钢材怎样磷化处理

630乘420乘250。根据查询磷化槽工艺说明得知磷化处理槽630乘420乘250合适。磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。

一、概 述

钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中，进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或称磷酸盐处理）。

二、磷化膜的外观及组成

1、 外观：由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色，特殊工艺可实现

纯黑色、红色及彩色。

2、组成：磷酸盐[Me3(PO4)2]或磷酸氢盐(MeHPO4)晶体组成。

三、特 点

1、 大气条件下稳定，与钢铁氧化处理相比，其耐腐蚀性较高，约高2-10倍，

再进行重铬酸盐填充，浸油或涂漆处理，能进一步提高其耐腐蚀性。

2、具有微孔隙结构，对油类、漆类有良好的吸附能力。

3、对熔融金属无附着力。

4、磷化膜有教高的电绝缘性能。

5、厚度一般为10-20μm，因为磷化膜在形成过程中相应地伴随着铁进行溶解，

所以尺寸改变较小。

四、用 途

1、防腐。

2、 涂装底层，润滑性，再冷变形加工工艺中，能氧化摩擦，减少加工裂纹和表

面拉伤。

3、要用来防止粘附低熔点的熔融金属。

4、变压器、电机的转子、定子及其他电磁装置的硅钢片均用磷化处理，而原金

属的机械性能、强度、磁性等基本不变。

五、小 结

所需用的设备简单，操作方便，成本低，生产效率高，保护膜又有不少优点，因此在汽车、船舶、机器制造及航空工业都得到广泛的应用。

六、磷化 种 类

用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理及黑色磷化处理等。

1、 高温磷化处理：在90-98℃的温度下进行，溶液的游离酸度于总酸度的比值

为1∶6-9，处理时间为15-20分钟。

特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高，速度快，磷化膜粗细均

匀。溶液加热时间长，挥发量大，成分变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物

难清理。

2、 中温磷化处理：在60-70℃的温度下进行。溶液游离酸度与总酸度比值为1∶（10-15），处理时间为7-15分钟。

特点：溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，容易成分复杂，难配制。

3、 常温磷化处理：在室温下进行，溶液的游离酸度与总酸度的比值为1∶（20-30），处理时间为10-15分钟。

特点：不需加热，消耗少、成本低、稳定、耐腐蚀性差、结合力低、耐热性

低。

七、各 种 因 素 的 影 响

1、 总酸度和游离酸度的影响：

1） 总酸度：提高总酸能加速磷化反应，使膜层薄而细致。过高，常常使膜层过

薄。过低，磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙。

2） 游离酸度：过高会使磷化反应时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔，耐腐蚀性降

低，亚铁离子含量容易上升，溶液里的沉淀容易增多。过低，磷化膜薄甚至

没有磷化膜。

3） 酸度调整：

当游离度过底时，可加入磷酸锰铁盐和磷酸二氢锌，约5-6g/升，升高1“点”，

同时总酸升高5“点”左右，过高用ZnO、ZnCO3、MnCO3或Zn(OH)2中和，0.5-1g/

升，降低1“点”，加入后如果游离酸没有显著下降，表明溶液中磷酸锌盐

含量较高，这时应加水冲淡调整溶液。

当总酸过低时，可加入硝酸锌，20-22g/升或硝酸锰大约在40-45g/升，可

升高10个“点”，高时可用水稀释来降低。

2、 Zn+2离子：加快磷化速度，使磷化膜致密，结晶闪硕有光。低时，磷化膜

疏松发暗。过高（特别是在Fe+2和P2O3较高时），晶粒粗大，排列紊乱，脆

弱且其中白灰较多。

3、 Mn+2离子：可以提高磷化膜的硬度，附着力和耐腐蚀性，颜色加深，结晶

均匀，过高，膜不易生成。

4、 Fe+2离子：在高温磷化中Fe+2很不稳定，易被氧化为Fe+3离子转变为磷

酸铁沉淀，从而导致磷化液浑浊，游离酸升高。在常温磷化溶液中，保持一

定数量的Fe+2，能大大提高磷化层的后度，机械强度和防护能力，工作范

围也比较宽。但Fe+2易被氧化成Fe+3离子而沉淀出来，转变为磷酸高铁，

溶液呈乳白色时，结晶几乎不能生成，质量十分低劣。当磷化液中含有少量

（0.01-0.03g/L）一氧化氢时，Fe+2即相对稳定，这时，溶液中因有少量

Fe(NO)+2络离子，而呈棕绿色。稳定Fe(NO)+2的条件：

1）溶液温度不超过70℃

较高的硝酸根含量和锰含量。亚铁离子过高时，中温磷化膜晶粒粗大，表面

有白色浮灰，防护能力降低，耐热性也有所降低。中温磷化Fe+2(1-3.5g/L)，

常温0.5-2g/L。

2）过多的亚铁离子可以用双氧水除去，每降低1g，约需30%H2O21ml和ZnO0.5g。

5、 P2O5: 能加速磷化速度，使膜疏密，晶粒闪烁发光。低时，膜致密性和耐腐

蚀性均差，甚至会磷化不上。过高时，膜结晶排列絮乱，附着力降低表面灰

白较多。

6、 NO3根离子：硝酸根可以加快磷化速度，提高磷化膜的致密性，并且可降低

磷化槽温度的条件下进行处理。在适当条件下，硝酸根与钢铁作用生成少量

的NO,促使亚铁离子稳定。含量高时，高温磷化膜变薄使中温磷化溶液中亚

铁离子聚积过多，使常温磷化膜易出现黄色锈迹。

7、 F离子：是一种有效活化剂，加速磷化速度，使晶粒致密，耐腐蚀性增强。

过多中温磷化零件表面易出现白色浮灰，常温寿命将会缩短。

8、 NO2根离子：常稳溶液中大大加快磷化速度，减少膜孔隙使结晶细致，提高

膜的耐腐蚀性。含量过多时，膜表面容易出现白点。

9、 温度的影响：温度高加快磷化速度，提高附着力，硬度、耐腐蚀性，但在高

温下，Fe易被氧化Fe沉淀出来，溶液不够稳定。

10、零件的材料和表面状态的影响

高、中碳钢和低合金钢较容易磷化，磷化膜黑而厚实，但是具有磷化膜结

晶粒多粗的倾向，低碳钢零件膜颜色较浅，结晶致密，如果在磷化前进行

适当的浸蚀，可显著提高磷化膜的质量。冷加工零件表面有硬化层，在磷

化前应进行强度浸蚀，活化零件表面，否则磷化膜薄而不均匀，耐蚀性较

低。

磷化零件在浸蚀后，进行一次皂化处理或钛盐处理，可提高磷化膜的致密

性和耐蚀性。

皂化处理的工艺规范：

肥皂：10-30g/L

Na2CO3:15-30g/L

温度：50-60℃

时间：2-5分钟

11、SO4 根离子：使磷化过程延长，膜多孔易锈≤0.5g/升，过高SO4用硝酸钡

沉淀，，1gSO4须用2.72gBaNO3，钡盐不宜过量，否则，磷化结晶粗大，反

映时

12、间延长，而且零件表面白灰较多。

13、CL-1：危害性与SO4相似，≤0.5g/L，过多用硝酸银沉淀，然后用铁屑或铁

板置换残条的银离子。

14、Cu+2:浸蚀或磷化溶液中含有铜离子时，膜表面发红，抗蚀能力降低，Cu+2

用铁屑置换除去。

八、常见故障原因分析

1、磷化膜结晶粗糙多孔：

原因：1）游离酸过高。

2）硝酸根不足。

3）零件表面有残酸，加强中和及清洗。

4）Fe+2过高，用双氧水调整。

5）零件表面过腐蚀，控制酸洗浓度和时间。

2、膜层过薄，无明显结晶：

原因：1）总酸度过高，加水稀释或加磷酸盐调整酸的比值。

2）零件表面有硬化层，用强酸腐蚀或喷砂处理。

3）亚铁含量过低，补充磷酸二氢铁。

4）温度低。

3、磷化膜耐腐蚀性差和生锈

原因：1）磷化晶粒过粗或过细，调整游离酸和总酸度比值。

2）游离酸含量过高。

3）金属过腐蚀。

4）溶液中磷酸盐含量不足。

5）零件表面有残酸。

6）金属表面锈没有出尽。

外 观现 象：工件整体或局部无磷化膜，有时发蓝或有空白片

产生原因：

1.工件表面有硬化层

2.总酸度不够

3.处理温度低

4.游离酸太低

5.脱脂不净或磷化时间偏短

6.工件表面聚齐氢气

7.磷化槽液比例失调，如P2O5含量过低

8.工件重叠或工件之间发生接触

解决方法

1.改进加工方法或用酸洗、喷砂去除硬化层，达到表面处理要求

2.补加磷化剂

3.升高磷化槽液温度。

4.补加磷化剂

5.加强脱脂或延长磷化时间

6.翻动工件或改变工件位置

7.调整或更换磷化槽液

8.注意增大工件间间隙，避免接触

在中温、低温、常温磷化处理中，磷化液变黑的直接原因是槽液中Fe2+过多。Fe2+主要来源于磷化工程中生成的Fe2+以及以额外带入到磷化液中的Fe2+。后者比较隐秘，通常磷化前有酸洗工序时容易带入，如果酸洗后的漂洗水中Fe2+过多或水洗不干净则更严重。

引起二价铁离子增多的原因很多，如磷化液的配比不合理（磷化液本身的质量问题），磷化液工作负荷偏大（磷化工艺的设计问题），磷化液工作温度偏低（工艺操作问题或设计问题），游离酸度过高（工艺操作问题）， 促进剂偏低（工艺操作问题），额外带入的Fe2+（管理问题）。

磷化液变黑的危害：导致磷化液总酸度升高，加入促进剂时生成大量沉渣，导致磷化膜挂灰，导致磷化膜疏松，导致磷化膜结晶粗大。

解决办法：加入H2O2或加入NaClO3或KMnO4或加入促进剂或提高磷化温度或 加强磷化液搅拌或向磷化液中通入空气。

我们的文章《钢铁锌系磷化液变黑的原因分析及防治》将于2011年6月在《金属制品》杂质上发表，欢迎查看。

中化化工科学技术研究总院

单组份磷化液，即建槽和添加使用同一组成的磷化液，无法调整各组成物质的含量，越使用磷化效果越差，因此使用一段时间后就要废弃，成本高。

不是说单组份磷化液就不能使用，但是使用过程中磷化效果会越来越差，最后只能废弃槽液，重新建槽，成本高。

建议你最好使用双组份磷化液。

Emulsion

BW-850磷化皂化液

乳润宝5是适用于磷化加工后各类套管、接箍、链轮等钢铁部件的皂化润滑防锈液，防锈性能优良，不易霉变，稀释后液体纯白，乳化效果很好，稳定性高。

特点

? 防锈 对钢和铸铁都有防锈能力，增加磷化膜抗氧化能力使防锈期延长到12-24个月。

? 经济 不易霉变，可重复使用，使用时稀释10倍，非常经济。

? 安全 本品为中性，对机床、零件及皮肤无腐蚀，符合环保要求不污染环境。

特性

外观 水稀释液 PH值 防锈性10%水溶液

（35±2℃ RH95%） 腐蚀性10%水溶液

（55±2℃ 全浸）

棕色

油体 白色液体 8 45#钢片

24h无锈 一级铸铁单片

4h无锈 一级铸铁叠片

2h无锈 45#钢片

24h无异变 铜片、铝片

4h无异变

主要成份

乳化剂、机械油、防锈添加剂、极压添加剂、杀菌剂、稳定剂。

使用方法

? 将乳润宝5加入到盛装皂化液的槽中，再加入10倍的清水搅拌均匀并且加热到70-80℃，即可投入使用，在使用中，皂化液会因不断污染而变脏，杂质沉积过多应及时清理，清理时将上层皂化液抽到另一槽中，将底部杂质清理干净。

? 皂化液若变黑或产生异味应排放更新，根据工作量的多少不同，皂化液每隔一段时间需更新一次，平时补充时补充液应按乳润宝5与清水的1：10比例配好后加入，不可单纯补水，这样稀释倍数将不准确，排放更新时若皂化液槽底脏污严重，应及时清理干净，以免污染新液，我公司可提供清洗剂进行清理。

注意事项

? 废液请勿排入生活及农业用水中。

? 吞服有害请于40℃以下室内存放。

? 配好的皂化液若放置于槽中长期不使用，超过2个月应予更换。

? 200公斤/桶包装。