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1、金属磷化技术的回顾与展望李新立 李安忠 万军摘 要：论述了各种磷化技术的现状、工业用途、常用磷化体系的性能及其工艺流程和具体要求，对磷化的发展前沿(提高质量，降低污染和节省能源)进行了展望。关键词：磷化；回顾；展望分类号：TG174.4；TG170 文献标识码：A文章编号：1001-1560(2000)01-0071-03ReviewandProspectonPhosphatingofMetalsLIXing-li,LIAn-zhong,WanJunAbstract：Thepresentsituationandtheindustrialappl
2、icationofphosphating,Theperformanceofcommonphosphatingsystem,thetechnologicalprocessandthespecificdemandsarecomprehensivelydiscussed.Thefuturedevelopments(Qualityraising,pollutionreducingandenergysaving)ofphosphatingarementioned.▲1 前 言 金属在含有磷酸盐的溶液中进行处理，在其表面形成的磷酸盐化学转化膜，称之为磷化
3、膜。 100多年来，磷化技术广泛应用于汽车、军工、电器、机械等领域，其主要用途是防锈、耐磨减摩、润滑、涂漆底层等(见图1)。 图1 磷化技术主要工业用途 防锈作用——钢铁磷化后其表面覆盖一层磷化膜，起防止钢铁生锈的作用，主要用于工序间和库存等室内的防锈，防锈期较短，一般不用于户外。 耐磨减摩、润滑作用——磷化膜的特殊晶粒结构和硬度用于齿轮、压缩机、活塞环等运动承载件，起耐磨减摩作用。磷化膜具有的润滑功能，在拉丝、拉管、深冲、冷墩等加工行业中用途较广泛，其主要作用是提高拉丝拉管速度，减少模具损伤。 涂漆底层——此是磷化的最大用途所在，约占
4、磷化总工业用途的60%～70%。磷化膜作为涂漆前的底层，能提高漆膜附着力和整个涂层体系的耐腐蚀能力。磷化处理得当，可使漆膜附着力提高2～3倍，整体耐腐蚀性提高1～2倍。在世界范围内，金属表面装饰与保护约有2/3是通过表面涂装实现的，涂装前一般都要进行磷化处理。2 磷化技术的应用2.1 工艺流程2.1.1 预处理 预处理的目的是除掉金属表面的油脂、油污、锈蚀物、氧化皮、机械杂质等，为磷化提供洁净的表面。预处理包括机械法和化学法两种，用得最多的是化学法。两种方法工序如下： (1)机械法：喷砂、抛丸除油、除锈、除氧化皮 (2)2.1.2 磷化处
5、理 生产中常采用各种磷化处理技术满足不同的要求。依据化学溶液中参与成膜的金属离子同异，分为不同体系的磷化，常用的有锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相轻铁系类，其一般性能及磷化膜微观结构见表1、图2、图3。表1 常用磷化体系的一般性能磷化体系槽液主要组成磷化膜主要成分磷化膜形貌主要用途锌系Zn2+,H2PO3-,NO3-,H3PO4,促进剂Zn3(PO4).4H2O,Zn2Fe(PO4)2.4H2O 树枝状，针状，片状,孔隙较多漆前打底、防锈和冷加工减摩润滑锌钙系Zn2+,Ca2+,NO3-H2PO4-,H3PO4,促进剂Zn2Ca(PO
6、4)2.4H2OZn2Fe(PO4)2.4H2OZn3(PO4)2.4H2O 呈紧密颗粒状，柱状,孔隙较少涂装前打底及防锈锌锰系Zn2+,Mn2+,NO3-H2PO4-,H3PO4,促进剂Zn2Fe(PO4)2.4H2O.Zn3(PO4)2.4H2O，(Mn,Fe)5H2(PO4)4.4H2O 颗粒-针状-块状混合晶型漆前打底、防锈及冷加工减摩润滑锰系Mn2+,NO3-,H2PO4-,H3PO4(Mn,Fe)5H2.(PO4)4.4H2O 晶粒呈密集颗块片状防锈、减摩铁系Fe2+,H2PO4,H3PO4Fe5H2(PO)4.4H2O 晶粒呈密集
7、颗粒状 防锈非晶相铁系Na+(NH4+),H2PO4-,H3PO4,MoO4-Fe3(PO4)2.8H2OFe2O3 非晶相平面结构漆前打底图2 重型磷化(防锈、润滑、减摩)的SEM图谱 500×图3 薄型磷化(涂装打底)的SEM图谱 500×2.1.3 后处理 后处理是磷化后所做的进一步处理，与用磷化、涂漆底层相对应的后处理是：涂油涂脂增强防锈性能；硼砂或皂化处理，进一步增加润滑降低加工摩擦力；涂漆形成长期的防腐蚀、防护、装饰性表面涂层体系。 防锈磷化的后处理非常重要，因为靠磷化膜本身防锈能力是非常有限的，而且盐雾试验只能到几小时。一般要
8、进行涂油涂漆，最好是涂防锈油，经过涂油涂脂等后处理，防锈能力甚至可提高几十倍。 冷加工润滑型磷化必须进行皂化后处理，以提高磷化膜的润滑性。皂化可采用
