Het Phosphating is een proces van chemische en elektrochemische reactie om een film van de fosfaat chemische omzetting te vormen, die het phosphating film wordt genoemd. Het doel om phosphating is hoofdzakelijk bescherming te bieden voor het onedele metaal en het metaal in zekere mate te verhinderen corrosie; Het wordt gebruikt voor instructie alvorens om de adhesie en corrosieweerstand van de verf te schilderen te verbeteren filmt; Het wordt gebruikt voor antifrictiesmering in metaal koud het werk proces.
1. Reden:
Het phosphating proces omvat chemische en elektrochemische reacties. Het phosphating reactiemechanisme van verschillende phosphating systemen en materialen is complex. Hoewel de wetenschappers heel wat onderzoek op dit gebied hebben gedaan, hebben zij nog niet volledig het begrepen. Lang geleden, werd het phosphating mechanisme van de filmvorming eenvoudig beschreven door een chemische reactievergelijking:
8Fe+5Me (H2PO4) 2+8H2O+H3PO4Me2Fe (PO4) 2 · 4H2O (membraan) +Me3 (PO4) · 4H2O (membraan) +7FeHPO4 (sediment) +8H2 ↑
Me ben Mn, Zn, enz. Machu die, geloofde enz. dat het staal in een oplossing wordt ondergedompeld die op hoge temperatuur fosforzuur en dihydrogen fosfaat bevatten een kristallijne die het phosphating film vormen zal uit fosfaatstortingen wordt samengesteld, en de waterstofsediment van het fosfaatijzer en waterstof produceert. De verklaring van dit mechanisme is eerder ruw en kan niet de film volledig verklaren vormt proces. Met de geleidelijke verdieping van phosphating onderzoek, vandaag, zijn de geleerden het ermee eens dat de het phosphating film die proces vormen hoofdzakelijk uit de volgende vier stappen bestaat:
①De zure ets vermindert H+concentration op de oppervlakte van het onedele metaal
Fe – 2e→ Fe2+
2H2-+2e→2 [H] (1)
H2
②Versnellende agent (oxidatiemiddel)
[O] + [H] → [R] +H2O
Fe2++ [O] → Fe3++ [R]
In de formule, [O] is de versneller (oxidatiemiddel), en [R] is het verminderingsproduct. Omdat de versneller het waterstofatoom oxydeert in de eerste stap van de reactie wordt geproduceerd, wordt de snelheid van reactie (1) versneld, die verder tot een scherpe daling in H+concentration op de metaaloppervlakte die leidt. Tegelijkertijd, is Fe2+in de oplossing geoxydeerd aan Fe3+.
③Meertrappige scheiding van fosfaat
H3PO4 H2PO4-+H+ HPO42-+2H+ PO43-+3H- (3)
wegens de scherpe daling van H+concentration op de metaaloppervlakte, het scheidingsevenwicht van fosfaat bij alle niveausbewegingen aan het recht, en tenslotte PO43 -.
④Het fosfaat stort en kristalliseert in het phosphating van film
Wanneer PO43 - van metaal wordt gescheiden bereikt de oppervlakte het oplosbaarheidsproduct constante Ksp met metaalionen (zoals Zn2+, Mn2+, Ca2+, Fe2+) in oplossing (metaalinterface), zal de fosfaatprecipitatie die worden gevormd
Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe (PO4) 2·4H2O↓ (4)
3Zn2++2PO43-+4H2O=Zn3 (PO4) 2·4H2O↓ (5)
De fosfaatprecipitatie en de watermolecules vormen het phosphating samen kristalkern, die in het phosphating van korrels blijft groeien, en de talloze korrels worden dicht gestapeld om een het phosphating film metaphysically te vormen.
De zijreactie van fosfaatprecipitatie zal het phosphating sediment vormen
Fe3++PO43-=FePO4 (6)
Het bovengenoemde mechanisme kan niet alleen de het phosphating film verklaren vormt proces van zinkreeks, mangaanreeks en de reeks van het zinkcalcium, maar ook het ontwerp van phosphating formule en proces leiden. Van het bovengenoemde mechanisme, kan men zien dat de aangewezen oxidatiemiddelen de snelheid van reactie (2) kunnen verbeteren; Lagere H+concentration kan het scheidingsevenwicht van de reactie (3) beweging van de fosfaatscheiding aan het recht gemakkelijker maken PO43 te scheiden -; Als er het actieve puntoppervlakte binden op de metaaloppervlakte zijn, kan precipitatiereactie (4) (5) de kernen van de fosfaatprecipitatie zonder teveel oververzadiging vormen; De generatie van het phosphating van sediment hangt bij reactie (1) en de reactie (2) af. De hoge concentratie van H+in-oplossing en sterke versneller zal het sediment verhogen. Dienovereenkomstig, in de daadwerkelijke phosphating formule en procesimplementatie, is de oppervlakte: een aangewezen sterke versneller (oxidatiemiddel); Hoge zure verhouding (vrij laag vrij zuur, d.w.z. H+concentration); Het aanpassen van de metaaloppervlakte om een actief punt te hebben kan de phosphating reactiesnelheid verbeteren, en kan een film bij een lagere temperatuur snel vormen. Daarom wordt het bovengenoemde mechanisme over het algemeen gevolgd in het ontwerp van lage temperatuur snelle phosphating formule, en de sterke versneller, de hoge zure verhouding, het oppervlakteaanpassingsproces, enz. worden geselecteerd.
Ongeveer het phosphating sediment. Omdat het het phosphating sediment hoofdzakelijk FePO4 is, wordt de hoeveelheid Fe3+must verminderd om de hoeveelheid sediment te verminderen. Namelijk worden twee methodes goedgekeurd: verminder H+concentration van phosphating oplossing (lage vrije zuurheid) om de oxydatie van Fe2+to Fe3+ te verminderen.
Het phosphating mechanisme van zink en aluminium is fundamenteel hetzelfde als hierboven. De phosphating snelheid van zinkmateriaal is snel, en de het phosphating film is slechts samengesteld uit zinkfosfaat, en er is weinig sediment. Over het algemeen, worden meer fluorsamenstellingen toegevoegd aan aluminium het phosphating aan vorm AlF3 en AlF63 -. Het mechanisme van polymerisatie van de aluminium phosphating stap is fundamenteel hetzelfde als hierboven.
2. Phosphating classificatie
Er zijn vele classificatiemethodes om phosphating, maar zij zijn over het algemeen geclassificeerd volgens het phosphating van film vormt systeem, dat filmdikte, phosphating temperatuur en versnellertype phosphating.
2.1 classificatie volgens het phosphating van filmsysteem
Volgens de het phosphating film die systeem vormen, is het hoofdzakelijk verdeeld in zes categorieën: zinksysteem, het systeem van het zinkcalcium, het systeem van het zinkmangaan, mangaansysteem, ijzersysteem en amorf ijzersysteem.
De belangrijkste onderdelen van oplossing van het zink phosphating bad zijn: Zn2+, H2PO3 -, NO3 -, H3PO4, versneller, enz. De belangrijkste samenstelling van de gevormde het phosphating film (staaldelen): Zn3 (po4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O. Phosphated korrels zijn vertakt, acicular en poreus. Het wordt wijd gebruikt voor instructie alvorens te schilderen, anticorrosief en koude werkend antifrictiesmering.
De belangrijkste onderdelen van phosphating het badoplossing van het zinkcalcium zijn: Zn2+, Ca2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 en andere additieven. De belangrijkste samenstelling van het phosphating van film (staaldelen): Zn2Ca (PO4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2O. Phosphated korrels zijn compacte korrels (soms met grote naald zoals korrels) met weinig poriën. Het wordt gebruikt voor instructie en anticorrosief alvorens te schilderen.
De belangrijkste samenstelling van phosphating het badoplossing van het zinkmangaan: Zn2+, Mn2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 en andere additieven. De belangrijkste samenstelling van de het phosphating film: Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2O, (Mn, Fe) 5H2 (PO4) 4 · 4H2O. De het phosphating korrels zijn in de korrelige vorm van het naald vertakte gemengde kristal met weinig poriën. Het wordt wijd gebruikt voor instructie alvorens te schilderen, anticorrosieve en antifrictiesmering tijdens het koude werken.
De belangrijkste samenstelling van oplossing van het mangaan phosphating bad: Mn2+, NO3 -, H2PO4, H3PO4 en andere additieven. De belangrijkste die samenstelling van het phosphating van film op staaldelen wordt gevormd: (Mn, Fe) 5H2 (PO4) 4 · 4H2O. De het phosphating film is dik met weinig poriën, en de het phosphating korrels zijn dicht. Het wordt wijd gebruikt in anticorrosief en koude werkend antifrictiesmering.
De belangrijkste samenstelling van oplossing van het ijzer phosphating bad: Fe2+, H2PO4, H3PO4 en andere additieven. De belangrijkste samenstelling van de het phosphating film (staalwerkstuk): Fe5H2 (PO4) 4 · 4H2O. De het phosphating film is dik, is de phosphating temperatuur hoog, is de behandelingstijd lang, heeft de film vele poriën, en de het phosphating korrels zijn korrelig. Het wordt gebruikt voor anticorrosief en koude werkend antifrictiesmering.
De belangrijkste onderdelen van de amorfe oplossing van het ijzer phosphating bad: Na+ (NH4+), H2PO4, H3PO4, MoO4 - (ClO3 -, NO3 -) en andere additieven. De belangrijkste samenstelling van het phosphating van film (staaldelen): Fe3 (PO4) 2 · 8H2O, Fe2O3. De het phosphating film is dun, en de micro- filmstructuur is vlakdistributie van amorfe fase, die slechts voor instructie alvorens te schilderen wordt gebruikt.
2.2 classificatie volgens de dikte van het phosphating van film
Volgens de dikte van het phosphating van film (gewicht van het phosphating van film), kan het in vier types worden verdeeld: sub lichtgewicht, lichtgewicht, sub zwaargewicht en zwaargewicht. Het gewicht van de secundaire lichtgewichtfilm is slechts 0.1~1.0g/m2. Over het algemeen, is het amorfe ijzersysteem het phosphating film, die slechts voor instructie alvorens, vooral voor grote misvormde werkstukken te schilderen wordt gebruikt. De lichtgewichtfilm weegt 1.1~4.5 g/m2, en voor instructie alvorens te schilderen wijd gebruikt, maar minder in anticorrosieve en koude verwerkende industrie gebruikt. De dikte van de sub zware het phosphating film is 4,6 ~ 7,5 g/m2. wegens het grote filmgewicht, is de film dik (generally>3 μ m) Het is minder gebruikt als inleiding alvorens te schilderen (slechts gebruikt als inleiding alvorens voor fundamenteel niet misvormde staaldelen te schilderen), en kan voor corrosiepreventie en koude verwerking worden gebruikt om wrijving en smering te verminderen. De zware film weegt meer dan 7,5 g/m2 en niet als inleiding alvorens te schilderen gebruikt. Het wordt wijd gebruikt voor het anticorrosieve en koude werken.
2.3 classificatie volgens phosphating behandelingstemperatuur
Volgens behandelingstemperatuur, kan het in normale temperatuur, lage temperatuur, middelgrote temperatuur worden verdeeld en op hoge temperatuur. Het normale temperatuur phosphating is geen het verwarmen het phosphating. De algemene behandelingstemperatuur van lage temperatuur het phosphating is 30-45 ℃. Het middelgrote temperatuur phosphating is over het algemeen 60~70 ℃. Phosphating het op hoge temperatuur is over het algemeen groter dan 80 ℃. De methode van de temperatuurafdeling zelf is niet strikt. Soms zijn er sub middelgrote temperatuur en submethodes op hoge temperatuur, afhankelijk van de wensen van elke persoon, maar de bovengenoemde afdelingsmethode wordt over het algemeen gevolgd.
2.4 classificatie volgens versnellertype
Aangezien er slechts een paar soorten het phosphating van versnellers zijn, is het nuttig om de badoplossing volgens het type van versnellers te begrijpen. De phosphating behandelingstemperatuur kan over het algemeen volgens het type van versneller worden bepaald, bijvoorbeeld, NO3-versneller is hoofdzakelijk het middelgrote temperatuur phosphating. De versnellers zijn hoofdzakelijk verdeeld in nitraattype, nitriettype, chloraattype, organisch nitridetype, molybdate type en andere hoofdtypes. Elk versnellertype kan samen met andere versnellers worden gebruikt, en er zijn vele takreeksen. Het nitraattype omvat: NO3 - type, NO3 - /NO2 - (autogeen type). De chloraattypes omvatten: ClO3 -, ClO3 - /NO3 -, ClO3 - /NO2 -. Het nitriet omvat: nitroguanidine R - NO2 - /ClO3 -. Molybdate het type omvat MoO4 -, MoO4 - /ClO3 -, MoO4 - /NO3 -.
Er zijn vele manieren om het phosphating, bijvoorbeeld, het kan in staaldelen, aluminiumdelen, zinkdelen en gemengde delen te classificeren door materiaal worden verdeeld.
Voorbehandeling 2、 alvorens phosphating
In het algemeen, vereist phosphating behandeling dat de werkstukoppervlakte schone metaaloppervlakte zou moeten zijn (behalve twee in één, drie in één en vier in). Alvorens phosphating, moeten de werkstukken worden vooraf behandeld om vet, roest, oxydehuid en oppervlakteaanpassing te verwijderen. In het bijzonder, het phosphating voor instructie alvorens te schilderen oppervlakteaanpassing vereist om de metaaloppervlakte te maken bepaalde „activiteit“ hebben, om een eenvormige, fijne en dichte het phosphating film te verkrijgen, en aan de vereisten te voldoen om de adhesie en corrosieweerstand van de verffilm te verbeteren. Daarom is phosphating voorbehandeling de basis om het phosphating film te verkrijgen de van uitstekende kwaliteit.
1. Ontvet
Het doel van vetverwijdering is het vet en het vettige vuil op de oppervlakte van het werkstuk te verwijderen. Met inbegrip van mechanische methode en chemische methode. De mechanische methode omvat hoofdzakelijk het hand borstelen, zand dat vernietigt en het geschotene vernietigen, vlam het branden, de Chemische methode van enz. omvatten hoofdzakelijk het oplosbare schoonmaken, het zure het schoonmaken agent schoonmaken, het sterke alkalische oplossing schoonmaken en het lage alkalische het schoonmaken agent schoonmaken. Het volgende beschrijft het chemische het ontvetten proces.
1.1 het oplosbare schoonmaken
De oplosbare methode wordt over het algemeen gebruikt om vet te verwijderen door de niet brandbare methode van de halohydrocarbondamp of emulgeringsmethode. De gemeenschappelijkste methode is trichloroethaan, trichloroethyleen en perchloroethylene damp te gebruiken om vet te verwijderen. Stoom ontvetten is snel, efficiënt, schoon en grondig, en heeft een zeer goed verwijderingseffect op allerlei olie en vet. Het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid emulsie in gechloreerde koolwaterstoffen heeft goed effect zowel in het doorweken als het bespuiten. wegens de giftigheid van gechloreerde halogenen en hoge verdampingstemperatuur, evenals de verschijning van nieuwe lage alkalische schoonmakende agenten op basis van water, oplosbare stoom en lotion het ontvetten worden de methodes zelden nu gebruikt.