磷化-磷化前的预处理

　　正常情况下，磷化要求工件表面应为干净的金属表面(二合一、三合一、四合一除外)。磷化前，必须对工件进行预处理，去除油脂、铁锈、氧化皮和表面调整。尤其是涂装前打底磷化，需要进行表面调整，使金属表面具有一定的“活性”，从而获得均匀、细致、致密的磷化膜，满足提高漆膜附着力和耐腐蚀性的要求。因此，磷化预处理是获得高质量磷化膜的基础。

　　1.脱脂。

　　去除油脂的目的是去除工件表面的油脂和油渍。包括机械法和化学法。

　　机械方法主要有手工刷涂、喷砂喷丸、火焰燃烧等。

　　化学方法主要有溶剂清洗、酸洗、强碱清洗和低碱清洗。

　　以下描述了化学脱脂过程：

　　1.1溶剂清洗。

　　溶剂法一般采用不可燃卤代烃蒸气法或乳化法去除油脂。最常见的方法是用三氯乙烷、三氯乙烯和四氯乙烯去除油脂。蒸汽脱脂快速、高效、干净、彻底，对去除各种油脂有很好的效果。在氯化烃中加入一定量的乳液，无论是浸泡还是喷洒都有很好的效果。氯化卤素具有一定的毒性和较高的汽化温度。此外，由于新型水基低碱性清洗剂的出现，现在很少使用溶剂蒸汽和乳液脱脂方法。

　　1.2酸性清洁剂清洗。

　　酸洗剂是一种广泛使用的去除油脂的方法。它利用表面活性剂乳化、润湿、渗透的原理，对金属酸腐蚀产生的氢气进行机械剥离，达到去除油脂的目的。酸性清洗剂可以在低温和中温下使用。一般低温只能去除液体油脂，中温可以去除油脂，一般只适合浸泡处理。酸性清洗剂主要由表面活性剂(如OP非离子表面活性剂和阴离子磺酸钠)、常用无机酸和缓蚀剂组成。因为它具有除锈和去油脂的双重功能，人们习惯称之为“二合一”处理液。常见酸性清洗剂的配方及工艺参数见下表。

　　低温型、中温型、磷酸盐型。

　　以盐酸和硫酸为基础的清洗剂应用广泛，成本低，效率高。然而，酸洗过程中残留的氯离子和硫酸根离子对工件的后腐蚀危害很大。但磷酸组没有腐蚀残留隐患，但磷酸成本较高，清洗效率较低。

　　对于锌零件，铝零件一般不用酸洗剂清洗，尤其是锌零件在酸中腐蚀非常快。

　　1.3强碱性溶液清洗。

　　用强碱溶液去除油脂是一种传统而有效的方法。它用强碱皂化植物油，形成溶于水的皂化物，去除油脂。纯碱性溶液只能皂化植物油，不能皂化矿物油。因此，人们在强碱溶液中加入表面活性剂，通常是磺酸型阴离子表面活性剂，利用表面活性剂的乳化作用来达到去除矿物油的目的。去除油脂的强碱溶液使用温度较高，通常> 80。普通强碱溶液的清洗配方和工艺如下：5% ~ 10%的氢氧化钠。

　　硅酸钠2% ~ 8%。

　　1% ~ 10%的磷酸钠(或碳酸钠)。

　　2% ~ 5%的表面活性剂(磺酸)。

　　处理温度

　　80

　　治疗时间为5-20分钟。

　　处理方法：浸泡和喷洒。

　　强碱溶液去除油脂需要高温、高能耗，对设备腐蚀性大，材料成本也不低，因此这种方法的应用逐渐减少。

　　1.4低碱性清洗液。

　　低碱性清洗液是目前使用最广泛的除脂剂。其碱度较低，pH值一般为9 ~ 12。对设备腐蚀小，对工件表面状态破坏小，可在中低温下使用，除油效率更高。特别是在喷雾模式下使用，去脂效果非常好。低碱性清洗剂主要由无机低碱性添加剂、表面活性剂、消泡剂等组成。有机助剂主要有硅酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠、碳酸钠等。它的作用是提供一定的碱度，并能分散和悬浮。防止脱落的油脂重新吸附在工件表面。表面活性剂主要是非离子型和阴离子型，一般为聚氯乙烯OP和磺酸盐，在油脂去除过程中起主要作用。当有特殊要求时，需要加入其他添加剂，如消泡剂，有时还需要加入表面调节剂。具有脱脂和表面调理双重功能的低碱清洗剂有很多市售产品，如PA30-IM、PA30-SM、FC-C4328、Pyroclean442等。

　　常用低碱性清洗液的配方和工艺如下：

　　浸没喷射型

　　三聚磷酸钠4 ~ 10g/l。

　　0-10g/l硅酸钠0-10g/l；

　　碳酸钠4 ~ 10g/l

　　0.5 ~ 3.0 g/l消泡剂。

　　0 ~ 3 g/l  0 ~ 3 g/l表面调节剂。

　　脱碱程度为5 ~ 20分，5 ~ 15分。

　　常温~ 80和40 ~ 70时的温度。

　　治疗时间为5 ~ 5~20min  1.5~3.0min

　　浸没式清洗剂应注意表面活性剂的浊点。当处理温度高于浊点时，表面活性剂会沉淀上浮，使其失去脱脂能力。一般可以加入阴离子表面活性剂来解决问题。喷淋清洗剂应加入足够的消泡剂，尤其重要的是喷淋时不产生泡沫。清洗铝零件和锌零件时，必须考虑它们在碱性条件下的腐蚀，一般建议使用接近中性的清洗剂。

　　2.腌制。

　　酸洗和除垢是工业领域中应用最广泛的方法。利用酸对氧化物溶解的机械剥离作用和腐蚀产生的氢气达到除锈除垢的目的。盐酸、硫酸和磷酸最常用于酸洗。因为硝酸在酸洗过程中会产生有毒的二氧化氮气体，所以很少使用。盐酸酸洗适合低温使用，不宜超过45，浓度为10% ~ 45%，并应加入适量酸雾抑制剂。硫酸在低温下的酸洗速度很慢，应在中温下使用，温度为50 ~ 80，浓度为10% ~ 25%。磷酸酸洗的优点是不会产生腐蚀性残留物(用盐酸和硫酸酸洗后或多或少会有Cl-和硫酸根离子残留)，相对安全。但磷酸的缺点是成本高，酸洗速度慢，一般浓度为10% ~ 40%，处理温度从常温到80。在酸洗过程中，使用混合酸也是一种非常有效的方法，如盐酸-硫酸混合酸和磷酸-柠檬酸混合酸。酸洗、除锈和除垢时，必须在槽液中加入适量的缓蚀剂。缓蚀剂有很多种，选择很容易。其职能是：抑制金属腐蚀，防止“氢脆”。但酸洗对“氢脆”敏感的工件时，在选择缓蚀剂时要特别小心，因为有些缓蚀剂会抑制两个氢原子反应成氢分子，即2[H]H  2，增加金属表面氢原子浓度，增强“氢脆”倾向。因此，需要查阅相关腐蚀数据手册或做“氢脆”试验，避免使用危险的缓蚀剂。

　　3表面调整。

　　表面调整的目的是促进磷化形成晶粒细小致密的磷化膜，提高磷化速度。表面调节剂主要有两种，一种是酸性表面调节剂，如草酸。另一种是胶体钛。两者都应用广泛，前者具有去除轻锈(“水锈”和工件运行过程中形成的“风锈”)的功能。在磷化预处理过程中，是否选择表面调整工艺，选择哪种表面调节剂，是由工艺和磷化膜的要求决定的。总的原则是涂装前打底磷化和低温快速磷化需要表面调整。如果工件在进入磷化槽时第二次生锈，最好使用酸性表面调整，但酸性表面调整只适用于中温50的磷化。一般情况下，中温锌钙磷化无需表面调整即可完成。

　　预磷化预处理工艺为：

　　油脂去除——水洗——酸洗——水洗——中和——表面调整——磷化。

　　除锈“二合一”——水洗——中和——表面调整——磷化。

　　油脂去除——水洗——表面调整——磷化。

　　中和通常是0.2% ~ 1.0%的纯碱水溶液。在一些工艺中，油脂预去除工艺也被添加到重油脂工件中。