第四组钢铁锌系磷化

表面处理综合性(设计性)实验报告实验名称齿轮的锌系磷化实验时间2014年10月31日专业班级1120412实验地点西区实验室小组成员一、实验方案1、实验目的（1）理解钢铁的锌系磷化中的各组分的作用，熟悉基本磷化液的配置。感谢阅读（2）明白理解对配置液改进成分，在实验中所起的作用。感谢阅读2、实验主要仪器设备及材料：表1实验所需仪器设备（含配件）序号仪器设备/材料规格型号/g/L数量/g1电子天平12容量瓶2250ml3烧杯14玻璃棒15酸度计16温度计17水浴18氧化锌分析纯9磷酸分析纯10硝酸分析纯11磷酸二氢钠分析纯12亚硝酸钠分析纯13碳酸锰分析纯2、理论依据：膜形成的最初反应都是由两个过程组成，即:与金属溶液作用相同的酸浸渍反应:Fe+2H3P0,-Fe(HZPO,)a}-Hz(1)金属盐溶液的形成:3Zn(HzPO,)z}4H3PO,+Zn3(PO,)z（2）(2)式所示反应生成的H3P0;立即按照(1)式反应和钢铁表面的铁发生作用，使(2)式继续向右进行，这样就会促使金属与溶液界面处pH值不断上升，溶液中所生成的不溶性磷酸锌浓度不断增加并最终超过它的溶度积，而且由于金属离子从金属进入溶液的速度往往较反应本身速度还低，使三代磷酸锌得以迅速而整齐地沉积在金属表面成为致密的膜层。精品文档放心下载实验配方：方案一方案二改进方案组分用氧化锌/g碳酸锰/g磷酸/mL硝酸/mL亚硝酸钠/g温度/℃656565电镀时间/min868磷酸二氢钠/g无无1游离酸度0.4-2.0点。总酸度18-32点。感谢阅读4、实验方法和步骤：1.磷化液的配置：方案一：在磷化液的配制过程按含量称取各组分，并按配制工艺要求配制.感谢阅读2Zn0加少量H20搅成糊状;H3P04加少量H20稀释，边搅拌，边缓缓加入到(1)中，搅拌溶解;精品文档放心下载(3)依次边搅拌边缓缓加入，硝酸，碳酸锰，促进剂，用量如上表所示。感谢阅读(4)加入余量的H20到规定的体积250ml;谢谢阅读(5)调整配制好的磷化液各组分含量以及游离酸度和总酸度，达到要求即可使谢谢阅读用.方案二：配置与方案一样，只是时间不同，如上表所示。2.材料表面前处理：：钢铁等金属→打磨→水洗→除油→水洗→除锈→水洗3.改进的实验方案：(1)Zn0，加少量H20搅成糊状H3P04加少量H20稀释，边搅拌，边缓缓加入到(1)中，搅拌溶解;精品文档放心下载依次边搅拌边缓缓加入，硝酸，碳酸锰，促进剂，磷酸二氢钠，用量如上表所示。感谢阅读(4)加入余量的H20到规定的体积250ml(5)调整配制好的磷化液各组分含量以及游离酸度和总酸度。谢谢阅读5、参考文献：[1]董薇,陈洪兴.低温锌系磷化液的研制[J].吉林化工学院学报,2012,11:28-31谢谢阅读[2]谭旭翔.钢铁常温磷化研究[D].辽宁师范大学,2007..感谢阅读[3]顾怡雯,曾爱平,薛颖,钱宇峰,王志杰.钢铁的锌系磷化[J].材料保感谢阅读护,2000,03:30-31.[4]杨尚军,谭世语,张研.中温新型磷化液的研制[J].表面技术,2006,04:46-47.谢谢阅读[5]汪泉发,吴天材.磷化处理中常见问题与对策[J].腐蚀与防护,1994,03:152-154谢谢阅读指导教师对实验方案的意见：指导教师签字：年 月 日二、实验结果与分析1、实验实施过程：(1)制备磷化液，同时打磨齿轮镀件。(2)测量磷化液的游离酸度和总酸度，如果达到要求，进行加热到65度。感谢阅读(3)把打磨好的镀件进行酸洗，水洗，碱洗，水洗之后，放入磷化液中计时磷化。磷化完感谢阅读成后，水洗吹干，进行耐腐蚀性和耐磨性测试。(4)依照上面步骤依次进行实验。2、实验现象、实验数据记录：基础磷化前基础磷化后基础磷化液镀件（现象：溶液比较澄清）（现象：磷化后溶液变得比（现象：表面光滑平整，颜较浑浊）色偏黑）改进磷化前改进磷化后改进磷化液镀件（现象：比较澄清，但是底（现象：溶液整体变得浑浊（现象：表面光滑平整，颜部有固体不溶物。）且有白色不溶物。）色偏灰。）第一步现象数据耐磨性基础磷化液颜色较深耐腐蚀48秒较好改进磷化液颜色较浅耐腐蚀3分30较好秒3、实验现象、实验数据的分析：(1)磷化后的试片与预期试片的颜色相同，说明锌锰磷化膜主体组成是:精品文档放心下载Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O、(Mn,Fe)5H2(PO4)·4H2O。精品文档放心下载(2)磷化液中有白色不溶物，可能是氧化锌与酸的比例不合适导致有部分未溶，所以应该感谢阅读调整各成分比例，使其达到比较好的效果。(3)磷化膜的耐磨性太差，通过测试游离酸度和总酸度，发现总酸度太高，如果通过书上所说去调节，所加试剂太多，可能是开始时磷酸加入过多，同时加入磷酸二氢钠也可以大大提高膜的耐磨性。谢谢阅读4、实验总结：(1)实验得出结论：在酸度合适的条件下，磷酸二氢钠可以大幅度提高镀件的耐腐蚀性。谢谢阅读(2)实验达到了预期目标，首先，基础配方合适，做出的基础配方的镀件基本符合镀件所感谢阅读要求的性能。其次在基础配方之上通过一系列变量实验，最终得出通过添加适量的磷酸感谢阅读二氢钠使耐腐蚀性达到三分三十秒