镁合金与镀锌钢板的无铬化学处理进展:磷化

   日期:2021-09-18     浏览:200    
核心提示:镁合金与镀锌钢板上无铬化学转化膜解决办法次要有磷酸盐转化膜,钼酸盐转化膜,稀土盐转化膜,植酸转化膜,树脂夹杂钝化及磷化等
 

镁合金与镀锌钢板上无铬化学转化膜解决办法次要有磷酸盐转化膜,钼酸盐转化膜,稀土盐转化膜,植酸转化膜,树脂夹杂钝化及磷化等,近几年来的次要停顿以下:

磷化

磷化作为一种外表化学解决办法,是指将金属外表与含磷酸盐的酸性溶液接触,经过化学与电化学反响构成一种稳固的、没有溶性的磷酸盐化合物膜层的进程,这层膜称之为磷化膜。磷化是一个复杂的化学反响进程,既存正在化学反响又有电化学反响,次要为电化学反响。从磷化液的组成以及磷化膜的根本成份来综合剖析普通可以为,磷化膜的构成包罗电离、水解、氧化、结晶等至多四步反响进程。现今,各学者比拟同意的观念是磷化成膜进程次要是由以下4个步聚组成:

(1)酸的浸蚀使基体金属外表H+浓度升高:

Fe-2e→Fe2+

2H++2e→H2(1.8)

(2)促成剂(氧化剂)减速:

[O]+[H]→[R]+H2O

Fe2++[O]→Fe3++[R](1.9)

式中[O]为促成剂(氧化剂),[R]为复原产品,因为促成剂氧化掉步反响所孕育发生的氢原子,放慢了反响(1.18)的速率,进一步招致金属外表H+浓度急剧降落。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。

(3)磷酸根的多级离解:

H3PO4→H2PO4-+H+

HPO42-+2H+→PO43-+3H+(1.10)

因为金属外表的H+浓度急剧降落,招致磷酸根各级离解均衡向右挪动,终极为PO43-。

(4)磷酸盐积淀结晶成为磷化膜:

当金属外表离解出的PO43-与溶液中(金属界面)的金属离子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)达到溶度积常数Ksp时,就会构成磷酸盐积淀

Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓(1.11)

3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓(1.12)

磷酸盐积淀与水份子一同构成磷化晶核,晶核持续长年夜成为磷化晶粒,有数个晶粒严密堆集玄学成磷化膜。

磷酸盐积淀的副反响将构成磷化沉渣

Fe3++PO43-=FePO4(1.13)

从以上机理能够看出:适当的氧化剂可进步反响(1.11)的速率;较低的H+浓度可以使磷酸根离解反响;(1.10)的离解均衡更容易向右挪动离解出PO43-;金属外表如存正在活性点面连系时,可以使积淀反响(1.11,1.12)没有需太年夜的过饱以及便可构成磷酸盐积淀晶核;磷化沉渣的孕育发生取决于反响(1.10)与反响(1.11),溶液H+浓度高,促成剂强均使沉渣增多。

相应,正在实际磷化配方与工艺施行中外表为:适当较强的促成剂(氧化剂);较高的酸比(较低的游离酸,即H+浓度);使金属外表调整到具有活性点均能进步磷化反响速率,能正在较高温度下疾速成膜。因而正在高温疾速磷化配方设计时普通遵照上述机理,抉择强促成剂、高酸比、外表调整工序等。

王绍明等钻研出一种用于镀锌钢板的磷化工艺。其工艺配方为Zn2+1.0g/L,PO43-14.0g/L,Ni2+0.3g/L,Mn2+2.0g/L,SiF62-1.0g/L,NO2-0.06g/L,NO3-4.0g/L,钻研发现氯离子是造成镀锌板上磷化膜构成白斑的缘由之一,磷化液中氯离子浓度应管制于0.5g/L如下[49]。正在镀锌板磷化时宽泛采纳含锌、锰、镍的三元阳离子磷化体系。镍,锰离子的退出可正在镀锌板外表构成相似于磷叶石的构造,结晶严密、更细,所天生的磷化膜有较低的化学活性,与无镍的磷化相比拟,添加了耐碱性以及涂层的二次附出力[50]。

镁合金上磷化解决也有钻研,尤为是锌系磷化[51,52,53],G.Y.Li等讨论了AZ91D上锌系磷化膜的成长进程,发现膜层次要成份是磷酸锌金属锌,反响同时正在合金的β以及α相反时进行,天生了花状的磷化膜[51]。为了进步镁合金磷化的成果,人们存眷了磷酸盐-高锰酸盐复合转化膜,高锰酸钾是一种强氧化剂,复原时可构成溶解度较低的锰的高价氧化物进入膜层。随工夫延伸膜层中锰的含量逐步添加,膜层的颜色也逐步加深,这多是因为膜层中构成锰的高价氧化物二氧化锰而至[52]。KwoZongChong等钻研了镁以及各类镁合金上的磷酸盐-高锰酸盐复合转化膜,发现膜层次要成份为磷酸镁,镁、铝以及锰的氧化物以及氢氧化物,膜层的耐蚀性能够达到铬化的程度[53]。

 









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