锌系磷化液制作原理与应用.doc

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1、锌系磷化液制作原理与应用一、磷化液的制造原料：　　１．一般家庭式作坊所用原料：　　Ａ．85%磷酸（液体）＋磷酸二氢锌（粉体）＋硝酸锌（粉体）　　Ｂ．85%磷酸（液体）＋40%～98%硝酸（液体）＋95%氧化锌（粉体）或者锌渣或锌灰（固体）　　注：无效成分约30％。　　２．国际标准使用原料：　　Ａ．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.7%氧化锌（粉体）　　Ｂ．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.99锌锭（金属）　　注：无效成分约10％。　　二、磷化液的国际标准化学组成（总酸度）为液体状态：　　　Ａ．磷酸（约20%）＋磷酸二

2、氢锌（约35%）＋硝酸锌（约35%）＋磷酸锌（无效成分约10%）　　Ｂ．磷酸（约20%）＋磷酸二氢锌（约45%）＋硝酸锌（约35%）　　注：按《化工产品物性辞典》解释　　１．磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体，溶于水和酸，水溶液呈酸性。为磷化皮膜剂的主要成分，用于钢铁的防腐蚀。　　２．磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末，溶于无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、磷酸）；不溶于乙醇；水中几乎不溶，其溶解度随温度上升而减少。　　三、磷化液的制作方法：　　１．一般家庭式作坊：　　使用瓷缸或塑料桶为反应容器，以人工木棒的搅拌操作。原料用水以井水或自来水。　　２．

3、国际标准：　　使用不锈钢为反应容器，以机械不锈钢棒的搅拌操作。原料用水为纯水。　　四、一般处理物为钢铁时，其反应机构如下：　　１．化学反应（化）　　铁＋磷酸（游离酸）→磷酸二氢铁（铁分）＋氢气（气泡）．．．．．．(1)　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　　　　↓〔促进剂〕　　　↓〔促进剂〕　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　└→水　　　　．．．．．．．．．．．(2)　　　　　　　　　　　　　　└→磷酸铁（淡黄色沉渣）　．．．．．．．．．．．(3)　　２．皮膜生成反应（成）　　　　磷酸二氢锌→磷酸锌

4、（Ｈ皮膜）＋磷酸　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(4)　　　铁（离子）＋磷酸二氢锌→磷酸锌铁（Ｐ皮膜）＋磷酸　．．．．．．．．．(5)　　〔说明〕钢铁表面与磷化处理液接触，钢铁表面发生溶解，表面附近的磷化处理液中的氢离子减少，ＰＨ值由3上升至4.6。其结果引起(4)、(5)式的化学反应，不溶性的磷酸锌（Hopeite）、磷酸锌铁（Phosphophyllite）结晶在钢铁表面析出，形成皮膜。　　　　溶解出的铁离子一部分作为皮膜的构成成分被消耗掉，而一部分反应成为铁分留在磷化处理液中，使皮膜的化学生成反应很难顺利进行。为了把这

5、种剩余的铁分氧化，生成不溶性的磷酸铁沉渣出来，并迅速地从反应系统中清除出去，使磷化反应顺利进行，因此必须在磷化处理液中预先添加促进剂（氧化剂）。　　五、磷化液的品质比较：　　　　１．一般家庭式作坊：浓缩液的比重为1.32～1.4，价格低。　　使用群：一般钢线处理量为1000吨／月以下，不重视品质。　　因原料纯度非常差，导致主要成分不足，使用时会产生不当沉渣（白色沉渣）的量很大，补给量也大。为达到适当的磷化皮膜，其管理浓度（总酸度）必须有60～100pt。使用者的总成本高（磷化液用量大，模具损伤大，加工不良率高），因原料的价格便宜，大多数消费

6、者仍选择使用此类垃圾产品。　　２．国际标准：浓缩液的比重为1.55～1.6，价格高。　　使用群：一般钢线处理量为1000吨／月以上，非常重视品质。　　拉拔磷化的管理浓度（总酸度）为30～40pt已经足够，可以有效控制皮膜生成量，以及提供拉拔的各项性能（密着性延展、耐热性、防蚀性、冷锻加工性），有效降低使用者的总成本（磷化液用量小，模具损伤少，加工不良率低）。　　六、国际标准磷化液的制造程序：　　１．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.7%氧化锌（粉体）　　Ａ．以氧化锌为底时：　　　　先将水加入搅拌槽内固定位置处，氧化锌徐徐加入搅拌

7、槽内与水混合成糊状。先将硝酸加入后才能再加磷酸（注意：酸的加入顺序不可颠倒）反应至槽液完全澄清即可。　　Ｂ．以酸液为底时：　　先将水加入搅拌槽内固定位置处，再将硝酸及磷酸加入后搅拌均匀（注意：酸的加入顺序没有固定，但硝酸先加比较好）。氧化锌徐徐加入搅拌槽内与混合酸液反应。反应至槽液完全澄清即可。　　　２．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.99锌锭（金属）　　Ａ．制造磷酸二氢锌：　　先将水加入搅拌槽内固定位置处后加热至90℃以上，加入磷酸搅拌均匀。锌锭徐徐加入搅拌槽内与磷酸液反应至完全澄清即可。（注意：反应过程中必须持续加热）　　

8、Ｂ．制造硝酸锌：　　先将水加入搅拌槽内固定位置处，再将硝酸加入后搅拌均匀。氧化锌徐徐加入搅拌槽内与硝酸液反应至完成澄清即可。　　七、国际标准磷化液的制造法比较：　　１．85%磷酸