在衆多的表面處理工藝中,有一種工藝處理後可以讓産品表面變成黑色,彩虹色或者是變成接近金屬本色的灰色,這種工藝就是磷化處理工藝。
什麼是磷化處理磷化處理是一種化學反應,在表面形成一層膜(磷化膜)的一種表面處理工藝。
磷化處理工藝主要用在金屬表面,目的也是為金屬表面提供一層保護膜,讓金屬與空氣隔絕,防止其被腐蝕;還會用于一些産品塗漆之前的打底,有了這層磷化膜能夠提高漆層的附着力和防腐蝕能力,提高裝飾性讓金屬表面看起來更漂亮,并且還能夠在部分金屬冷加工過程中起到潤滑的作用。
經過磷化處理後能讓工件在很長時間内不會氧化生鏽,所以磷化處理的應用非常廣泛,也是常用的一種金屬表面處理工藝,在汽車,船舶,機械制造等行業中應用越來越多。
但磷化處理也有着溶液沉渣多,表面粗糙,磷化溫度較高,時間長以及成本較高的缺點。
其實磷化處理工藝發展至今已經有很長時間了,它應該是現代金屬表面處理中,發明時間較早的一種,其發展也經過了不同的時期。
在1869年的英國,有人就發現了磷化膜可以用在金屬表面,能有效的保護金屬長時間不被腐蝕,并且當時還将其申請了專利,這也為磷化處理的技術和發展奠定了基礎。
從20世紀初開始,磷化處理開始用在工業産品中,這也促進了磷化工藝的發展和進步,從此磷化處理得到了快速的發展和進入實際應用時期。
到了現代,為了适應各種需求,磷化處理工藝也在不斷的改進,主要是向着低溫,低渣,環保無毒的方向發展。
通常情況下,一種表面處理後都是呈現出一種顔色,但是磷化處理可以根據實際需求,通過使用不同的磷化劑就會呈現不同的顔色,這也就是我們經常會看到磷化處理有灰色,彩色或者是黑色。
鐵系磷化
磷化後表面會呈現出彩虹色以及藍色,所以又被稱為彩磷,磷化液主要以钼酸鹽為原料,會在鋼鐵材料表面形成彩虹色的磷化膜,也主要是用于塗裝底層,以達到工件的防腐蝕能力和提高表面塗層的結合力。
鋅系磷化
顔色呈灰色,所以被稱為灰膜磷化,主要使用的磷化液由磷酸,氟化鈉以及乳化劑等組成,會在工件表面形成灰色的磷化膜,它主要也是為塗裝底層,與後道的噴塑,噴漆或者電泳等工序進行結合。
灰色磷化膜本身也是具有一定的防腐蝕性,所以也可以單獨作為防腐蝕塗層用在工件表面,主要用于一些鍍鋅闆,冷軋闆,以及鋁闆的表面磷化處理。
錳系磷化
顔色呈黑色或者黑灰,所以也被稱為黑色磷化,主要是使用含有錳離子的磷化溶液,會在工件表面形成一層黑色的磷化膜,它也是防鏽性能最好的一種磷化處理,可以作為零部件的長期防鏽,也是應用最廣泛的一種防鏽磷化。
錳系磷化會比其它磷化的摩擦系數更小,所以對于那些經常摩擦的零部件就可以使用黑色磷化,能夠有效的減小摩擦,如一些汽車零部件以及一些緊固件等等。
磷化處理工藝
常用的磷化處理工藝是利用化學元素發生反應,在金屬表面形成一層膜,以起到防腐蝕以及打底的作用,而現代磷化工藝中主要有這些過程。
脫脂除油
金屬材料在儲運加工過程中都會接觸到各種油迹或汗迹,并且這些油迹還會與各種灰塵雜質摻和在一起,附着在金屬表面,不但會影響磷化的形成,還會降低磷化膜的附着力,耐腐蝕性能以及美觀,磷化質量會受到很大影響。
這就需要在磷化前将工件清洗幹淨,常用的方法是化學法,将工件放入到加有加溫到80℃強酸的清洗液中大約5分鐘,通過強酸對油脂産生反應,把油脂從工件上去除掉。
除鏽,除氧化皮
鋼鐵在加工過程中會在其表面形成一層氧化皮,還有就是在儲運過程中遇水或者腐蝕性液态就會生鏽,這些氧化皮和鏽迹如果不将其清理幹淨,就會加速工件的腐蝕。
所以在工件進行磷化前對其進行除鏽和除氧化皮也是主要的工序,這将關系磷化質量。
除鏽去氧化皮有機械法和化學法,通常情況下都會采用化學法,将工件放入到含有工業鹽酸的酸洗液中,靜置30分鐘左右就能完成除鏽和去氧化皮。
磷化處理
磷化過程中最主要的就是磷化液,不同磷化使用的磷化液也會不相同,将金屬工件放入磷化液中後,就會相互之間發生化學反應,生成一種磷酸鐵元素,并且還會産生氫氧。
這種碳酸鐵元素會慢慢的結晶,并且沉積在金屬表面,當這種結晶越來越多後,就會在金屬表面連成一片,形成一層不溶于水牢固的磷化膜。
工件放入磷化液中後,需要持續的晃動幾分鐘,主要是為了排出滞留在工件凹槽内的空氣和氣泡,磷化的時間一般會根據不同的工件結構,材料以及溫度來決定,通常情況下在30分鐘左右。
其它工序
工件在每一道工序後,都需要對其進行水洗,這主要是為了清洗掉工件表面殘留下的化學成分,能夠順利的完成下一道工序。
工件完成磷化并水洗後,需要對其烘幹表面的水分,這樣就完成了整個磷化過程,就可以再加工或者使用了。
塗裝是現代金屬防腐蝕處理簡單而實用的一種方法,磷化處理又是其前處理的關鍵工序,此外磷化處理工藝還對,整個表面處理塗裝行業起到了很大的推動作用。
但磷化處理工藝也面臨着諸多的問題,需要通過改進處理工藝,向着節能環保,無毒以及提高效率的方向發展。
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