磷化渣的产生机理及控制

　　磷化过程中的反应一般可分为三个阶段：(1)金属与酸相互作用引起的金属溶解；(2)金属的溶解导致零件附近溶液中Fe2含量和pH值增加，从而导致磷酸二氢盐解离；不溶性正磷酸盐沉积在金属表面形成磷化膜。

　　磷化膜和磷化渣的形成机理。

　　磷化剂的主要成分是各种磷酸盐，即锌系磷化、铁系磷化和锰系磷化等。这些磷酸盐可以溶解在水中，当磷酸盐水溶液在氧化剂和催化剂的作用下与干净的金属表面接触时，会发生一系列反应。

　　磷化渣的主要成分是fepo4，但也有少量的me3 (po4) 2。磷化膜的主要成分是me3 (po4) 2.4h2o，但也有磷酸铁和黑氧化铁。

　　磷化过程中沉淀反应的特点。

　　一般磷化液的沉淀反应只发生在磷化过程中，大部分沉淀反应发生在金属体与磷化液的界面处，也有少数沉淀反应发生在远离界面的区域。在金属体与磷化液的界面区域，反应朝着形成沉淀的方向进行，主要有三种表现：第一种最终以结晶的形式沉淀在金属表面形成磷化膜；第二类，由于反应速度快，沉淀物一般为无定形，这类沉淀物很难参与成膜，最终以沉淀物的形式存在。第三类反应的沉积物一般只是瞬间形成，一离开界面就会溶解，所以一般不参与成膜，不会出现在沉积物中。远离界面区域的沉淀反应形成的沉积物以沉积物的形式存在。

　　磷化渣的控制方法及措施。

　　磷化渣可分为正常沉淀物和异常沉淀物，其中正常沉淀物是指严格按照磷化液中规定的工艺条件和程序在磷化过程中产生的沉淀物。异常磷化是指由于外界条件的影响，工艺条件发生变化时，或者由于磷化工艺自身消耗，槽液成分发生变化时，产生的沉淀物。在涂装生产线改造过程中，我们对涂装成品率低、涂装质量差进行了全过程诊断，并采取了各种处理措施进行对比。通过对磷化工段的改造，磷化过程中磷化沉渣量减少了59%左右。最终涂层收率从78%提高到97%，涂层质量有了很大提高。根据本项目的实践，总结出减少磷化沉渣产生和控制磷化渣对磷化过程危害的三种方法和措施。

　　3.1正确选择磷化液，保证磷化条件。

　　正常的沉积是由磷化液本身的特性决定的，沉积量与磷化处理面积基本成正比。因此，减少正常沉淀，选择或配置低渣磷化液是减少磷化沉淀的关键。不同的磷化液产生的磷化沉渣量差异较大，有的在中温下可达30g/m2，有的在低温下仅为2 ~ 3g/m2。因此，在选择磷化液时，要满足磷化质量要求。浸渍磷化的沉积量少于喷涂磷化。降低磷化温度，降低磷化液中PO43-的浓度，减少Fe3的形成，可以减少磷化液的产生。3.2对设备采取的措施。

　　设备为过程服务。虽然对磷化设备在磷化温度和时间方面提出了很高的要求，但要减少磷化渣的产生，应采取以下措施：加强磷化液的温度控制，避免磷化液温度过高，破坏槽液平衡，产生大量沉淀；加强磷化时间的控制，避免磷化时间过长，增加磷化沉淀；(3)磷化液不能用蒸汽直接加热，也不能用蒸汽加热管加热，避免磷化液加热过程中局部过热造成大量沉淀；(4)不生产时，避免长时间加热增加磷化渣的产生；由于磷化渣是磷化过程的必然产物，在采取上述措施的同时，可以使用磷化渣清除设备清除产生的磷化渣。比如高位沉淀和斜管、斜板沉淀等设备，既可以离线也可以在线减少槽液中的磷化渣。

　　3.3加强磷化液的使用和管理。

　　磷化液中各种电解质存在多相离子平衡。只要温度、游离酸度、总酸度稍有变化，就可能产生大量异常磷化渣。因此，磷化液的使用和管理在工艺、设备和槽液管理方面都有严格的要求。只有工艺完整、设备配置合理、槽液管理细致，才能最大限度地减少异常磷化残留物。

　　一般磷化过程总是需要除油或除锈等。只有除油除锈彻底的工件才能有良好的磷化效果。因此，除油除锈是磷化膜形成的必要条件。如果除油除锈工艺不完善，除油除锈中含有的酸碱离子带入磷化液中，可能会对磷化液造成很大的污染。并且产生大量的磷化渣。酸碱处理后禁止直接进入磷化槽。OH-和H的引入会破坏槽液中的离子平衡，最终导致大量沉淀。因此，自动化生产线上经过酸碱处理的工件一般需要清洗两次以上，每次清洗时间不少于30s后才能进入磷化槽。在非自动化生产线上，经过酸碱处理的工件在进入磷化槽前必须清洗一次以上。使用强碱和强酸除油除锈时，必须采用相应的中和程序，并在进入磷化槽前进行清洗。起吊工件时，应避免积液，防止积液部位不干净，应将大量杂质离子带入磷化槽。在生产线上，磷化前的最后一道工序应考虑足够的浸出时间，以防止杂质离子因浸出不干净而带入磷化槽。

　　在磷化生产过程中，由于磷化液中有效成分的不断消耗，磷化液的游离酸度和总酸度不断变化，因此需要对磷化液中的有效成分进行连续检测和添加。减少磷化渣的产生，槽液的维护应遵循以下原则：磷化液的检测和定期定量添加，可以保证槽液始终处于正常生产状态，从而减少异常沉淀物的产生；磷化液的添加是基于少量多次的原则。