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磷化是各种金属表面处理中最广泛采用的手段之一,金属表面磷化处理是在酸性磷酸盐溶液中进行化学处理,使其表面生成一层难溶的磷酸盐膜层,它能大大提高涂层的耐蚀性和附着力。我国目前使用的磷化技术大都是中、高温条件下的NaNO2促进体系,存在能耗大,成本高,污染重甚至有毒等缺点。因此,开发低温节能,快速、无毒低污染的磷化工艺已经成为当今磷化的主要研究方向。
本文是在分析国内外有关低温磷化技术的基础上,以甲醛和氯酸盐为主要促进剂,通过正交实验优化分析,研制出一种低温、快速磷化液,并通过一系列工艺实验和电化学实验验证了该种磷化液能达到降低磷化温度,提高膜层质量等目的。其主要工作和结论如下:
1.通过实验优选,确立了该低温、快速磷化液的主要物质组分配方。
2.在磷化液配方确定的基础上进行了工艺验证实验和电化学实验,主要验证了磷化膜外观、膜重、晶向结构、耐蚀性等,同时和传统的NaNO2促进体系进行了比较,通过以上实验表明:①该磷化液,工作温度低,比传统的NaNO2促进体系低10℃左右,节约大量能源;②磷化液成膜速度快,磷化时间在3~6min,而传统的NaNO2促进体系则需要10min以上。③该磷化液,形成的磷化膜结晶形状好,是松针状的,膜层薄,更有利于涂漆前打底,传统的NaNO2促进体系形成的磷化膜结晶形状是针叶状的,膜层较厚。
3.对低温、快速磷化液中的组分进行分析及机理讨论认为:通过选用新型的促进剂——甲醛还原剂,提高总酸、降低游离酸浓度、添加金属离子、酒石酸、柠檬酸、F-等可以达到低温快速的磷化要求。