钢铁材料的磷化生产教材课件

紧固件制造技术讲座

钢铁材料的磷化生产

吴则豹紧固件制造技术讲座一、概述：钢件在含有磷酸盐的溶液中,经过一系列的化学和电化学的反应,表面上生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的过程称为钢的磷化。磷化后生成的膜的颜色随着钢材中碳含量不同而改变。低碳钢、中碳钢呈灰白色；高碳钢及渗碳产品呈黑色。由于这种膜有较多的细孔，经填充，浸油以及涂漆，它在大气中就具有了较好的抗腐蚀能力、润滑性能和良好的绝缘性能。（正常情况，击穿电压在250≈380V，经涂装处理后，击穿电压可在1000V）。膜的生成厚度一般在5-20um，且与钢件的结合牢固。一、概述：钢件在含有磷酸盐的溶液中,经

钢件经磷化处理，其机械性能及磁性保持不变。磷化的主要用途是：作防锈层；作油漆底层；作变压器及电机转子、定子硅钢片的绝缘层；材料拉拔和冷镦成型作减磨层；因此，它常用于汽车、船舶、机械、军事以及航天、航空等方面。冷加工润滑用磷化膜要求

a冷镦线材拉拔单位面积上膜重1-10g/m2；b精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10g/m2；c钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重大于10g/m2。

钢件经磷化处理，其机械性能及磁性保持不变。磷化的主要用途是二、化学成膜的原理：

磷酸二氢盐在磷化溶液中可以发生水解，使溶液中的铁、锌、锰离子增多。当钢铁零件放入溶液中，发生一系列的化学反应。这时硝酸盐起催化作用，加剧磷酸盐与零件间的作用，使磷酸二氢盐和正磷酸的浓度不断增加，达到饱和状时，铁、锌、锰离子便结晶析出而沉定在零件表面上。反应继续进行，结晶晶粒在零件表面上不断地长大，磷化膜生成。二、化学成膜的原理：磷酸二氢盐在磷化溶液中可以发生水解，使三、磷化分类1、按磷化处理温度分类

（1）高温型

80—90℃处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）

优点：膜抗蚀力强，结合力好。

缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。三、磷化分类1、按磷化处理温度分类

（1）高温型

1、按磷化处理温度分类（2）中温型

50-75℃，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15）

优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，目前应用较多。

（3）低温型

30-50℃节省能源，使用方便。

1、按磷化处理温度分类（2）中温型

50-75℃，处理时1、按磷化处理温度分类（4）常温型

10-40℃常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7g/m2。

优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。

缺点：处理时间长，溶液配制较繁。

1、按磷化处理温度分类（4）常温型

10-40℃常（低2、按磷化液成分分类

（1）锌系磷化

（2）锌钙系磷化

（3）铁系磷化

（4）锰系磷化

（5）复合磷化磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。

2、按磷化液成分分类

（1）锌系磷化

（2）锌钙系磷3、按磷化处理方法分类

（1）化学磷化

将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。

（2）电化学磷化

在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。

3、按磷化处理方法分类

（1）化学磷化

将工件浸入磷4、按磷化膜质量分类

（1）重量级（厚膜磷化）膜重7.5g/m2以上。

（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5g/m2。

（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5g/m2。

（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0g/m2。

4、按磷化膜质量分类

（1）重量级（厚膜磷化）膜重7.5、按施工方法分类

（1）浸渍磷化

适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。

（2）喷淋磷化

适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。

（3）刷涂磷化

上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。

5、按施工方法分类（1）浸渍磷化

适用于高、中、低温

四、磷化膜组成

分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/g/m2锌系Zn(H2PO4)2磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和

Ca(H2PO4)2磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰1-15锰系Mn(H2PO4)2和Fe(H2PO4)2磷酸锰铁灰→深灰1-60锰锌系Mn(H2PO4)2和Zn(H2PO4)2磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰1-60铁系Fe(H2PO4)2深灰色

5-10

四、磷化膜组成

分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷化后处理五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷1、温度

温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。

但温度不宜过高，否则Fe2+易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。

六、影响因素

1、温度

温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈

2、游离酸度

游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，形成较多的晶核，使膜结晶致密。

游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。

游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。

2、游离酸度

游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的3、总酸度

总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。

总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。

总酸度过低，膜层疏松粗糙。3、总酸度

总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般

4、PH值

锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH＞3时，共件表面易生成粉末。当PH‹1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间5、溶液中离子浓度

①溶液中Fe2+极易氧化成

Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。

②Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。

4、PH值

锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH＞3七、磷化后处理

目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性，通常的做法是加封闭剂和浸油。八、磷化渣

1、磷化渣的影响

①磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加大清渣工作量，处理不好还影响磷化质量，视为不利。

②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度，保持磷化液的平衡，视为有利。

七、磷化后处理

目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性，通常的九、磷化膜质量检验

①外观检验

肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化德的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色。

九、磷化膜质量检验②耐蚀性检查

⑴浸入法

将磷化后的样板浸入3％的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。

2）点滴法

室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜＞5分钟，中等膜＞2分钟，薄膜＞1分钟。②耐蚀性检查

⑴浸入法

将磷化后的样板浸入3％的氯化十、游离酸度及总酸度的测定。

1、游离酸度的测定

用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴甲基橙指示剂（或溴酚蓝指示剂）。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的游离酸度点数。

2、总酸度的测定

用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴酚酞指示剂。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的总酸度点数。

十、游离酸度及总酸度的测定。

1、游离酸度的测定

用3）温度。适当的温度，可加快溶液中一系列反应，附着在零件表面上的磷化膜也很牢固。但温度过高，使亚铁离子被氧化，形成游离酸度不稳，溶液混浊，会在零件表面上附有白灰，反之会掉膜。4）铁。适当的铁离子的存在，对成膜的质量有重要的作用。铁的含量过高，将出现槽底沉淀，失去应有的磷化作用。含量过低，则加长磷化时间，生成膜中会夹杂一些不变清洗的附着物。3）温度。适当的温度，可加快溶液中一系列反应，附着在零件表面5）催化剂。在磷化溶液中，有多种催化剂，如硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、氟化物以及双氧水等。硝酸盐和氟化物是最常用的催化剂。硝酸盐类的硝酸根有降低溶液温度的作用，条件适当时，钢件与硝酸根发生作用可生成较小的一氧化氮，稳定亚铁离子，使获得的磷化膜致密均匀。但硝酸根的含量过高，对磷化有一定的影响，在中温磷化中使亚铁离子含量不断积累，使磷化膜粗糙，反之不形成磷化膜。5）催化剂。在磷化溶液中，有多种催化剂，如硝酸盐、亚硝酸盐、6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允许在较宽的范围内变动。锌离子能加快磷化膜生成的速度，膜层好。在含有锰的溶液中，没有锌离子的参与是不能生成磷化膜的。当溶液中亚铁离子与五氧化二磷的含量较高时，锌离子的含量也高，生成的膜层晶粒粗大，且白灰又多，过低，则生成膜疏松发暗。7）锰离子。在磷化液中锰离子要有锌离子的参与才能生成磷化膜。锌与锰之比应在1.5-2：1.在溶液中锰的含量过高，膜的生成困难，不过，锰离子的含量适量，生成膜的硬度会提高，附着力，防蚀能力均好。6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允许在较宽的范围内变动。8）游离酸。溶液中铁离子的产生必须依靠游离酸。在游离酸溶解的过程中，必然消耗一定量的游离酸，如果不加补游离酸，铁的溶解速度减慢，以致不能生成更多的晶核。游离酸在溶液中的地位是重要的，但它的含量不能过高。过高则铁的溶解速度加快，并伴随着大量的氢气析出。大量的氢气析出相当于对溶液搅拌，打乱了生成晶核的条件。有时酸度过高，会使形成的晶核溶解，无形中加长了磷化时间，生成的磷化膜粗糙。控制游离酸浓度是非常重要的。9）总酸度。总酸度取上限，可使晶核的生成速度加快，膜层质量好。总酸度超过上限值，晶核的生成将超过正常的速度，获得的膜层疏松，膜层防蚀能力低。8）游离酸。溶液中铁离子的产生必须依靠游离酸。在游离酸溶解的

四、磷化常见故障分析及排除故障现象

产生原因

排除方法磷化时间长，不成膜或掉膜1、零件表面有硬化层2、磷酸盐不足，总酸度过高3、亚铁含量过低4、温度低1、用强腐蚀或抛丸处理2、加水和补磷酸盐3、补加亚铁含量4、提高温度磷化膜结晶粗、多孔1、游离酸含量过高2、硝酸根不足3、表面有残酸4、亚铁含量过高5、零件酸洗过度1、调整溶液2、补加硝酸根3、中和、清洗彻底4、用双氧水、调整5、控制酸洗时间及其浓度磷化膜不均匀、发花1、除油不净，温度低2、表面呈钝化状态1、提高前处理质量，控制温度2、抛丸处理四、磷化常见五、磷化层的检测及退除1）检测。a)外观：膜层应无红色氧化斑点，而且整个膜层不能呈现红棕色，表面应呈现黑色或灰白色，表面无红色、黄色或白色挂灰，无白斑、无颗粒状粗膜、膜层应细致均匀，无色泽不均匀，无发花、掉膜等。b)点滴试验。磷化产品经封闭后，将产品冷却至常温，用配好的硫酸铜点滴液，滴在产品的某个部位，开始计时如果局部能超过1-2分钟证明该产品合格，反之重新磷化。2）磷化膜的退除。对不合格的磷化膜在室温条件下，浸入30%的盐酸中1-3分钟可退除磷化膜，也可用抛丸的方法退除。退除后方可继续磷化。五、磷化层的检测及退除1）检测。六：作业指导书六：作业指导书工艺路线分类：1、自检→化学除油→水洗→酸洗→水洗→黑化→水洗→磷化→水洗→封闭→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自检

2、自检→抛丸→黑化→水洗→磷化→水洗→封闭→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自检注：工艺路线1、是生产本公司常规产品而制定； 工艺路线1、是生产本公司12.9级和65Mn材料产品而制定；工艺路线分类：1、自检→化学除油→水洗→酸洗→水洗→黑化→水操作规程1、按工艺路线1操作：操作规程1、按工艺路线1操作：化学除油工艺 a)、SF-315高效金属除油粉5-20％温度：50-80℃（用0-100℃温度计）时间：5-10分钟或除尽为止（用钟表）b)、操作方法：先将自检合格的产品放入专用的磷化篮中，装载量50-100公斤，放在升好温的除油槽里，等除尽油后，用干净的自来水冲洗干净后转入酸洗槽。注；每天要添加5-10公斤，或根据情况定。化学除油工艺 a)、SF-315高效金属除油粉5-20％酸洗工艺：a)、工业级盐酸浓度16-18（用婆美度比重计）PH：0.5以下（用0.5-5PH精密试纸测量）温度：40度以下（用0-100℃温度计）时间：1-3分钟或除尽为止（用钟表）b)、盐酸老化时要及时更换，产品有锈蚀但无氧化皮时，可采用稀盐酸或废盐酸洗。酸洗工艺：a)、工业级盐酸浓度16-18（用婆美度比重计）黑化工艺：a)、硫代硫酸钠：50g/L

盐酸：10-20％时间：1-3分钟（用钟表）PH：1-1.5（用0.5-5PH精密试纸测量）温度：20-40℃（用0-100℃温度计）b)、注；每天测量PH值，保证在范围内，并按比例添加。黑化工艺：a)、硫代硫酸钠：50g/L磷化工艺：a)、磷酸二氢盐：30-35g/L

碳酸锰：50-70g/L

硝酸锌：80-100g/L总酸度（点）：50-70

游离酸度（点）：5-7

温度：60-70℃（用0-100℃温度计）时间：8-15分钟（用钟表）

PH：2-2.5（用0.5-5PH精密试纸测量）磷化工艺：a)、磷酸二氢盐：30-35g/Lb)、注：“点”即是指当分析总酸度与游离酸度时，用0.1mol的氢氧化钠溶液去中和10ml磷化液所消耗氢氧化钠的毫升数。1“点”即指0.1mol氢氧化钠的毫升数。（滴定总酸度的点用酚酞为指示剂，滴定游离酸度的点用甲基橙为指示剂）。此试验每天要做一次。c)、注:每3-5天清理一次磷化槽内药渣,方法是:先将槽内清液打在另外一个槽内,将剩余的药渣倒掉,后将清液打回磷化槽,加水至原位置,按比例加入磷化浓缩液,加温生产。每一个月更换一次新药液，每次清槽都要将槽内和不锈钢加热管上的残渣清理干净。b)、注：“点”即是指当分析总酸度与游离酸度时，用0.1mo封闭工艺：重铬酸甲：1-3g/L无水碳酸钠：0.5-1gLPH：7（用1-14PH广泛试纸测量）温度：50-60℃（用0-100℃温度计时间：3-5分钟（用钟表）封闭工艺：重铬酸甲：1-3g/L注：经封闭好的产品用自来水冲洗干净后，进入老化工序，其温度70-90度时间：0.5分钟。后将产品倒入专用料盘中用风扇吹干。注：每天测量PH值，保证在范围内，并按比例添加。注：经封闭好的产品用自来水冲洗干净后，进入老化工序，其温度7浸油工艺a)、克锈能506脱水防锈油：100％;克锈能508快干防锈油：100％克锈能506和克锈能508汇合比例为1:4或1:3使用产品表面无残留油绩,清晰度比较高。温度：10-40℃（用0-100℃温度计）时间：浸泡0.5-1分钟（用钟表）浸油工艺a)、克锈能506脱水防锈油：100％;克锈能5b)、操作方法：将吹干的产品装入离心篮，浸入装满脱水防锈油的油桶内浸泡0.5-1分钟后提起，放入离心机中把多余的油甩掉，离心时间1-3分钟，将甩后的产品装入周转箱，自检转序。注：每天早上上班要把油桶底部残留的水倒掉，然后加入一定量的新油进去，方可使用。b)、操作方法：将吹干的产品装入离心篮，浸入装满脱水防锈油的按工艺路线2操作：先将工件除去油脂（见工艺路线1化学除油工艺）用热水烫干后再进行抛丸。抛丸工艺及流程：使用直径0.3mm的铬钼合金钢丸，工件装载量≤200kg或1/3的抛丸产品，时间8-20分钟或根据产品订，如果产品较大和细牙螺栓则时间在5-8分钟，装载量在50公斤左右，但是在不影响产品通止规的情况下尽可能抛时间长些，对后序质量有益。抛丸自动停止后，开启风机和正转，清理钢丸1-2分钟后关闭注；其它后序工艺按（工艺路线1流程操作）。按工艺路线2操作：先将工件除去油脂（见工艺路线1化学除油工安全操作常识酸碱等操作的注意问题

1、工作开始，将抽风机启动，穿好劳保用品，如（穿工作服、穿耐酸碱雨鞋、戴耐酸碱手套、戴防护口罩），严格按工艺要求操作。

2、凡有温度要求的，一定将温度控制好，在较高温度的碱性槽工作中，零件要稳放慢出。3、强碱液一旦溅在皮肤上，先用温水冲洗，再用稀醋酸中和，然后用清水冲洗。强酸一旦溅在皮肤上，须立即用冷水冲洗干净，绝对不可用热、温水冲洗。4、车间内不得吸烟，因有防锈油存在，避免引起火灾发生。5、如果发生严重意外应立即送往医院救治。安全操作常识酸碱等操作的注意问题磷化设备磷化设备钢铁材料的磷化生产教材课件钢铁材料的磷化生产教材课件钢铁材料的磷化生产教材课件谢谢大家！钢铁材料的磷化生产教材课件9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。11月-2211月-22Friday,November18,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。。03:42:0203:42:0203:4211/18/20223:42:02AM11、以我独沈久，愧君相见频。。11月-2203:42:0203:42Nov-2218-Nov-2212、故人江海别，几度隔山川。。03:42:0203:42:0203:42Friday,November18,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。。11月-2211月-2203:42:0203:42:02November18,202214、他乡生白发，旧国见青山。。18十一月20223:42:02上午03:42:0211月-2215、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十一月223:42上午11月-2203:42November18,202216、行动出成果，工作出财富。。2022/11/183:42:0203:42:0218November202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。3:42:02上午3:42上午03:42:0211月-229、没有失败，只有暂时停止成功！。11月-2211月-22Friday,November18,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。03:42:0203:42:0203:4211/18/20223:42:02AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。11月-2203:42:0203:42Nov-2218-Nov-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。03:42:0203:42:0203:42Friday,November18,202213、不知香积寺，数里入云峰。。11月-2211月-2203:42:0203:42:02November18,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18十一月20223:42:02上午03:42:0211月-2215、楚塞三湘接，荆门九派通。。。十一月223:42上午11月-2203:42November18,202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2022/11/183:42:0203:42:0218November202217、空山新雨后，天气晚来秋。。3:42:02上午3:42上午03:42:0211月-229、杨柳散和风，青山澹吾虑。。11月-2211月-22Friday,November18,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。03:42:0203:42:0203:4211/18/20223:42:02AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。11月-2203:42:0203:42Nov-2218-Nov-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。03:42:0203:42:0203:42Friday,November18,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。11月-2211月-2203:42:0203:42:02November18,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18十一月20223:42:02上午03:42:0211月-2215、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。十一月223:42上午11月-2203:42November18,202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/11/183:42:0203:42:0218November202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。3:42:02上午3:42上午03:42:0211月-22MOMODAPOWERPOINTLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Fusceidurnablandit,eleifendnullaac,fringillapurus.Nullaiaculistemporfelisutcursus.感谢您的下载观看专家告诉9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。11月-2211月-22Sat紧固件制造技术讲座

钢铁材料的磷化生产

吴则豹紧固件制造技术讲座一、概述：钢件在含有磷酸盐的溶液中,经过一系列的化学和电化学的反应,表面上生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的过程称为钢的磷化。磷化后生成的膜的颜色随着钢材中碳含量不同而改变。低碳钢、中碳钢呈灰白色；高碳钢及渗碳产品呈黑色。由于这种膜有较多的细孔，经填充，浸油以及涂漆，它在大气中就具有了较好的抗腐蚀能力、润滑性能和良好的绝缘性能。（正常情况，击穿电压在250≈380V，经涂装处理后，击穿电压可在1000V）。膜的生成厚度一般在5-20um，且与钢件的结合牢固。一、概述：钢件在含有磷酸盐的溶液中,经

钢件经磷化处理，其机械性能及磁性保持不变。磷化的主要用途是：作防锈层；作油漆底层；作变压器及电机转子、定子硅钢片的绝缘层；材料拉拔和冷镦成型作减磨层；因此，它常用于汽车、船舶、机械、军事以及航天、航空等方面。冷加工润滑用磷化膜要求

a冷镦线材拉拔单位面积上膜重1-10g/m2；b精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10g/m2；c钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重大于10g/m2。

钢件经磷化处理，其机械性能及磁性保持不变。磷化的主要用途是二、化学成膜的原理：

磷酸二氢盐在磷化溶液中可以发生水解，使溶液中的铁、锌、锰离子增多。当钢铁零件放入溶液中，发生一系列的化学反应。这时硝酸盐起催化作用，加剧磷酸盐与零件间的作用，使磷酸二氢盐和正磷酸的浓度不断增加，达到饱和状时，铁、锌、锰离子便结晶析出而沉定在零件表面上。反应继续进行，结晶晶粒在零件表面上不断地长大，磷化膜生成。二、化学成膜的原理：磷酸二氢盐在磷化溶液中可以发生水解，使三、磷化分类1、按磷化处理温度分类

（1）高温型

80—90℃处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）

优点：膜抗蚀力强，结合力好。

缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。三、磷化分类1、按磷化处理温度分类

（1）高温型

1、按磷化处理温度分类（2）中温型

50-75℃，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15）

优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，目前应用较多。

（3）低温型

30-50℃节省能源，使用方便。

1、按磷化处理温度分类（2）中温型

50-75℃，处理时1、按磷化处理温度分类（4）常温型

10-40℃常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7g/m2。

优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。

缺点：处理时间长，溶液配制较繁。

1、按磷化处理温度分类（4）常温型

10-40℃常（低2、按磷化液成分分类

（1）锌系磷化

（2）锌钙系磷化

（3）铁系磷化

（4）锰系磷化

（5）复合磷化磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。

2、按磷化液成分分类

（1）锌系磷化

（2）锌钙系磷3、按磷化处理方法分类

（1）化学磷化

将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。

（2）电化学磷化

在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。

3、按磷化处理方法分类

（1）化学磷化

将工件浸入磷4、按磷化膜质量分类

（1）重量级（厚膜磷化）膜重7.5g/m2以上。

（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5g/m2。

（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5g/m2。

（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0g/m2。

4、按磷化膜质量分类

（1）重量级（厚膜磷化）膜重7.5、按施工方法分类

（1）浸渍磷化

适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。

（2）喷淋磷化

适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。

（3）刷涂磷化

上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。

5、按施工方法分类（1）浸渍磷化

适用于高、中、低温

四、磷化膜组成

分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/g/m2锌系Zn(H2PO4)2磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和

Ca(H2PO4)2磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰1-15锰系Mn(H2PO4)2和Fe(H2PO4)2磷酸锰铁灰→深灰1-60锰锌系Mn(H2PO4)2和Zn(H2PO4)2磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰1-60铁系Fe(H2PO4)2深灰色

5-10

四、磷化膜组成

分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷化后处理五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷1、温度

温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。

但温度不宜过高，否则Fe2+易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。

六、影响因素

1、温度

温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈

2、游离酸度

游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，形成较多的晶核，使膜结晶致密。

游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。

游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。

2、游离酸度

游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的3、总酸度

总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。

总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。

总酸度过低，膜层疏松粗糙。3、总酸度

总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般

4、PH值

锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH＞3时，共件表面易生成粉末。当PH‹1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间5、溶液中离子浓度

①溶液中Fe2+极易氧化成

Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。

②Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。

4、PH值

锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH＞3七、磷化后处理

目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性，通常的做法是加封闭剂和浸油。八、磷化渣

1、磷化渣的影响

①磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加大清渣工作量，处理不好还影响磷化质量，视为不利。

②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度，保持磷化液的平衡，视为有利。

七、磷化后处理

目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性，通常的九、磷化膜质量检验

①外观检验

肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化德的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色。

九、磷化膜质量检验②耐蚀性检查

⑴浸入法

将磷化后的样板浸入3％的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。

2）点滴法

室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜＞5分钟，中等膜＞2分钟，薄膜＞1分钟。②耐蚀性检查

⑴浸入法

将磷化后的样板浸入3％的氯化十、游离酸度及总酸度的测定。

1、游离酸度的测定

用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴甲基橙指示剂（或溴酚蓝指示剂）。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的游离酸度点数。

2、总酸度的测定

用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴酚酞指示剂。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的总酸度点数。

十、游离酸度及总酸度的测定。

1、游离酸度的测定

用3）温度。适当的温度，可加快溶液中一系列反应，附着在零件表面上的磷化膜也很牢固。但温度过高，使亚铁离子被氧化，形成游离酸度不稳，溶液混浊，会在零件表面上附有白灰，反之会掉膜。4）铁。适当的铁离子的存在，对成膜的质量有重要的作用。铁的含量过高，将出现槽底沉淀，失去应有的磷化作用。含量过低，则加长磷化时间，生成膜中会夹杂一些不变清洗的附着物。3）温度。适当的温度，可加快溶液中一系列反应，附着在零件表面5）催化剂。在磷化溶液中，有多种催化剂，如硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、氟化物以及双氧水等。硝酸盐和氟化物是最常用的催化剂。硝酸盐类的硝酸根有降低溶液温度的作用，条件适当时，钢件与硝酸根发生作用可生成较小的一氧化氮，稳定亚铁离子，使获得的磷化膜致密均匀。但硝酸根的含量过高，对磷化有一定的影响，在中温磷化中使亚铁离子含量不断积累，使磷化膜粗糙，反之不形成磷化膜。5）催化剂。在磷化溶液中，有多种催化剂，如硝酸盐、亚硝酸盐、6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允许在较宽的范围内变动。锌离子能加快磷化膜生成的速度，膜层好。在含有锰的溶液中，没有锌离子的参与是不能生成磷化膜的。当溶液中亚铁离子与五氧化二磷的含量较高时，锌离子的含量也高，生成的膜层晶粒粗大，且白灰又多，过低，则生成膜疏松发暗。7）锰离子。在磷化液中锰离子要有锌离子的参与才能生成磷化膜。锌与锰之比应在1.5-2：1.在溶液中锰的含量过高，膜的生成困难，不过，锰离子的含量适量，生成膜的硬度会提高，附着力，防蚀能力均好。6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允许在较宽的范围内变动。8）游离酸。溶液中铁离子的产生必须依靠游离酸。在游离酸溶解的过程中，必然消耗一定量的游离酸，如果不加补游离酸，铁的溶解速度减慢，以致不能生成更多的晶核。游离酸在溶液中的地位是重要的，但它的含量不能过高。过高则铁的溶解速度加快，并伴随着大量的氢气析出。大量的氢气析出相当于对溶液搅拌，打乱了生成晶核的条件。有时酸度过高，会使形成的晶核溶解，无形中加长了磷化时间，生成的磷化膜粗糙。控制游离酸浓度是非常重要的。9）总酸度。总酸度取上限，可使晶核的生成速度加快，膜层质量好。总酸度超过上限值，晶核的生成将超过正常的速度，获得的膜层疏松，膜层防蚀能力低。8）游离酸。溶液中铁离子的产生必须依靠游离酸。在游离酸溶解的

四、磷化常见故障分析及排除故障现象

产生原因

排除方法磷化时间长，不成膜或掉膜1、零件表面有硬化层2、磷酸盐不足，总酸度过高3、亚铁含量过低4、温度低1、用强腐蚀或抛丸处理2、加水和补磷酸盐3、补加亚铁含量4、提高温度磷化膜结晶粗、多孔1、游离酸含量过高2、硝酸根不足3、表面有残酸4、亚铁含量过高5、零件酸洗过度1、调整溶液2、补加硝酸根3、中和、清洗彻底4、用双氧水、调整5、控制酸洗时间及其浓度磷化膜不均匀、发花1、除油不净，温度低2、表面呈钝化状态1、提高前处理质量，控制温度2、抛丸处理四、磷化常见五、磷化层的检测及退除1）检测。a)外观：膜层应无红色氧化斑点，而且整个膜层不能呈现红棕色，表面应呈现黑色或灰白色，表面无红色、黄色或白色挂灰，无白斑、无颗粒状粗膜、膜层应细致均匀，无色泽不均匀，无发花、掉膜等。b)点滴试验。磷化产品经封闭后，将产品冷却至常温，用配好的硫酸铜点滴液，滴在产品的某个部位，开始计时如果局部能超过1-2分钟证明该产品合格，反之重新磷化。2）磷化膜的退除。对不合格的磷化膜在室温条件下，浸入30%的盐酸中1-3分钟可退除磷化膜，也可用抛丸的方法退除。退除后方可继续磷化。五、磷化层的检测及退除1）检测。六：作业指导书六：作业指导书工艺路线分类：1、自检→化学除油→水洗→酸洗→水洗→黑化→水洗→磷化→水洗→封闭→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自检

2、自检→抛丸→黑化→水洗→磷化→水洗→封闭→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自检注：工艺路线1、是生产本公司常规产品而制定； 工艺路线1、是生产本公司12.9级和65Mn材料产品而制定；工艺路线分类：1、自检→化学除油→水洗→酸洗→水洗→黑化→水操作规程1、按工艺路线1操作：操作规程1、按工艺路线1操作：化学除油工艺 a)、SF-315高效金属除油粉5-20％温度：50-80℃（用0-100℃温度计）时间：5-10分钟或除尽为止（用钟表）b)、操作方法：先将自检合格的产品放入专用的磷化篮中，装载量50-100公斤，放在升好温的除油槽里，等除尽油后，用干净的自来水冲洗干净后转入酸洗槽。注；每天要添加5-10公斤，或根据情况定。化学除油工艺 a)、SF-315高效金属除油粉5-20％酸洗工艺：a)、工业级盐酸浓度16-18（用婆美度比重计）PH：0.5以下（用0.5-5PH精密试纸测量）温度：40度以下（用0-100℃温度计）时间：1-3分钟或除尽为止（用钟表）b)、盐酸老化时要及时更换，产品有锈蚀但无氧化皮时，可采用稀盐酸或废盐酸洗。酸洗工艺：a)、工业级盐酸浓度16-18（用婆美度比重计）黑化工艺：a)、硫代硫酸钠：50g/L

盐酸：10-20％时间：1-3分钟（用钟表）PH：1-1.5（用0.5-5PH精密试纸测量）温度：20-40℃（用0-100℃温度计）b)、注；每天测量PH值，保证在范围内，并按比例添加。黑化工艺：a)、硫代硫酸钠：50g/L磷化工艺：a)、磷酸二氢盐：30-35g/L

碳酸锰：50-70g/L

硝酸锌：80-100g/L总酸度（点）：50-70

游离酸度（点）：5-7

温度：60-70℃（用0-100℃温度计）时间：8-15分钟（用钟表）

PH：2-2.5（用0.5-5PH精密试纸测量）磷化工艺：a)、磷酸二氢盐：30-35g/Lb)、注：“点”即是指当分析总酸度与游离酸度时，用0.1mol的氢氧化钠溶液去中和10ml磷化液所消耗氢氧化钠的毫升数。1“点”即指0.1mol氢氧化钠的毫升数。（滴定总酸度的点用酚酞为指示剂，滴定游离酸度的点用甲基橙为指示剂）。此试验每天要做一次。c)、注:每3-5天清理一次磷化槽内药渣,方法是:先将槽内清液打在另外一个槽内,将剩余的药渣倒掉,后将清液打回磷化槽,加水至原位置,按比例加入磷化浓缩液,加温生产。每一个月更换一次新药液，每次清槽都要将槽内和不锈钢加热管上的残渣清理干净。b)、注：“点”即是指当分析总酸度与游离酸度时，用0.1mo封闭工艺：重铬酸甲：1-3g/L无水碳酸钠：0.5-1gLPH：7（用1-14PH广泛试纸测量）温度：50-60℃（用0-100℃温度计时间：3-5分钟（用钟表）封闭工艺：重铬酸甲：1-3g/L注：经封闭好的产品用自来水冲洗干净后，进入老化工序，其温度70-90度时间：0.5分钟。后将产品倒入专用料盘中用风扇吹干。注：每天测量PH值，保证在范围内，并按比例添加。注：经封闭好的产品用自来水冲洗干净后，进入老化工序，其温度7浸油工艺a)、克锈能506脱水防锈油：100％;克锈能508快干防锈油：100％克锈能506和克锈能508汇合比例为1:4或1:3使用产品表面无残留油绩,清晰度比较高。温度：10-40℃（用0-100℃温度计）时间：浸泡0.5-1分钟（用钟表）浸油工艺a)、克锈能506脱水防锈油：100％;克锈能5b)、操作方法：将吹干的产品装入离心篮，浸入装满脱水防锈油的油桶内浸泡0.5-1分钟后提起，放入离心机中把多余的油甩掉，离心时间1-3分钟，将甩后的产品装入周转箱，自检转序。注：每天早上上班要把油桶底部残留的水倒掉，然后加入一定量的新油进去，方可使用。b)、操作方法：将吹干的产品装入离心篮，浸入装满脱水防锈油的按工艺路线2操作：先将工件除去油脂（见工艺路线1化学除油工艺）用热水烫干后再进行抛丸。抛丸工艺及流程：使用直径0.3mm的铬钼合金钢丸，工件装载量≤200kg或1/3的抛丸产品，时间8-20分钟或根据产品订，如果产品较大和细牙螺栓则时间在5-8分钟，装载量在50公斤左右，但是在不影响产品通止规的情况下尽可能抛时间长些，对后序质量有益。抛丸自动停止后，开启风机和正转，清理钢丸1-2分钟后关闭注；其它后序工艺按（工艺路线1流程操作）。按工艺路线2操作：先将工件除去油脂（见工艺路线1化学除油工安全操作常识酸碱等操作的注意问题

1、工作开始，将抽风机启动，穿好劳保用品，如（穿工作服、穿耐酸碱雨鞋、戴耐酸碱手套、戴防护口罩），严格按工艺要求操作。

2、凡有温度要求的，一定将温度控制好，在较高温度的碱性槽工作中，零件要稳放慢出。3、强碱液一旦溅在皮肤上，先用温水冲洗，再用稀醋酸中和，然后用清水冲洗。强酸一旦溅在皮肤上，须立即用冷水冲洗干净，绝对不可用热、温水冲洗。4、车间内不得吸烟，因有防锈油存在，避免引起火灾发生。5、如果发生严重