涂裝磷化

(1)涂裝前磷化的作用

①增強(qiáng)涂裝膜層(如涂料涂層)與工件間結(jié)合力。

②提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性。

③提高裝飾性。

(2)非涂裝磷化的作用

①提高工件的耐磨性。

②令工件在機(jī)加工過程中具有潤滑性。

③提高工件的耐蝕性。

磷化用途:磷化膜主要用作涂料的底層、金屬冷加工時的潤滑層、金屬表面保護(hù)層以及用作電機(jī)硅鋼片的絕緣處理、壓鑄模具的防粘處理等。被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空航天、機(jī)械制造及家電等工業(yè)生產(chǎn)中。

涂裝前磷化的作用:增強(qiáng)涂裝膜層(如涂料涂層)與工件間結(jié)合力;提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性;提高裝飾性。

非涂裝磷化的作用:提高工件的耐磨性，令工件在機(jī)加工過程中具有潤滑性;經(jīng)適當(dāng)?shù)暮筇幚?，可提高工件的耐磨性?

金屬上的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜有各種用途,它們對于提高油漆與金屬的結(jié)合力和抗腐蝕性是很重要的,所以在涂裝行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。它們也可用作防銹的油載體、金屬冷加工過程中潤滑劑的載體、金屬冷作過程中的潤滑劑的載體、潤滑以及摩擦表面的潤滑等。有兩種基本類型的磷化,第一種是在含有多種加速劑的低酸度的堿金屬或氨的磷酸鹽溶液中靠被溶解的金屬離子自身形成磷化膜,其基本上是一種無定型膜,我們稱其為鐵系磷化。這種類型的磷化膜通常是油漆很好的基底,主要是鋼鐵。此膜有可塑性,作為盤管涂漆前處理,然后成型時漆膜不會破裂。不過,與其他類型的磷化膜相比,鐵系磷化膜涂裝耐腐蝕性能低,因此,在室外環(huán)境或在重負(fù)荷應(yīng)用條件下是不用這種磷化膜的。

另一種類型的磷化是含二價金屬離子的鹽,并在金屬表面形成不溶性磷酸鹽，生產(chǎn)中廣泛使用的是磷酸鋅、磷酸錳和Zn-Ni,Zn-Ca、Zn-Mn-Ni等磷化。開始Mn2+、Ni2+等離子在鋅系磷化液中加入的量很少,其目的是細(xì)化結(jié)晶和提高膜的防護(hù)性,但為了提高磷化膜的抗堿性能,特別是在陰極電泳涂裝及較惡劣條件下使用的涂裝,近代鋅系磷化液中Mn2+、Ni2+等離子的含量已超過Zn2+量,即在鋅系磷化液中Mn2+、Ni2+等已由原來的“第二陽離子”提升為“第一陽離子”,也就是人們所說的“三元系磷化”或“多晶磷化”。由于磷酸錳、磷酸鋅-錳膜有較高的硬度,被用來作滑動摩擦的潤滑劑的載體。磷酸鋅、磷酸錳、磷酸鋅-鎳和磷酸鋅-錳等膜全都或多或少為粗糙的結(jié)晶結(jié)構(gòu),雖然粗糙的結(jié)晶可吸收更多的潤滑劑或防銹油在某些潤滑和防護(hù)上是有利的,但對大多數(shù)其他方面的應(yīng)用往往是不利的,特別是作為油漆的底層。在這種情況下將導(dǎo)致更多的油漆消耗,并使其失去光澤,除非所用的油漆量超過鐵系磷化膜上所用的量。更大的問題是,涂裝后的金屬件不能有更大的彎曲和變形,因為彎曲或其他變形將導(dǎo)致漆膜結(jié)合力的喪失,這是由于第二類磷化膜比鐵系磷化膜結(jié)晶粗的原因。

改善的方法有:

1)加強(qiáng)磷化前的處理:磷化前用膠體鈦鹽沖洗可得到細(xì)而薄的磷化膜,從而使磷化膜變得有可塑性,這大多用于涂裝前處理,不能充分得到顯微結(jié)晶的磷化膜。

2)改變磷化液本身的成分。其一是前面提到的Zn-Ca磷化。這種方法能得到致密而且顯微結(jié)晶的膜。

3)另一種得到顯微結(jié)晶磷化膜的方法是加入聚磷酸鹽,如焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。不過這種槽比Zn-Ca磷化槽更難控制,要得到顯微結(jié)晶磷化膜只需在磷化槽中加入很少量的聚磷酸鹽，稍微超過就會使磷化完全停止。另一方面,在酸性磷化槽中聚磷酸鹽非常不穩(wěn)定，而且在某些條件下一般壽命只有幾分鐘的時間,且在膜上就要迅速地消耗掉。在流水線上用聚磷酸鹽必需用微處理機(jī)控制。

4)在磷化液中加入含各種基團(tuán)的有機(jī)物也是一種降低膜中和結(jié)晶尺寸的良好方法。

5)游離的和絡(luò)合氟離子是最常用的添加物。此外,為了提高磷化膜的防護(hù)性,氟代磷酸鹽也可用。

由于金屬是極性物質(zhì)，而油漆是有機(jī)高分子化合物，是非極性的，如果直接在鋼鐵件表面刷涂油漆，結(jié)合不牢，油漆很容易剝落，在涂裝前先進(jìn)行磷化可解決這一問題，這是由于磷化時跟金屬表面Fe反應(yīng)，是磷酸鹽牢固沉積在金屬表面，同時由于磷化膜有細(xì)小的孔隙，當(dāng)噴涂油漆時，油漆高分子滲入磷化膜孔隙中，增加了油漆的附著力，使油漆不容易剝落，從而增加防腐蝕時間，涂裝磷化一般采用鋅系或鋅鈣系磷化。

工藝一般為:脫脂--水洗--酸洗--水洗--表調(diào)--磷化--水洗--熱水洗--干燥。

磷化膜類型可用鋅系、錳系。膜單位面積質(zhì)量為10-40 g/m2。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等

由于磷化后，在鋼鐵件表面形成一層磷化膜，隔絕了空氣，氧氣等，把磷化膜的孔隙封閉后，有較好的防腐蝕效果。常用的裝飾性磷化有錳系，鋅系，鋅鈣系，鋅錳系。其中錳系磷化膜顏色最深，為黑灰色，鋅系顏色最淺，為灰色。對于裝飾性磷化，首選錳系磷化，由于錳系磷酸鹽的穩(wěn)定性，其防腐蝕能力大大優(yōu)于鋅系磷化，同時錳系磷化顏色深，顆粒晶體為半球狀，手感細(xì)膩，并且錳系磷化膜耐磨性大于鋅系磷化，適合于對耐磨要求更高的情況。

工藝一般為:脫脂--水洗--酸洗--水洗--表調(diào)--磷化--水洗--熱水洗--浸油。

由于磷化膜具有細(xì)小的微孔，能夠儲存皂化液，起到潤滑的作用，防止在冷擠壓過程中工件粘在模具表面，損壞昂貴的模具。

磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對于有較小動配合間隙工件，磷化膜質(zhì)量為1-3 g/m2;對有較大動配合間隙工件(減速箱齒輪)，磷化膜質(zhì)量為5-20 g/m2。

一般用鋅系磷化。用于電機(jī)及變電器中的硅片磷化處理