超全详细介绍磷化处理和钝化处理的区别

一、　磷化成膜机理

磷化主要有以下过程:

(1)金属的溶解过程　即金属与磷化液中的游离酸发生反应:

M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2↑

(2)促进剂的加速过程为:

M(H2PO4)2+Fe+[O]→M3(PO4)2+FePO

由于氧化剂的氧化作用,加速了不溶性盐的逐步沉积,使金属基体与槽液隔离,会限制甚至停止酸蚀的进行。

(3)磷酸及盐的水解　磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐, 其分子式为Me(H2PO4)2,这些酸式磷酸盐溶于水,在一定浓度及pH值下发生水解,产生游离磷酸:

Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4

3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4

H3PO4=H2PO4-+H+= HPO2-4 + 2H+ =PO3-4 + 3H+

由于金属工件表面的H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终成为磷酸根。

(4 ) 磷化膜的形成　当金属表面离解出的PO3-4与磷化槽液中的金属离子Zn2+、Mn2+、Fe2+达到饱和时,即结晶沉积在金属工件表面,晶粒持续增长,直到在金属工件表面生成连续不溶于水的牢固的磷化膜:

3M2 + + 2PO3 -4 + 4H2O = M3 ( PO4 ) 2·4H2O ↓

2 M2 + + Fe2 + + 2PO3 -4 + 4H2O= M2 Fe ( PO4 ) 2· 4H2O

金属工件溶解出的Fe2+一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉,而残留在磷化槽液中的Fe2+则氧化成Fe3+,生成FePO4沉淀,即磷化沉渣的主要成分之一。

上述磷化原理可解释锌系磷化、锌钙系磷化、锰系磷化的成膜过程,也可解释锌件磷化、铝件磷化的成膜过程,但锌件磷化膜只有磷酸锌一种组成,铝件磷化还需加入较多的氟化物,以便形成AlF3、AlF3 -6 。

二、各种磷化用途

1、涂装打底磷化

由于金属是极性物质，而油漆是有机高分子化合物，是非极性的，如果直接在钢铁件表面刷涂油漆，结合不牢，油漆很容易剥落，在涂装前先进行磷化可解决这一问题，这是由于磷化时跟金属表面Fe反应，是磷酸盐牢固沉积在金属表面，同时由于磷化膜有细小的孔隙，当喷涂油漆时，油漆高分子渗入磷化膜孔隙中，增加了油漆的附着力，使油漆不容易剥落，从而增加防腐蚀时间，涂装磷化一般采用锌系或锌钙系磷化，采用优秀的常温磷化即可获得不错的效果

2、装饰性磷化

由于磷化后，在钢铁件表面形成一层磷化膜，隔绝了空气，氧气等，把磷化膜的孔隙封闭后，有较好的防腐蚀效果。常用的装饰性磷化有锰系，锌系，锌钙系，锌锰系。其中锰系磷化膜颜色最深，为黑灰色，锌系颜色最浅，为灰色。对于装饰性磷化，首选锰系磷化，由于锰系磷酸盐的稳定性，其防腐蚀能力大大优于锌系磷化，同时锰系磷化颜色深，颗粒晶体为半球状，手感细腻，并且锰系磷化膜耐磨性大于锌系磷化，适合于对耐磨要求更高的情况。

3、冷挤压润滑磷化

由于磷化膜具有细小的微孔，能够储存皂化液，起到润滑的作用，防止在冷挤压过程中工件粘在模具表面，损坏昂贵的模具。

三、黑色磷化

除了能产生灰色到黑灰色磷化膜外，还可以做黑色磷化。目前,有关黑色磷化技术可以分成两种类型。一种是改造原磷化液的配方,使磷化膜的颜色变为黑色;另外一种是将常温发黑和磷化分两步对钢铁进行表面处理。即先用常温发黑工艺对钢铁进行发黑,得到较好的黑色外观,再进行磷化处理以提高表面膜的附着力和耐蚀性。钢铁常温黑色磷化技术仍处于研究阶段,采用磷化和常温发黑相结合的办法,充分发挥各自的优势,得到具有良好附着力和耐蚀性的表面膜是一条值得探讨的路线。即使分两步进行也比高温碱性磷化工艺要简单的多。 

钝化处理： 

用途：对不锈钢全面酸洗钝化，清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能，适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。

特点：操作简单，使用方便、经济实用，同时添加了高效缓蚀剂、抑雾剂，防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。特别适用于小型复杂工件，不适合涂膏的情况，优于市场同类产品。

用法：根据不锈钢的材质和氧化皮严重程度不同，可以用原液或按1：1~4的比例加水稀释后使用；铁素体、马氏体和镍含量低的奥氏体不锈钢（如420、430、200、201、202、300、301等）稀释后使用，镍含量较高的奥氏体不锈钢（如304、321、316、316L等）用原液浸泡；一般常温或加热到50~60度后使用，浸泡3-20分钟或更长时间（具体时间和温度用户根据自己的试用情况确定），至表面污垢完全清除，成均匀银白色，形成均匀致密的钝化膜为止，处理完成后取出，用清水冲洗干净，最好再用碱水或石灰水冲洗中和。

2、一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。