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随着金属表面磷化技术的发展,硅烷磷化液不仅应用于黑色金属及其合金上,而且已应用到铝、锌、铜、镍、铬等各种材质及合金的表面处理。近几年来,金属表面磷化处理技术有了较大的发展,其中各种硅烷磷化液用量和应用领域不断扩大, 工艺不断完善,特别是性能比较优异的硅烷磷化液被陆续开发出来。
2金属表面磷化过程的反应机理及硅烷磷化液配方磷化处理是在磷酸或磷酸盐的稀溶液中,通过化学反应在金属表面形成不溶性磷酸盐膜的过程。硅烷磷化液主要由成膜剂、促进剂及添加剂组成。
2.1磷化过程的反应机理
以钢铁磷化为例。磷化是把特定组成的硅烷磷化液浸泡、喷泡、喷淋或涂抹在钢铁工件上,通过磷酸盐和钢铁相互作用,使得钢铁表面获得一层灰黑色不溶于水的复合磷酸盐薄膜保护层) ) )磷化膜。磷化过程中金属表面发生一系列化学变化,其主要化学反应是:
fe+ 2h3po4= fe( h2po4) 2+ h2 {
fe+ fe( h2po4) 2= 2fehpo4+ h2 {
fe+ 2fehpo4= fe3( po4) 2+ h2 {
( 氧化皮) feo+ 2h3po4= fe( h2po4) 2+ h2o
zno+ 2h3po4= zn(h2po4) 2+ h2o
随着磷酸铁盐和磷酸氢铁盐浓度的不断增加,当它们达到饱和后, 即开始沉积在金属表面上, 磷化层逐步增厚, 且含zn2+逐渐增多,直到生成了不溶于水的复合磷酸盐的膜, 即磷化膜。
fe(h2po4) 2+ 2zn( h2po4) 2+ h2o=
zn2fe( po4) 2#4h2o+ 4h3po4
2. 2 硅烷磷化液的配制原则
硅烷磷化液应包括乳化性能优异的各种表面活性剂及洗涤剂等组成的去油剂;对金属锈蚀产物有较强溶解作用的酸液、酸式盐,包括有机酸在内组成的除锈剂;对金属表面垢质有较好分解和溶化性能的无机、有机酸和盐类所组成的去垢剂;为确保硅烷磷化液在使用中不腐蚀基本金属, 加入相应的高效缓蚀剂;为增加对金属表面的保护作用, 加入能和金属基本生成钝化膜层的钝化剂,以及在去锈、脱脂、去垢等作用后,能使金属表面生成有很强防腐蚀性能的磷化剂等。】
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