磷酸盐涂层 - Wikiwand
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磷酸盐涂层

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磷酸盐涂层用于钢制零件的防腐、润滑,或作为后续涂层或涂装的基础。 它是一种转化涂层,可通过喷涂或浸泡的方式,将磷酸和磷酸盐的稀溶液涂抹在被涂物表面,与被涂物表面发生化学反应, 形成一层不溶性的结晶磷酸盐。 磷酸盐涂料主要有锰、铁和锌三种,也可用于铝、锌、镉、银、锡等材料。 磷酸锌用于耐腐蚀性(磷酸盐和油)、润滑剂底层和作为油漆/涂料的基础,也可通过浸泡或喷涂使用。

工艺

磷酸盐涂料的应用利用了磷酸,利用了磷酸盐在中、高pH值溶液中溶解度低的特点。 将磷酸铁、锌或锰盐溶解在磷酸溶液中,当钢铁或铁件置于磷酸中时, 会发生典型的酸与金属反应,局部消耗氢离子(H3O+),提高pH值,使溶解的盐从溶液中脱落,沉淀在表面。 酸与金属反应也会在局部生成磷酸铁,也可能沉积。 在沉积磷酸锌或磷酸锰的情况下,额外的磷酸铁往往是涂层中不受欢迎的附加物。

酸和金属反应也会产生氢气,以微小气泡的形式附着在金属表面。 这些气泡阻止酸到达金属表面,并减缓反应速度。 为了克服这个问题,经常加入亚硝酸钠作为氧化剂,与氢气反应生成水。 这种化学反应被称为硝酸盐加速溶液。氢气被氧化剂添加剂阻止在表面形成钝化层。

以下是一个典型的磷化程序:

  • 表面清洁
  • 漂洗
  • 表面活化
  • 磷化
  • 漂洗
  • 中和清洗剂(可选
  • 烘干
  • 补充涂料的应用:润滑剂、密封剂、油等。

磷酸盐涂层的性能主要取决于晶体结构以及重量。例如,微晶结构通常是耐腐蚀或后续涂装的最佳选择。 油浸的粗粒结构有较好的耐磨性。 这些因素可以通过选择合适的磷化液、使用各种添加剂、控制浴液温度、浓度和磷化时间来控制。 一个广泛使用的添加剂是在磷化前的冲洗浴中加入微小颗粒的钛盐,在金属表面播种,这被称为活化。

特点

磷酸盐涂层通常用于提供耐腐蚀性--但是,由于涂层是多孔的,所以单独的磷酸盐涂层不能提供耐腐蚀性,因此需要使用油或其他密封剂来实现耐腐蚀性。锌和锰涂层用于帮助受磨损的部件破损,并帮助防止磨损。

大多数磷酸盐涂层作为进一步涂层和/或油漆的表面准备,它们有效地履行了这一功能,具有良好的粘附性和电隔离性。多孔性允许附加材料在干燥后渗入磷酸盐涂层中,并成为机械上的互锁。介电性质使零件表面的阳极和阴极区域被电隔离,最大限度地减少了有时在油漆/涂层和基体界面上发生的膜下腐蚀。

磷酸锌涂层经常与硬脂酸钠(肥皂)配合使用,在冷锻和热锻中形成润滑层,硬脂酸钠与磷酸盐晶体发生反应,而磷酸盐晶体又与金属表面紧密结合,反应后的肥皂层就形成了一个基础,以便在上面沉积更多的未反应肥皂,这样就形成了厚厚的磷酸锌、反应后的肥皂和未反应的肥皂三部分组成的涂层,即使在极端变形的情况下也能附着在金属表面。磷酸锌具有磨蚀性,而实际起润滑作用的是肥皂,并且必须足够厚,以防止金属成型模具和磷酸盐晶体之间的实质性接触。

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