提高磷化膜质量工艺技术的研究..doc

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1、提高磷化膜质量工艺技术的研究裴和德王叔毅方海丽[摘要]分别从涂装工艺及前处理设备等方面对影响磷化膜的因素进行分析和讨论，并提出提高磷化膜质量的方法。[关键词]磷化处理影响因素工艺参数质量在汽车涂装生产中，为了延长漆膜的耐盐雾性，普遍采用磷化处理作为涂漆前的表面处理，磷化膜质量的好坏直接影响着涂装质量。昌河1986年开始生产汽车，磷化表面处理从一元锌系磷化到三元锌、镍、锰系的转变。由于新磷化药剂的使用，使磷化膜P比提高到0.9以上，提高了磷化膜的耐碱性。使电泳漆膜的耐盐雾性增强，减少了漆膜裂纹处发生的腐蚀。本文就昌铃涂装生产线现有的生产条件下阐述如何提高磷化膜的质量。

2、一、磷化反应机理磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同基材的磷化反应机理比较复杂。磷化成膜过程主要是由如下4个步骤组成：1.酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低Fe–2e→Fe2+2H++2e→2[H]→H2↑………………………………………(1)2.促进剂（氧化剂）加速界面的H+浓度进一步快速降低[氧化剂]+[H]→[还原产物]+H2OFe2++[氧化剂]→Fe3++[还原产物]………………………(2)由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+3.磷酸根的多级

3、离解H3PO4→H2PO4－+H+→HPO42－+2H+→PO43－+3H+…………………….….(3)由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终会离解出PO43-。4.磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀，磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜。2Zn2++Fe2++2PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓…………P………(4)3Zn2++2PO43－+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓………………H

4、………(5)P比即为P/（P+H），当Zn3(PO4)2·4H2O含量高时，即P比高。磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形成磷化膜。5.磷化膜的性能指标耐碱性：P比0.9以上[电泳时临界车壳处槽液PH值达12—13，磷化膜中的Zn3(PO4)2易溶解电泳槽中，而Zn2Fe(PO4)2耐碱性强，附着力好、不易溶解]皮膜结晶的致密化：结晶粒度＜10μm磷化膜重量：2.0---3.0g/㎡一、昌铃前处理工艺简介工序名称及说明处理(操作)方式工艺备注温度（℃）时间1.0手工预擦洗手工擦洗或高压水冲洗室温或70(1-2)个工位车身

5、表面较清洁可不设本工序进入预处理设备,去油,磷化2.0热水清洗2.1预脱脂2.2脱脂2.3水洗2.4水洗2.5新鲜水洗2.6表调2.7磷化处理(中温)2.8水洗2.9水洗2.10水洗2.11循环去离子水洗2.12新鲜去离子水洗喷喷浸喷喷喷喷浸喷浸喷喷浸喷喷喷喷70---756050室温室温<35<4540--45室温室温室温室温室温1min1min3min(10-30)S10S10S3min3min(10-30)s3min(10-30)s(10-30)s(10-30)s二、影响磷化膜质量的因素1.脱脂金属的表面状况，直接影响磷化膜晶核的形成和生长，良好的表面状况是涂

6、装成功的第一步。前处理的目的是彻底去除车壳表面油污，充分暴露晶界，为形成密集均匀的磷化膜提供活化点。除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。目前昌铃涂装车间使用的是上海帕卡公司的FC-4423低碱性脱脂剂。它的碱性低，一般pH值为9～12。对设备腐蚀较小，对工件表面状态破坏小，可在低温和中温下使用，除油脂效率较高。除油分为两步（热水喷洗和脱脂剂清洗）。首先控制好热水清洗的温度和压力，确保热水温度控制在70℃---75℃，压力控制在2Kg/cm。为保证良好的喷淋效果，每天生产前对热水喷嘴、预脱脂喷嘴进行清理疏通。并在过滤罐中增加磁力棒吸附铁屑，以减少铁粉堵塞喷嘴或

7、喷淋到车壳上，造成二次污染。为保持热水洗槽液的清洁，每周进行换水，清理过滤罐、磁力棒、槽体滤网。其次控制脱脂槽液的游离碱度在11---13之间，定期对脱脂槽液进行检测，当含油量大于5g/L，更换脱脂槽液。2.脱脂后水洗脱脂后车体表面露出清洁素地,具有化学的活性面极易与其后之水洗工程或其前后间隔区受到氧化,特别是某些钢板材发生pre—coat(早生膜)的可能性高,其后之磷酸盐皮膜磷化时则不能充分反应而形成不完全、不均一的皮膜。为防止pre—coat(早生膜)的发生，应注意以下几方面：第一：调整脱脂后排风风机的风量,防止车壳在间隔区内，因风量过大造成车壳表面干燥发生