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基体对磷化有什么影响?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-03  浏览次数:621

磷化膜形成的过程是磷化液与被磷化基体化学反应的过程,所发生的反应分为三个步骤。

 

1)    金属与酸作用引起金属的溶解

 

Fe+2H3P04→Fe(H2P04)2+H2↑

 

2)    上述反应使零件表面附近液层中的铁离子含量上升,pH值也升高,磷酸二氢盐发生解离。

 

Me(H2PO4)2→MeHP04+H3P04

 

MeHP04→Me3(P04)2+H3PO4

 

   3)Me3(P04)2这样的不溶性正磷酸盐在金属零件表面沉积而形成磷化膜。上述反应是串联连续发生的,当反应l)的速度加快,也就使整个成膜速度加快,而基体的表面状态是导致反应l)快慢的决定因素。

 

对于反应l)来讲不能单纯的看成是金属在酸中的化学溶解。在此反应中,起作用较大的恰恰是在基体金属中铁与碳、铁与其他合金在磷化液中形成大量的反应微电池。在这些微电池中,铁往往作微电池的阳极,碳或其他金属作微电池的阴极。大量的反应微电池,使反应l)的反应速度大大加快,从而使磷化成膜反应也大大加快。由于反应l)速度的加快,使反应2)的解离速度也加快。而反应3)结晶成膜的规律是在一定条件下晶核首先形成,而后晶核长大,形成磷化层,当晶核形成速度大于晶核长大速度时,膜致密。当反应l)的速度太快,使反应2)的解离速度也加快,而反应3)结晶成膜时,晶核长大速度大于晶核形成的速度,而使膜层粗糙。所以对于不同的基体状态要采用不同办法来控制反应l)的速度。才会得到细致合格的磷化膜。

 

基体金属的表面状态,主要由基体金属的组成或加工过程中造成的。

 

1)钢铁的组成,对于碳含量来讲有高、中、低之分,合金钢特别是低合金钢与高、中碳钢表面状态相近。高、中碳钢和低合金钢表面较低碳钢表面在磷化液中更易形成大量的微电池,而这些微电池的反应导致反应1)的速度大大加快。所以高、中碳钢易磷化,磷化膜厚易变粗,而低碳钢则成膜慢,膜薄但细致。

 

   2)不同的加工过程使基体表面的状态不同,如零件经过磨削,挤压表面形成的冷作硬化层,冷作硬化层使零件表面应力状态不一致,而在应力集中部位,磷化层膜厚粗糙。

 

对于以上因素造成的基体表面状态,可采用不同的前处理办法来解决,对于高、中碳钢和低合金钢,脱脂工序可采用喷砂,擦拭的办法去除油和锈。尽量不经过酸洗。此类零件表面经处理后不必达到电镀前的表面状态。

 

对于低碳钢零件可采用含有表面活性剂的弱碱性脱脂剂来脱脂,活化不可采用含量高的强酸。

 

对于表面为冷作硬化层的零件,脱脂后必须用强酸来浸蚀表面,除去冷作硬化层,浸蚀溶液可采用盐酸,时间要短。如有必要可采用混合酸,但不可加入缓蚀剂,否则将抑制磷化膜生成。

 

  在磷化前必须设表调工序。

 

  当然适当选择总酸,游离酸的绝对值。加入适当的活化剂也会使磷化膜细致。

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