阳极电泳生产线投产多年 ,其中磷化工艺曾采用国内外几种典型的低温锌系磷化剂 ,结果均不能满足要求。存在的主要问题 :( 1)磷化膜质量不稳定 (时有出现不同程度的挂灰或返黄现象 ) ;( 2 )槽液管理复杂 (沉渣多 ,甚至发生“渣爆炸” ,沉渣极易堵塞滤芯 ,且游离酸度波动大 )。为此 ,该厂改用铁系磷化剂 ,磷化质量较为稳定 ,但膜的耐蚀性较差 (膜组成为ＦｅＰＯ4 ·2Ｈ2 Ｏ +γ Ｆｅ2 Ｏ3 ) ;酸比易失调 (总酸和游离酸消耗不平衡 ,游离酸偏低 ,只能达到 0 .2～ 0 .4点左右 ,影响成膜性 ) ;槽液稳定性较差 (槽液易浑浊 )。…     

NdFeB永磁体表面磷化处理及其磷化膜的研究

为了提高NdFeB磁体的耐蚀性,并验证磷化膜的组成,以自制的磷化液在NdFeB永磁体表面进行磷化处理,并采用SEM观测了采用不同表调剂处理NdFeB永磁体表面所形成的磁化膜微观形貌,测试分析了磷化膜的抗腐蚀性能;采用EDS、XRD、ICP-AES等对磷化膜进行了研究.结果表明:采用钛系表调剂可以在烧结NdFeB磁体表面获得均匀密实的磷化膜,并具有较强的耐腐蚀性;采用锌系磷化液在烧结NdFeB磁体表面进行磷化处理形成的磷化膜的组成与在钢铁基体上形成磷化膜的相组成相同,仍然是Zn3(PO4)2·4H2O及Zn2Fe(PO4)2·4H2O;磷化过程中,Nd参加了反应,形成沉渣进入磷化液中.     

3种常温磷化促进剂的作用及其协同效应

常温磷化无毒、节能,但成膜速度慢,且膜的耐蚀性能差。为此,在传统的常温磷化液中加入3种促进剂,运用扫描电镜、退膜法、硫酸铜点滴试验、电化学测试等手段,对磷化膜表面形貌、膜重、耐蚀性能等进行了测量,研究了3种促进剂在常温磷化中的促进作用及机理,分析促进剂之间的协同效应,优选出加速效果比亚硝酸盐更好的复合促进剂(1.0g/L氯酸钠,0.5g/L3-硝基苯磺酸钠,1.0g/L硫酸羟胺)。结果表明:3种促进剂在常温下均能促进磷化膜形成,但促进机理不同;优选复合促进剂具有很好的协同效应,能加快成膜速度,形成均匀、致密、耐蚀性优良的磷化膜,且磷化过程不会分解出有毒气体NOX,完全可以取代亚硝酸盐。     

钕铁硼磁性材料磷化过程电位影响因素研究

为了研究钕铁硼磁性材料的磷化机理,并研制钕铁硼磁性材料的磷化剂,应用电化学方法研究了游离酸度、温度、促进剂、表面活性剂对钕铁硼磁性材料磷化动力学行为的影响.结果表明,钕铁硼磁性材料磷化动力学的过程分为:金属阳极溶解→钝化→金属阳极溶解→磷化成膜4步;所形成的化学转化膜并非单一的磷化膜,而是磷化和钝化的混合膜;游离酸度、温度以及促进剂对钕铁硼磷化影响较大,过高的游离酸度(高于4.8)和温度(高于40 ℃)将改变其磷化动力学的过程,使磷化难以成膜或膜层粗糙;促进剂能加速磷化的进行,但氧化性过强的促进剂(氯酸钠)只能增强钕铁硼磁性材料表面的钝化,而不能形成磷化膜.通过正交试验法,确定了钕铁硼常温磷化液的最佳配方和工艺条件:磷酸二氢钠 50 g/L,磷酸 12 mL/L,钼酸钠 0.5 g/L,促进剂 -N 0.2 g/L,阴离子表面活性剂 1.5 mL/L, FA 1.5点,TA 51点,温度 30 ℃,时间 5 min.所得磷化钝化膜薄而致密,耐腐蚀性能优异.     

镁合金表面纳米二氧化铈/磷酸盐复合转化膜的制备及其防护性能

添加纳米颗粒可改善金属表面膜层的性能,但目前添加纳米颗粒改善镁合金表面磷化膜性能的报道较少。通过向磷化处理液中添加纳米二氧化铈(nano-CeO_2)颗粒在镁合金表面制备了一层纳米二氧化铈/磷酸盐复合转化膜,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线等手段研究了添加nano-CeO_2颗粒对膜层成分和防护性能的影响,讨论了nano-CeO_2颗粒的作用机制。结果表明:复合转化膜的相成分为Zn_3(PO_4)_2·4H_2O、Zn_2Mg(PO_4)_2和CeO_2,在单组分磷化膜成分的基础上多出了CeO_2相。在硼酸缓冲溶液中,单组分磷化膜的膜层电阻(R_c)和低频阻抗值(R_(0.01 Hz))分别为561.74 kΩ·cm~2和938.11 kΩ·cm~2,而复合转化膜的R_c和R_(0.01 Hz)分别为2 428.98 kΩ·cm~2和3 985.61 kΩ·cm~2;与此同时,覆盖复合转化膜镁合金的腐蚀电流密度为4.05×10~(-7)A/cm~2,而覆盖单组分磷化膜镁合金的为8.38×10~(-6)A/cm~2,R_c和R_(0.01 Hz)的增大以及J_(corr)的减小说明复合转化膜的防护作用明显优于单组分磷化膜的防护作用。nano-CeO_2颗粒的作用机制主要归因于两个方面:第一,nano-CeO_2颗粒在处理液中的添加有利于磷酸盐晶核的形成;第二,nano-CeO_2颗粒作为一种不溶性固体粒子在膜层中的存在可以强化膜层的物理屏蔽效应。     

一种无镍磷化剂的研制

镍离子对人体和环保都不利,迫切需要研制一种无镍磷化工艺.将硝酸镁、硝酸钴和钨酸钠复配替代原磷化液中的硝酸镍,并加入钨酸钠,以提高磷化膜的耐蚀性.通过正交试验确定最优磷化液配方.结果表明:磷化膜外观均匀、致密,磷化膜结晶状态为针状,结晶颗粒尺寸在2～4μm之间,P比和面比均达到标准要求;磷化膜耐碱性试验失重比在标准范围内;漆膜附着力试验(冲击、杯突、弯曲、方格、铅笔硬度等试验)均符合100/100的标准;漆膜盐雾试验达到720h以上、单侧腐蚀2mm以下的标准;镀锌板漆膜耐水二次密着性达到标准要求,完全可以替代现有含镍磷化剂.     

镀锌钢板表面改性纳米SiO_2复合磷化膜的性能

纳米材料在表面处理领域应用广泛,但在磷化工艺中的应用尚处于起步阶段。选用小分子量的乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对纳米SiO_2进行表面改性处理,改善其在溶液中的分散性,将改性纳米SiO_2加入预先配制的基础磷化液中,在镀锌钢板表面制备出复合改性纳米SiO_2的无镍晶态磷化膜。通过电化学测试、中性盐雾试验、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了改性纳米SiO_2对磷化膜层性能的影响。结果表明:乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米SiO_2分散性良好,在磷化液中加入改性后的纳米SiO_2可以较大地提升磷化膜层的耐蚀性,从而提高纳米材料在汽车制造工业中的应用效果。     

中温磷化技术在钢管塑性加工中的应用

为进一步促进中温磷化技术在钢管塑性加工中的应用,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、湿热试验箱、硫酸铜点滴试验法和退膜法对中温磷化处理的钢管的耐蚀性能进行了分析,确定了最佳的中温磷化工艺.研究表明,最佳的中温磷化工艺参数为:总酸度30～40 mg/L,游离酸度4.2～5.4 mg/L,促进剂浓度3～4 mg/L,磷化温度70℃,磷化时间10 min;通过最佳中温磷化工艺所制备的钢管磷化膜结晶致密,晶粒尺寸均匀,磷化膜主要成分为Zn2Fe(PO4)·4H2O,磷化膜重可达到7.42 g/m2,磷化膜层平均厚度为3.0 μm;钢管耐硫酸铜腐蚀时间超过300 s,耐湿热性能显著提升.