金屬溶解反應(yīng)導(dǎo)致局部陰極區(qū)域界面液的酸度下降,從而形成過(guò)飽和溶液,在pH=4~5時(shí),出現(xiàn)磷化液中磷酸鹽的起始沉淀點(diǎn)(PIP),出現(xiàn)起始沉淀點(diǎn)的pH值隨溶液中PO43-/zn2+比值的升高而提高。
最先形成的不完善的磷酸鐵、氧化鐵混合物組成的鈍化膜,也可作為供磷化膜增長(zhǎng)的晶核。由金屬表面結(jié)構(gòu)來(lái)看,表面存在著供磷化膜生產(chǎn)的“活性中心”,該活性中心具有一定的能級(jí)、數(shù)量和表面分布,活性中心的能級(jí)決定晶核生成的難易程度,活性中心的數(shù)量和表面分布影響到晶核的數(shù)量和分布,從而影響磷化膜的粗細(xì)和致密性,晶核生成速率隨活性中心數(shù)量而增加,但主要的制約因素還是活性中心的能級(jí)。
磷化膜在金屬晶格基礎(chǔ)上的取向和排列同金屬晶體相似,即晶格周期相一致,如磷化膜晶體的取向、接長(zhǎng)規(guī)律。磷化膜晶格在金屬晶體上排列整齊,且兩者之間又有較強(qiáng)的作用力,形成的磷化膜就致密,附著力強(qiáng)。
晶核都是在反應(yīng)開(kāi)始后不久生成的,隨后的結(jié)晶過(guò)程只是品粒的長(zhǎng)大,而晶粒數(shù)并不增加,一般情況下,單位面積(cm2)的鋼鐵表面,有幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)個(gè)晶粒。鋼鐵表面晶粒界面處都是晶粒形成的活性中心,所以鋼鐵晶粒組織越小,磷酸鹽結(jié)晶的析出度就越大。噴淋磷化和浸漬磷化的晶核生成數(shù)有很大的差別,一般噴淋磷化生成的晶核多,磷化膜細(xì)致。
金屬表面的狀態(tài),可以用化學(xué)表調(diào)劑進(jìn)行表面調(diào)整,如用磷酸鈦膠體溶液、錳鹽懸浮液等調(diào)整以后,改善了金屬表面活性中心的密度,有助于提高磷化膜的質(zhì)量和生成速率。另外,還可通過(guò)機(jī)械活化手段,如砂紙打磨、擦拭來(lái)提高晶核的數(shù)量,來(lái)加快成膜速度。因?yàn)榫Ш藬?shù)量與金屬表面粗糙度成正比,打磨可增加金屬表面的粗糙度,使得到的磷化膜細(xì)致;而擦拭作用則給予金屬表面能快速不斷的接觸的新的磷化液,從而提高成膜的速度,加快反應(yīng)的進(jìn)行。