提高磷化膜质量的除磷化渣技术研究

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1、第48卷第8期上海涂料Vo1．48No．82010年8月SHANGHAICOATINGSAug．2010提高磷化膜质量的除磷化渣技术研究杨喜珠杨刚(上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007)摘要：针对磷化渣产生的机理及危害，分析了磷化液中磷化渣的沉降特性，并在此基础上，结合本公司涂装车间，提出了一种新的除磷化渣装置系统及其管理技术。关键词：前处理；磷化膜；磷化渣；除磷化渣技术中图分类号：TQ639文献标识码：A文章编号：1009—1696(2010)08-0024-032Zn2++Fe2++2P043-+4H2O—0引言ZmFe(PO)z·4H20(磷化膜)(4)3Zn

2、2++2P043-+4H20—}在汽车涂装中，为了提高汽车涂膜的耐久性，涂装前都采用前处理技术，而磷化处理是整个前处理的Zn3(PO)z·4H20』(磷化膜)(5)核心。磷化处理是利用磷酸的离解反应，在清洗过的在磷化膜生成的同时，槽液中的部分Fe“不可避金属底材上析出不溶性磷酸金属盐(磷化膜)的技术。免地被促进剂氧化为Fen，与离子结合生成溶度积很磷化膜质量的好坏，直接影响金属表面的耐腐蚀性小的FePO4沉淀，从槽液中沉积出来形成富铁磷化渣。和附着力，并对下面的涂装T序(如电泳)产生影响。这个过程主要受促进剂浓度影响，较高的促进剂浓度影响磷化膜质量的多种因素中，磷化渣是主要因素之

3、虽有利于加快磷化过程，但也会生成更多的磷化渣。一，此即伴随着磷化膜生成而产生的不溶性磷酸铁沉由此可见，磷化渣主要是由磷化反应带来，随着淀。如何把握磷化渣的沉降特性，将其从磷化液中有车身磷化反应进行，磷化渣不断地产生，或混合在磷效除去以保证磷化膜的质量，提高车身的耐腐蚀性和化液中，或沉降在磷化槽、管道和工件表面，对车身附着力，是前处理工艺设计和管理的重点内容。的涂装和设备都有严重影响：(1)磷化液中磷化渣的含量过高，会附着在金1磷化渣产生机理和危害属表面上，形成挂灰，或掺杂到磷化膜中，导致磷化膜的外观质量及耐腐蚀效果变差，并对下道工序也产所谓磷化，是指将金属件经过含有磷酸二氢盐生一

4、定影响，如隐条纹、斑印、针孔、漆膜粗糙等。的酸性溶液处理，发生化学反应而在其表面生成一(2)磷化渣被带人电泳槽，会破坏槽液的稳定层稳定的不溶性磷酸盐膜层(磷化膜)的方法。锌系性，特别对超滤膜使用寿命影响很大。磷化液是由磷化二氢锌、磷酸、促进剂、结合剂等组(3)如果进行喷淋处理，磷化渣还会堵塞喷淋成的复杂缓冲体系。当金属件浸入后，发生如下的化嘴、管道、阀门及泵体，使生产无法进行。学反应，生成磷酸二锌铁和磷酸锌沉降在工件表面，(4)过多的磷化渣吸附到热交换器上，使其散磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续热困难而影响传热效率。长大成为磷化晶粒，无数个磷化晶粒紧密堆集，形成磷化膜

5、：2影响磷化的因素及磷化渣沉降特性Fe+2H3PO4——Fe(H2PO4)2+H2f(1)H3PO4+—_+HPO42-+2H．_—_P043-+3Hf2)2．1影响磷化的因素从磷化渣生成的机理可以看出：磷化成膜反应[O]2Fe(H2P0422FePO4+2H3PO4+H20(3)和成渣反应是竞争反应，促进成膜的因素同时也促进【收稿日期]2010-06—03第8期杨喜珠，等：提高磷化膜质量的除磷化渣技术研究磷化渣的生成。由于磷化液配方、槽液温度和反应时Fe“，生成富铁磷化渣。促进剂浓度过低，会导致富间在工艺设计时已选定，在此只讨论与工艺参数有关锌磷化渣的过多生成；促进剂浓度过高时

6、，游离酸被的因素，包括以下工艺参数：中和，也会产生大量磷化渣沉淀。(1)总酸度：总酸度是指PO4和H2PO4一的总含(4)温度：磷化温度是影响磷化膜生成的一个量。从反应式(2)可知：当游离酸度一定时，总酸度关键因素。磷化温度高，导致平衡反应(2)向右进行，大，PO4离子浓度高，生成磷化膜的磷化液消耗大，造成PO4浓度过大，磷化液失去原有的浓度平衡，磷化渣沉淀量增多；若总酸度过小，成膜速度过慢，加速富锌磷化渣的生成；磷化温度过低时，反应速度Fe来不及转化为Zn2Fe(PO4)2，大量地被促进剂氧慢，所生成的磷化膜不完整。化成Fe“，生成富铁磷化渣。由此可见：在磷化过程中，可以通过控

7、制磷化工(2)游离酸度：指槽液中游离H的浓度，用于艺参数来减少磷化渣的生成。但随着磷化反应的进控制磷酸二氢盐的离解度。当总酸度一定时，游离酸行，磷化渣沉淀会越来越多，影响磷化膜质量，所以度小，PO4离子浓度高，成膜速度快，但磷化液的稳必须采取措施除去磷化渣。定性受到影响，生成过多的磷化渣沉淀；游离酸度大，2．2磷化渣沉降特性PO4浓度小，成膜速度慢，相应地磷化渣沉淀也较为了更好地解决磷化渣去除问题，首先对磷化渣少。若游离酸度过大，则Fen就被促进剂氧化为Fe“，的沉降特性进行研究