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1 鐵系磷化概述
鐵系磷化是含有磷酸鹽、磷酸、促進(jìn)劑、絡(luò)合劑等基本成份的磷化液，在鋼鐵工件上形成以磷酸鐵和三氧化二鐵為主的彩色磷化膜，俗稱彩膜磷化。此類磷化液具有可在室溫、低溫下使用，磷化速度快、控制方便、磷化沉渣少、槽液穩(wěn)定性好以及成本低等特點(diǎn)，并且涂裝后抗彎曲性、抗沖擊性能好。但是鐵系磷化膜普遍存在耐蝕性差的缺點(diǎn)，特別是雨天或環(huán)境潮濕的情況下，工件易生銹。而且磷化液處理一段時(shí)間后工件易出現(xiàn)掛灰。為此北京冰石科技有限公司研制出一種新型鐵系磷化液(BL-101常溫鐵系磷化液），此磷化液應(yīng)用在某電視機(jī)配件廠，很好地解決了工件返銹和掛灰等問題。
2 .鐵系磷化易返銹和掛灰的原因
2.1 鐵系磷化機(jī)理 鐵系磷化易返銹和掛灰是與其磷化的機(jī)理有關(guān)。一般鐵系磷化液處理工件時(shí)，其反應(yīng)分為以下幾步： 2Fe+4NaH2PO4+2H2O+O2→2Fe(H2PO4)2+4NaOH 然后，磷酸二氫鐵一部分變成磷酸鐵，一部分變成氫氧化鐵。 2Fe(H2PO4)2+2NaOH+O→2FePO4+2NaH2PO4+3H2O 2Fe(H2PO4)2+6NaOH+O→2Fe(OH)3+2NaH2PO4+2Na2HPO4+H2O 最后，氫氧化鐵分解成不溶的氧化鐵： 2Fe(OH3)→Fe2O3+3H2O 綜合式上述各式得： 4Fe+4NaH2PO4+3O2→2FePO4+Fe2O3+2Na2HPO4+3H2O (鐵系磷化膜)
2.2 常見鐵系磷化的應(yīng)用
此類磷化膜為FePO4和Fe2O3為主的無定型磷化膜，膜很薄，一般≤1μm，其耐蝕性差。因?yàn)镹a+或K+在鐵系磷化液中為主要成份，所以磷化膜中大量含有鉀或鈉，使得工件易掛灰，并且處理一段時(shí)間后，溶液中含有大量Fe3+，易生成FePO4沉積在工件表面，也是引起工件掛灰的一個(gè)原因，磷化時(shí)游離酸度控制過高或過低都會(huì)產(chǎn)生掛灰現(xiàn)象。 針對傳統(tǒng)鐵系磷化液的這些缺點(diǎn)，北京冰石科技有限公司研制出一種新型的鐵系磷化液BL-101鐵系磷化液，它是由鋯化合物、磷酸、其它稀有元素、促進(jìn)劑、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、成膜助劑等組成。由于加入了鋯化合物，鋯的防腐蝕性能十分優(yōu)異，在水中也不被腐蝕，具有排水性能，對多種腐蝕介質(zhì)都有極好的耐蝕性能，耐各種堿性溶液腐蝕能力超過不銹鋼與金屬鈦。同時(shí)也是耐酸耐熱的首選材料，所以磷化膜中含有鋯化合物，其耐蝕性大大地提高了；同時(shí)磷化液中還加入其它稀有元素，減小了Na+和K+的用量，有效地解決了因磷化膜中含有大量鈉或鉀等引起的掛灰；合理地控制磷化液的各種指標(biāo)，能夠有效地解決因游離酸過高或過低和Fe3+過多引起的掛灰問題?！ ?/span>
3 新型鐵系磷化液(BL-101)
該磷化液應(yīng)用在某電視機(jī)配件廠，有效地解決了磷化后工作返銹和掛灰問題，該廠經(jīng)長期使用，都取得了滿意的效果?！?/span>
3.1 該廠對磷化膜的要求 該廠磷化工件是電視機(jī)顯示屏內(nèi)襯篩網(wǎng)，其后序組裝時(shí)，需要進(jìn)行正壓和負(fù)壓處理，并且工序間的時(shí)間間隙有時(shí)達(dá)4～5天之久，這就要求磷化膜不能太厚，且耐蝕性要好。又考慮到工件是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特殊性，要求磷化后不堵網(wǎng)孔，網(wǎng)和框的磷化膜顏色要均勻一致，就選擇磷化膜≤1μm的鐵系磷化。然而經(jīng)篩選幾家鐵系磷化處理液，無論是在耐蝕性、顏色的均勻性，還是在耐正壓和耐負(fù)壓方面都是難于滿足的。而我們?yōu)槠渫扑]新型鐵系磷化液BL-101，取得了很滿意的效果?！?/span>
3.2 磷化工藝 該廠的工件是無油有微銹的工件，用北京冰石科技有限公司的新型鐵系磷化BL-101，為該廠設(shè)計(jì)工藝流程為： 除銹→水洗→流水洗→磷化→水洗→干燥→下道工序
3.3 磷化效果
?、倭谆さ念伾??！ ×谆さ念伾珵樗{(lán)色至彩虹色，磷化的時(shí)間不同，顏色隨之變化，通過實(shí)驗(yàn)觀察，其磷化膜的顏色和磷化時(shí)間對應(yīng)關(guān)系如表1?！ ?/span>
表1 磷化膜顏色與磷化時(shí)間對應(yīng)表
磷化時(shí)間 2min 2min 2min 2min 2min
磷化膜的顏色 黃色 紫色 藍(lán)色 深藍(lán)色 淡藍(lán)色
②磷化膜的耐蝕性。磷化膜薄而致密，防銹性好。磷化后在室內(nèi)掛放，可以達(dá)到10天不生銹。
?、哿谆垡呵闆r。磷化槽液沉渣少，根據(jù)該廠使用情況觀察，磷化后網(wǎng)孔一個(gè)也沒有堵，且壽命也比一般鐵系磷化液長?！ ?/span>
④磷化的成本低。該工藝設(shè)備投資少，生產(chǎn)線短，占地面積少，一般不需加熱裝置，不需專用三廢治理設(shè)備。
3.4 槽液的配制與維護(hù) 因磷化液是單組分，配制簡單，只需向槽中加入計(jì)算量的磷化濃縮液，補(bǔ)足水，攪拌均勻即可。在使用過程中，一般情況下可用pH值0.5～5的精密試紙測定槽液pH值，有條件的單位也可用酸度計(jì)檢測槽液游離酸度和總酸度。該磷化液最顯著特點(diǎn)就是維護(hù)補(bǔ)充與配槽時(shí)用同一濃縮液。另外，若磷化液略為升溫，其磷化時(shí)間可大大縮短?！?/span>
4 前景概括
傳統(tǒng)鐵磷化液普遍存在耐蝕性差，工件易掛灰問題，這是由于自身磷化機(jī)理原因引起的。新型鐵系磷化液(BL-101常溫鐵系磷化液)加入了防腐性能十分優(yōu)異的鋯化合物和其它稀有元素，減少了鈉或鉀的含量有效地解決了以上問題，該磷化液長期應(yīng)用在某電視機(jī)配件廠，取得滿意的效果。
