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铁系磷化处理工艺简介

日期: 2021-07-19
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一般的水基有机复合膜、硅烷无磷转化膜和三元磷化工艺在工件成膜后经高温烘烤容易失去结晶水和化学键断裂,而出现烧结粉化情况,具体表现为涂覆在工件上的涂层因附着力下降而脱落。铁系磷化膜更适用于对耐热性要求更高的工艺。

 

铁系磷化的优点

(1) 铁系皮膜耐高温锌系皮膜在加热到 200℃ 左右时,性能会下降,而铁系皮膜即使在    300℃ 左右也几乎不出现异常情况,即铁系皮膜非常适用于高温干燥型涂装工艺时的表面处理,同时也适用于对耐热性要求比较高的工艺。

(2) 铁系皮膜平滑,光泽度好。与锌系磷化相比,铁系磷化膜比较平滑,涂装后的光泽度较好,对于只进行一次涂装的工艺来说,外观更好。

(3) 铁系皮膜的结合力强在磷酸锌系皮膜和磷酸铁系皮膜上采用相同的涂装工艺,然后进行耐湿试验。铁系皮膜往往表现更好。这是由于铁系磷化膜与锌系磷化膜相比,表面更平滑,且其表面残存的可溶性盐类也较少。因而铁系磷化膜与涂膜结合力优于锌系磷化膜;且铁系磷化膜是憎水性膜,不易使涂膜起泡。

(4) 铁系皮膜附着性好。锰系皮膜以及锌系皮膜很容易溶解于铬酸的水溶液中,而铁系皮膜则不溶解。另外,锌系皮膜较易溶解于苛性钠和氰化钠的水溶液中,而铁系皮膜不溶解。其原因主要是由于其皮膜中还含有氧化膜,因此和其他的磷酸盐皮膜相比较,其耐酸碱性能显得较强。

(5) 铁系磷化产渣量少。如果磷化工艺产渣量较多,则磷化渣易附着于槽内的加热管上使得换热效率变差,也较易使喷嘴和配管内部发生堵塞。由于铁系磷化比锌系磷化的产渣量明显少得多,所以在除渣、清洗等方面所花的费用和维护费用也少很多。

(6) 铁系磷化前不需要表调,可在低温下磷化,能耗小,磷化后沉渣量极少。废水中不含重金属离子,处理方便。综上所述,铁系磷化具有槽液稳定性好,环境污染小,易管理,使用周期长,成本低廉,沉渣少,调整方便、工艺简单等特点。

 

铁系磷化的缺点

由于铁系磷化膜中 Fe2O3  F3O4 是半导体, Fe3(PO4)2·8H2O 是绝缘的,因此,铁系磷化膜不适合用作电泳涂装的底层,但是适合作为溶剂型涂料和粉末涂料的底层。

 

铁系磷化膜转化膜孔洞较多,耐蚀性一般采用铬酸钝化封闭处理可以达到提高磷化膜性能的目的,但是这种钝化处理又会带来铬污染。采用锆盐作为磷化处理后的铬酸封闭钝化剂的换代产品已开发成功。铁系磷化膜的耐蚀性可通过在3%NaCl溶液中的浸泡试验进行检测,通常以浸泡1h不锈蚀为合格。

 

铁系磷化膜表面的色调变化比较多。铁系皮膜的膜厚一般<1μm,膜重为0.2~1g/m2,即使膜厚稍有差别,也会引起外观颜色的变化,而且局部颜色不一致的现象也较多。因此,铁系磷化不适用于对外观要求较高的产品,容易产生色差。

 

铁系磷化常见工艺

脱脂磷化“二合一”工艺是一种既具有脱脂能力又具有磷化功能的处理工艺,磷化槽液一般由A、B两种组分组成,由于低泡性,适合于喷淋处理方式,形成磷酸铁盐以及铁的氧化物组成的蓝、黄、红、绿彩色膜层。

 

一般的工艺流程为:脱脂磷化喷淋处理→水清洗→烘干→涂装。总酸度:≥3.5点;游离酸度:一般情况下0.2~1.0点;处理温度:(50±5)℃。

槽液使用一段时间后,由于化学反应和槽液带出的消耗,槽液的总酸度和游离酸度降低,脱脂和磷化效果变差,因此应定期化验槽液总酸度和游离酸度,并予以调整。另外一种是常温快速磷化工艺。

 

经脱脂、清洗、磷化处理,钢铁表面形成磷酸铁盐以及铁的氧化物组成的彩色膜层。工艺流程为:除油、除锈→水洗1~2次→铁系磷化→水洗1~2次→干燥(晾干、吹干、热水烫干,烘干均可)→涂装。

 

不同材质,不同处理温度、时间均会使铁系磷化膜呈现不同的颜色(蓝、黄、红、绿或混合色彩),此类彩色磷化膜与各类涂料,特别是粉末涂料,铁红底漆等具有优良的配套性,使漆膜抗弯曲抗变形附着力等性能特别优异,与常规Zn、Zn-Ca、Zn-Mn、Mn系磷化相比,槽液性能具有如下优点:沉渣极少,不需要表面调整,消耗成本低,槽液控制方便等。


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