低温磷化工艺中常见的问题与对策
孙绍志
摘? 要：低温磷化成本比较低（原液以及工作液的体积之比为l∶100），沉积物比较少，液温比较低（25℃～35℃），成膜速度非常快（2.0 min～5.0 min），膜厚大致為0.8 m～1.00 m。这个过程非常适用于黑钢零件以及锌，铝及其他的一些零件。该文主要简单介绍了低温磷在工艺当中常见的一些问题以及对策，希望可以给大家带去一些启发。
关键词：低温磷化;工艺;总酸度
中图分类号：TG174? ? ? 文献标志码：A
0 前言
对钢、锌、铝及其合金的一些金属零件进行磷化处理后，在相应的表面会形成磷酸盐转化膜，几乎不会溶于水。磷化膜具有非常多的细孔，因此很少用作金属的最终保护层，而且由于该特性，可以很好地植入到漆膜以及塑料喷剂当中，从而使其与基材之间的结合力在很大程度上得到增强。
1 磷化工艺的主要特点
环境保护方面：废水排放和国建标准相比，要低于标准。用途非常广泛：可以用于钢、锌、铝及其合金的一些磷化处理当中。工序比较少：与一般磷化生产线相比，需要对表面进行调节预处理，相应的磷化线设备投资成本比较低。磷化方法比较灵活：可以使用喷涂或者浸涂的方式进行处理。成本比较：由于消耗比较小，原液以及工作液的体积之比为l∶100，成本比较低。沉积物比较少：和其他的一些磷化溶液配方相比较，沉积物非常少，占据很大的优势。低温：通常适合在25℃～35℃的温度范围内进行操作。速度比较：在喷涂1.5 min～3.0 min，或者浸渍5.0 min～10.0 min就可以完成。磷化液维护方面比较方便：不需要经常进行测量以及对游离酸度进行控制，非常方便。膜厚大致为0.8～1.0。磷化膜：附着力非常良好，在喷涂前的底层使用方面非常适合。
2 具体的处理流程
将这些零件放在生产线上之前，应该先对这些零件进行除油以及除锈。进入生产线之后的工艺流程：进行化学除油-热水洗涤-磷化-热水洗涤-干燥。最后一步是执行喷涂工序。
3 磷化处理及磷化液的维护
先取10 mL工作液，然后在里面加入10滴酚酞指示剂，用0.1 mol/L氢氧化钠测试溶液进行滴定，样品会发生变化，由原来的无色变为现在的粉红色，这一变化可以称之为滴定的终点。按上述标准配制的工作液要求4.5 mL，0.1 mol/L的氢氧化钠，可以被称为4.5点。将2.2 L（3.0 kg）HJ加入到1 000 L磷化溶液中，那么148磷化原液可以保障浓度提升到1.0点。随着对磷化溶液的相关调整以及重复使用，罐底会出现一些沉积，即不溶性的一些污泥，这个时候必须将他们进行清除，否则会对磷化膜的质量产生严重的影响。
在工件上面喷涂25～35℃的工作液时，通常花费的时间为1.0 min～3.0 min，保障金属表面可以获得比较均匀的磷化膜就可以了;浸入的时间为2.0 min～5.0 min。根据上述的一些方法对工作液进行制作，在标准的操作条件下可以获得非常合格的磷化膜。
在20℃以下进行磷化作用，那么工作液的浓度应该进行增加，大致为1倍以上就可以，并且磷化的时间也应该适当地进行延长。在磷化后不可以用水进行清洗，在干燥后，就可以得到比较合格的膜。
4 低温磷化工艺的影响
4.1 总酸度方面
如果总酸度非常低，那么磷化将会受到很大程度的影响，总酸度可以很好地对磷化溶液浓度的具体指标进行反应。对总酸度进行控制主要是将磷化溶液当中的成膜离子浓度保持在一个比较合理的范围之内，因此一定要控制好酸度的具体范围，只有这样才可以制造出比较合理的膜。
4.2 游离酸度方面
如果游离酸度出现过高或者过低的情况对于生产方面都是非常不利的。如果出现过高的现象，那么就不能形成膜，非常容易产生黄锈的现象。如果含量比较低，那么将对磷化溶液的稳定性产生很大的威胁，并且在这个过程中还会产生一些其他的残留物。游离酸可以很好地反映磷化溶液当中游离H+的具体含量。对游离酸度控制主要是为了对磷酸二氢盐在磷化溶液当中的解离度进行控制，只有这样才可以把将成膜离子的浓度控制在一个比较合适的范围内。在对磷化溶液使用期间，游离酸度将会进行缓慢的增加。这时候，可以使用碱进行中和以及调节，在加入过程中一定要缓慢，并进行比较均匀的搅拌，否则局部会出现碱液过分浓缩的现象，这样会造成一些不必要的残留。因此在制作膜的过程当中一定要对游离酸进行控制，只有这样才可以制作出更好的膜。
4.3 酸比方面
酸比指的是总酸度以及游离酸度之间的比。一般来讲，酸比率应该控制在5℃～30℃。如果酸比方面比较低，那么游离酸度就比较高，成膜的速度相对比较慢，磷化的时间比较长，因此需要比较高温的配方。如果酸比比较高，那么成膜速度就比较快，磷化的时间就比较短，而且所需的温度也比较低。因此在制作的过程中一定要很好地对酸比率进行控制。
4.4 温度方面
磷化温度和酸比也是同样重要的，这也是成膜非常关键的一个因素。配方不一样，那么温度的范围也不一样。实际上，他对磷化溶液当中成膜离子的相关浓度具有很大的控制作用。如果温度比较高，那么磷酸二氢的解离度就比较高，相对应的成膜离子的浓度就比较高，因此这种关系可以在温度降低的同时对酸比进行增加，这样就可以很好的成膜。生产单位在对配方进行确定之后，一定要对温度进行严格控制。如果温度比较高，那么将会产生非常多的沉淀物，那么磷化溶液也会很难保障原始平衡。如果温度比较低，那么成膜离子的相应浓度就达不到，想要形成比较完整的磷化膜是非常困难的，因此在生产的过程当中一定要严格对温度方面进行控制。
5 磷化工艺（包括设备）的理
5.1 对工艺进行合理的设计
磷化过程包含很多方面：脱脂、除锈、表面调节以及磷化等，有些还包括水洗之后的干燥等。在预处理生产线上面如果不设置相应的除锈工艺，那么会造成非常大的影响。酸雾非常容易给生产线环境造成污染，容易导致零件出现生锈的情况，这样就会很难对零件焊缝处进行清洗，将会对耐腐蚀性造成很大的影响。因此，加强防锈性是非常有必要的，只有这样才可以保障工艺在合理的控制范围之内。
5.2 材料以及其他项目的影响
磷化剂以及前后处理材料之间存在很大的关系。例如，在进行酸洗以及高碱脱脂处理之后，钢的表面会发生相应的变化，这样对磷化非常不利。要对表面调节剂进行添加，这样才可以保障对于低锌薄膜的具体磷化处理。
5.3 磷化膜干燥方面
对磷化膜进行洗涤以及干燥项目主要有2个目的。首先，为去除溶剂型涂料表面的水分做比较充分的准备。其次，为了进一步提高涂漆后膜的耐腐蝕性，保障磷化之后烘烤的性能得到更好的提高，温度应该控制在130℃～150℃，否则，只会起到除湿以及表面干燥的作用。
5.4 磷化模式的影响
首先可以先使用浸泽法。由于处理的时间比较长，之后再次使用了喷涂方法，这样可以很好地对磷化溶液起到改善作用，处理的时间也缩短到了1 min～3 min。在某些情况下，由于工件具备复杂性，需要使用相应的浸渍方法，使用喷涂可以保障某些区域不出现磷化的现象。另外，浸渍法的性能和喷涂处理的磷化膜相比较效果比较好，因此在实际的生产过程中使用的比较广泛。
6 结语
综上所述，在生产的过程当中，低温磷化工艺仍然存在一些问题，只有对这些问题进行很好的解决，采取一定的措施，才可以保障生产的产品在一个合格的范围内。随着大家的努力，一定会很好地解决工艺当中的问题，进而生产出合格的产品。
参考文献
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