常温型灰色磷化原料包含磷酸二氧锌,硝酸锌,亚硝酸钠,硝酸镍等物质,生产工艺简单,但是调控方法比较复杂,每一次调控对磷化的效果有较大影响。磷化工艺中的磷和次磷酸钠溶液残留的磷的废水处理方法接近。常温型灰色磷化生产工艺及调控方法大致如下。
一,配方
磷酸二氧锌:1%~3%;硝酸锌:2%~6%;亚硝酸钠:0.2%~0.3%;硝酸镍:0.03%;时间:12min;
税:余量;常温:常温
二,配制方法把上述四种材料分别在单独的容器中用10倍的水溶解,然后先把溶解后的磷酸二氢锌溶液加入硝酸锌溶液中,再把硝酸镍溶液加人;接着把剩余的水全部加人,*后再把亚硝酸钠的溶液加人。
三,生产工艺过程及调控方法
1,生产工艺
除油、除锈-水洗-浸表调剂溶液4min-灰色磷,化(10~20min)-水洗-晾千或烘干。
2,调控方法
每日定时添加亚硝酸钠溶液在灰磷反应过程中。亚硝酸钠是必不可少的常温生产过程中的促进剂,但亚硝酸钠在反应过程中又不断地与磷酸二氢锌水解过程中所释出的氢离子起化学作用而分解。因此,亚硝酸钠需要频繁地补充,但如果亚硝酸钠已经定时补充了,仍然出现水洗干燥后泛锈现象,说明促进剂已足够,但却出现锌离子短缺现象,因此就要进行下一步:补充锌离子。
a.当锌离子短缺时,部件表面上会出现磷化膜不均匀,一部分灰色,一部分虹彩色,在这种情况下,就要先加1%ZnHPO4,随着锌离子的增加,就能形成更多的结晶核心,加快
磷化反应速度。
b.当加了一定数量的ZnHPO4之后,如磷化层质量仍无改善,就要再加Zn(NO3)2,硝酸锌的加入起两个作用。
c.继续添加锌离子(Zn2+)。
d.减少二价铁离子的积累,使槽液活性增加。
e.如果硝酸锌添加后,磷化膜质量仍然未见改善,那么就检查一下表调剂的pH值是否已降低,或使用时间是否到了该更换的时候了(超过两个星期,或虽然未超过,但pH已有明显变
化,也要更换),如果表调剂已更换,但磷化层仍未好转,则进一步调整酸值。
f.灰色磷化液中游离酸度与总酸度的比值(简称酸比)对磷化膜的质量有一定的影响。
酸比=游离酸度(点)/总酸度(点)
一般来说,酸比越大,磷化膜越薄,结晶越细;酸比越小,磷化膜越厚,结晶越粗。一般室温时,酸比为1:30以上。常温灰色磷化总酸度控制在70~90点,游离酸度控制在3~5点。
g.有害离子的影响在磷化液中,硫酸根含量不得超过0.5g/L,C1-(氯离子)含量不得超过0.2g/L,否则会降低磷化膜的抗腐蚀性能。降低硫酸根的方法用添加硝酸钡通过沉淀去除;CI-可用AgNO3(硝酸银)沉淀去除,再用铁屑去除过量Ag+。常温磷化生产过程中各种组分的影响如下C1-,SO4超过 0.5g/L,膜多孔,现白灰
Zn2+含量高,能形成更多的结晶核心,加快磷化速度,磷化膜结晶细致。过高:结晶粗大,灰增多。过低:磷化膜疏松,发暗,无磷化膜
Fe2+:磷化液无铁离子,表面易形成灰状物。过高:溶液易变成酱油色,过多Fe+可用H202除之降低方法:降低1gFe2+用H2021mL、ZnO 0.5g。
亚硝酸钠:在磷化过程中,只要加0.1%亚硝酸钠,即能促进磷化膜生成。亚硝酸钠太少:磷化膜易泛黄。亚硝酸钠太多:磷化膜呈白灰色。一般控制在0.1%~0.3%为宜。
h.硝酸锌
加速铁的溶解:所以刚开始时,硝酸锌量应多些;可除去零件表面气泡,加速磷化反应
;把Fe2+氧化成Fe3+,减少 Fe2+沉积;大量锌离子存在加速了磷化膜的生成。
i.钢材的影响 高、中碳钢较易磷化,磷化膜结晶粗,呈灰黑色。低碳钢磷化膜颜色较浅,结晶致密,含镍、铬、钴的合金钢磷化困难,如在磷化前进行适当的浸蚀(如在稀盐酸中漂洗
一下),可显著提高磷化膜质量。
j.游离酸与总酸度的影响及其调整
(a)游离酸
游离酸过低,磷化膜呈粉状,很容易擦去,溶液易产生沉淀物,磷化膜薄。可通过添加磷酸二氢锌来提高之;每加入磷酸二氢锌5g/L,可提高游离酸1点。游离酸太高,磷化膜形成缓慢,结晶粗大,疏松,泛黄,耐蚀性差。可加氧化锌、碳酸钠或氢氧化钠来调整之。每降低1点,约需碳酸钠 0.5~1g/L。
(b)总酸度
总酸度主要是指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和:总酸度控制在上限,可提高磷化膜沉积速度,使膜均匀细致。总酸度过低,磷化速度慢,膜粗糙。可加人磷酸二氢锌或硝酸锌或
硝酸锰以提高之。每添加磷酸二氢锌5~10g/L,可提高总酸度5点,每添加硝酸锌20~22g/L或硝酸锰40~45g/L,可提高总酸度 10 点。总酸度过高,会使磷化膜表面产生粉状物,可用稀释溶液方法来降低之或加人氧化锌0.5g/L或加人0.1%~2% Na2CO3。