金屬表面磷化處理質量的影響因素

(1)底材的影響

    磷化處理質量與金屬材質關系很大，材料組成與結構不同，即使是完全相同的磷化處理過程，所得磷化膜的晶體結構和耐腐蝕性也不一樣。從材料成分來說，鋼鐵中含有各種微量元素，它們對磷化成膜起著不同的作用。如當Ni/Cr含量超過5%時，不利于磷化膜生成，尤其是Cr對磷化成膜的阻礙作用**強；金屬中的P、S也影響金屬的溶解反應；Mn則使之易于磷化。從材料微觀組織結構來說，鋼鐵在熱處理退火和重結晶過程中，滲碳體(Fe3C)沉積于晶粒間，如果滲碳體細而多，則形成細磷化膜；反之，金屬溶解較慢，成膜較粗糙。其中，滲碳體起著活潑陰極作用，即滲碳體越多，陰極表面積越大，越容易快速均勻成膜。對于硬化的合金鋼，由于馬氏體結構，碳在α-Fe的固溶體中過飽和，使磷化不良；退火使馬氏體轉變為鐵素體和滲碳體的平衡狀態，性能得以改進。當鐵素體和滲碳體形成薄片結構，即珠光體時，使磷化不良。因此，在研究磷化液組成、制定磷化工藝時必須考慮基體材料及其結構對磷化質量的影響。

    (2)促進劑的影響

    根據磷化機理，氧化劑、促進劑可提高磷化速度，改善磷化質量。常用的氧化劑、促進劑有硝酸鹽、氯酸鹽、亞硝酸鹽、過氧化物及有機氧化劑等。一般硝酸鹽用于高溫磷化，氯酸鹽用于中溫磷化，亞硝酸鹽和有機氧化劑主要用于低溫磷化，而過氧化物如H2O2等因不穩定，很少使用。

    NO3--NO2-體系是目前**常用的氧化催化體系。NaNO3單獨使用時要求濃度高，溫度高，一般溫度高于75℃，結晶粗、膜疏松，所以目前很少單獨使用，常加入NO2-作促進劑。

    NO2-能使金屬表面鈍化。

    2Fe+NO2-+2H+→NH4++γ-Fe2O3

    NO2-低溫氧化作用強，促進效果顯著，中低溫下可得到均勻致密的薄膜。但其用量至關重要，一般為磷化工作液的0. 02%～0. 03%。用量不足，磷化速度減慢；用量過多，磷化渣量增多，加劇磷化藥品的消耗，增加設備清理維護的工作量。

    由于亞硝酸鈉在酸性溶液中容易分解，只要30min不補充，即使沒有工件通過，亞硝酸鹽也會分解使其含量減半。因此磷化處理時，亞硝酸鈉常作為第二組分單獨添加，給生產帶來不便；分解產生的酸性氣體使磷化工件在停車時容易產生銹蝕；靜置情況下NO在溶液中積累，與Fe2+形成[Fe(NO)]2+配合物，使槽液老化。N03--NO2-催化形成的磷化膜相對較厚，主要用于溶劑性涂料和水性浸漬涂料。

    氯酸鈉在55～75℃具有很強的氧化作用，該促進劑穩定性好，可使用濃度范圍寬，形成的磷化膜結晶細致，硬度高，完全克服了NO3--NO2-催化體系的缺點，是中溫磷化的良好促進劑。但其還原產物Cl-在溶液中積累，成膜時可能被結晶物質夾帶留在沉積膜中，如以[FeCl3(PO4)]3-的配合物形式共結晶而殘留于膜中，如果水洗不徹底，使涂膜耐蝕性變差；ClO3-催化產生的浮渣很細，易在磷化膜表面形成浮灰。因此在實際使用時，常采用NO2--ClO3-復合促進劑，充分發揮各自的優點，同時ClO3-還能分解[Fe(NO)]2+配合物。