磷化處理就是將金屬浸在由磷酸、磷酸鹽和其他成分組成的磷化液中，經(jīng)過(guò)化學(xué)作用而在金屬表面生成一種不溶性的磷酸鹽層，俗稱(chēng)磷化膜。磷化膜主要由磷酸鐵、鋅、錳、鈣等組成，厚度一般在5～20μm顏色一般由暗灰色到黑灰色，它的基體結(jié)合牢固，具有良好的潤(rùn)滑性、耐蝕性及較高的電絕緣性等。磷化處理所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操做方便，成本低，生產(chǎn)效率高，被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、車(chē)輛、船舶、航空航天及家電等行業(yè)。
近年來(lái)，緊固件行業(yè)迅猛發(fā)展，越來(lái)越重視緊固件表面處理技術(shù)，為此，磷化處理也得到極大的發(fā)展。①磷化處理溫度由高溫向中溫、低溫、常溫發(fā)展。一般情況下，高溫磷化工藝形成的磷化膜結(jié)晶粗大，膜厚，磷化中產(chǎn)生的沉渣很多，消耗的熱能大，掛灰嚴(yán)重。中溫、低溫、常溫磷化形成的磷化膜均勻致密、膜薄，能耗低，物料消耗小。②磷化工藝向簡(jiǎn)單化發(fā)展。有的磷化產(chǎn)品可直接刷涂，如“四合一”、“三合一”等常溫磷化產(chǎn)品。有的簡(jiǎn)化了工藝流程，磷化、鈍化并為一道工序，而且產(chǎn)品的品質(zhì)技術(shù)指標(biāo)仍能達(dá)到、甚至有的指標(biāo)超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。③磷化產(chǎn)品組分復(fù)雜化。這樣提高了磷化的品質(zhì)，降低了磷化溫度，加強(qiáng)了磷化工作液的穩(wěn)定性。④減少污染、降低成本。重點(diǎn)解決磷化產(chǎn)品中的亞硝酸鹽、重金屬、磷酸鹽、高溫、酸霧給環(huán)境造成的污染，降低了為改善環(huán)境所付出的成本。
磷化工藝的確定，主要是以下兩個(gè)方面。
第一，優(yōu)選磷酸液。磷化膜的品質(zhì)優(yōu)劣主要表現(xiàn)在晶體粗細(xì)和致密程度、表面有無(wú)沉淀物及膜厚等方面，它們的差異直接影響磷化膜的品質(zhì)。目前普遍采用磷化膜主要由鐵系、鋅系、錳系、鋅鈣系等磷酸鹽溶液進(jìn)行磷化，其中鋅鈣系性能最優(yōu)良。
第二，控制工藝參數(shù)。關(guān)鍵要控制磷化溫度(25～40℃)，時(shí)間(3～20min)，促進(jìn)劑含量(3～5氣點(diǎn))及總酸度(20～40點(diǎn))和游離酸度(0.8～3點(diǎn))。
溫度過(guò)太低則不能成膜或成膜速度慢，膜不完整，易泛黃;反之，膜粗大，耐蝕性低，同時(shí)槽液穩(wěn)定性變差，沉渣增多。
促進(jìn)劑含量低，成膜慢，膜層泛黃;反之，沉渣明顯增多，膜層帶彩色。
總酸度稍高，能加快磷化反應(yīng)的進(jìn)行，磷化膜薄而致密。但不宜過(guò)高，否則沉渣多，膜層掛灰。游離酸度低，有利于降低磷化溫度和沉渣量;反之，沉渣增多，甚至不成膜。
其次，還要掌握槽液的調(diào)整方法。具備化驗(yàn)條件的企業(yè)，做到磷化前檢測(cè)槽液總酸度、游離酸度、促進(jìn)劑氣點(diǎn)等，嚴(yán)格槽液管理。憑經(jīng)驗(yàn)管理槽液效果也不錯(cuò)，槽液要定期排渣和更新。如每周排渣一次，脫脂槽、表面調(diào)整槽每月更新一次。
典型的磷化工藝
?、倜撝?金屬脫脂劑，60～65℃，3～4min)→熱水洗(80～90℃)→酸洗(HCI：H2O=1：1，除銹加速劑適量，5～6min)→水洗→表面調(diào)整(表面調(diào)整劑5g/L，1min)→磷化(常溫，冬天適當(dāng)加溫，6min)→二道水洗→烘干。
②脫脂(金屬脫脂劑，30～40℃，5～10min)→水洗→酸洗(HCI：H2O=1：4，除銹加速劑適量，20～30min)→水洗→表面調(diào)整(表面調(diào)整劑5g/L，1min)→磷化(常溫，20～30min)→水洗→烘干。
?、勖撝?金屬脫脂劑，60～70℃，3min)→熱水洗(80～90℃)→表面調(diào)整(表面調(diào)整劑5g/L，1min)→磷化(30～40℃，10～20min)→水洗→烘干(脫脂前手工除去局部浮銹，浸漬脫脂后手工擦洗補(bǔ)充除油)。
?、苊撝砻嬲{(diào)整“二合一”(40～50℃，5～10min)→水洗→酸洗(HCI：H2O=1：1，10min)→水洗→(表面調(diào)整劑5g/L，1min)→磷化(30～40℃，20～30min)→水洗→烘干。
第一種工藝適宜油、銹較重的緊固件，工藝設(shè)計(jì)最佳，能獲得優(yōu)質(zhì)磷化膜。其優(yōu)點(diǎn)為：負(fù)載容量大，生產(chǎn)效率高。脫脂后熱水洗，緊固件表面清潔。酸洗后水洗能洗凈緊固件表面的殘酸及吸附的緩蝕劑，避免抑制磷化反應(yīng)，造成磷化不均勻。磷化后二道水洗，能洗掉磷化膜上的殘留可溶性鹽，避免引起涂層的早期起泡和脫落。
第二種工藝適宜油、銹中等的緊固件，工藝控制得當(dāng)，也能獲得較好的磷化膜。
第三種工藝適宜有油、無(wú)銹的緊固件，生產(chǎn)線(xiàn)上不設(shè)酸洗工藝，很適合氣焊接異型件、緊固件磷化。
第四種工藝適宜油輕、銹重的緊固件，但采用了脫脂表面調(diào)整“二合一”工藝，使磷化質(zhì)量受到影響，膜層粗糙、泛黃、掛灰等。
總之，緊固件磷化處理品質(zhì)的優(yōu)劣不僅取決于磷化工藝的選擇和控制，而且取決于磷化工藝的管理。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，緊固件磷化處理正朝著中低溫、低成本、低能耗、無(wú)污染，以及磷化膜均勻致密、膜薄且耐蝕性能好的方向發(fā)展。
