表面调整剂对磷化膜的影响VIP免费

AT&MFIELDOFVISIONAT&M视界汽车工艺与材料AT&M2011年第3期8摘要：磷化是常用的表面处理技术，在磷化处理前，一般要对钢铁表面进行碱洗除油。但钢铁表面经碱洗后受到侵蚀，导致形成的磷化膜结晶粗大、抗蚀性差。因此，为提高磷化质量，需要对钢铁进行表面调整。通过试验探讨了表面调整槽液的温度、浓度、pH值和时间等工艺参数对磷化效果的影响，并根据试验和实际生产情况得出了最佳的表面调整工艺条件，为提高整车涂装质量提供了保证。关键词：表面调整剂磷化膜影响中图分类号：TQ639.1文献标识码：B表面调整剂对磷化膜的影响合肥昌河汽车有限责任公司工艺开发处孟祥超赵丹1表面调整的作用汽车涂装前处理过程主要包括脱脂、表面调整和磷化等工序，表面调整质量直接影响磷化膜的质量及其与阴极电泳底漆的配套性，进而将影响整车的涂装质量。有人用扫描电子显微镜（SEM）研究了磷化膜的形成过程：首先在金属表面活性点上形成磷酸盐的晶核，然后是晶核的继续生长。活性点的数量直接影响磷化膜的质量，表面调整可以改变金属表面的微观状态，在金属表面形成一层极薄的吸附层。该吸附层含有分布均匀、数量众多的磷酸盐结晶晶核，能使成长过程中的晶体很快互相连接，限制了大晶体的生长，促进结晶均匀的磷化膜快速形成，有利于磷化膜结晶的细密化，相应地提高了磷化膜与基体的结合力及其耐蚀性，同时缩短了磷化时间、降低了膜厚，还能消除金属表面状态的差异对磷化质量的影响。早期汽车涂装使用的表面调整剂（简称表调剂）大多数为粉体表调剂，槽液老化周期短，增加了污水处理负荷。目前，日本帕卡濑精公司研究、生产的PL-X液体表面调整剂老化周期长，磷化成膜更加均匀、致密。PL-X表面调整剂为乳白色粘稠状液体，是一种适用于钢铁、锌及锌合金、铝合金等的表面调整剂。2表面调整剂的作用机理PL-X液体表面调整剂的主要成分为磷酸锌铁，磷酸锌铁以微粒形式吸附在金属表面，形成分布均匀、数量较多的磷化结晶的晶核，为磷化提供结晶原点。在生成磷化膜的过程中，钢板等金属在酸作用下开始溶解，经表面调整处理过的金属表面的晶核数量多，生成的磷化膜的结晶细密、均匀；另外，增加晶核数量可以加速磷化过程，降低磷化沉渣量。表面调整及磷化的大概过程如下。a.表面调整剂粒子（带负电）附着在板材表面。AT&M视界2011年第3期9汽车工艺与材料AT&MAT&MFIELDOFVISIONb.金属溶解，生成阳极点。阳极反应：Fe→Fe2++2ec.在生成阳极点的同时生成阴极点，结晶、沉积形成磷化膜。阴极反应：2H+＋2e→H2↑3Zn(H2PO4)2→Zn3(PO4)2+4H3PO43试验3.1试剂与仪器（1）试剂a.PL-X液体表面调整剂：上海帕卡濑精有限公司。b.SPCE（冷轧钢板）普通钢板：宝钢，150mm×75mm。c.二甲基酚橙指示剂。d.EDTA（0.01moL/L）。e.5%盐酸溶液。f.NT-4055表面调整液：上海帕卡濑精有限公司。g.车间脱脂液。h.车间磷化液。（2）仪器a.SNE-1500M型扫描电镜：韩国赛科。b.DK600A恒温水箱：一恒科技。c.分析天平：日本岛津。d.pH测试仪：梅特勒·托利多。3.2试验及结论表面调整工序位于脱脂和磷化之间。脱脂液呈碱性，pH值为10~12，白车身在脱脂过程中工件表面不会出现锈蚀；磷化液呈酸性，pH值为3~4，白车身经磷化处理后，如果能形成完整的磷化膜，工件表面也不会出现锈蚀。当脱脂液和磷化液的工艺参数均在工艺范围时，通过试验研究了表面调整槽液的浓度、pH值、温度以及表面调整时间、串液、表面调整液老化、表调液循环情况对磷化膜质量的影响；同时用扫描电镜（SEM）分别在不同放大倍数下观察了磷化膜的表面形貌，以便确定表面调整的最佳工艺条件。3.2.1表面调整液浓度对磷化膜质量的影响（1）第1次试验a.取车间生产用脱脂液和磷化液，分别化验有关参数（结果见表1），并将磷化液和脱脂液放入42℃恒温水箱中保温。b.用分析天平称取4份PL-X液体表面调整液，质量依次为2.3836、3.0125、3.7162、4.4092g，分别加水稀释至1000mL，并搅拌均匀，经化验浓度分别为2.6、3.3、4.0、4.8g/L。c.用pH测试仪测试上述稀释后的表调液的pH值，并通过添加NT-4055将pH值一致调整为8.95（帕卡公司产品的最佳工艺要求）。d.取4块宝钢SPCE普板，按照...