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CleaningandPretreatment清洗及啊处▲卜，r】雪先去除金属表面的油污和其他污染物，然后把这刚清洗的表面通过化学方法转化为磷酸盐转化膜。这种最简单的工艺是清洗／磷化两步法的铁系磷化。对最严格的性能要求来说，磷化操作可能是l5步法锌系磷化工艺。无论工艺步骤数量的多少，工艺和预期的效果仍然是相同的，在所有的基体上具有耐蚀性并与漆有结合力。磷化工艺提供的作用仍然相同，包括：1．去除表面的污物；2．转化基体表面为酸性状态；3．形成耐化学腐蚀的阻挡层；4．产生大的表面积作为有机膜的吸附基底；5．通过结晶型或无定型膜的外延生长，提高金属之间的结合力；6．提供对水和氧的扩散阻挡层：7．通过提供电绝缘层，降低漆膜下电化学腐蚀电流。不同的工艺步骤之间充分水洗以除去残余化学物和反应产物是必需的。整个工艺耗时2～20分钟，当正确涂覆在任何金属表面时，转化膜将产生所需的耐蚀性，延长表面的工作寿命。让我们从铁系磷化工艺开始，再继续对更复杂的锌系磷化工艺系统进行研究。l906年ThomasCoslett发现钢铁件在酸式磷酸盐溶液中浸渍处理后能防止腐蚀。该处理形成的膜层是无定型的，并表现出无结晶清晰度。膜重0．卜0．7克／平方米之间。碱金属磷酸盐，通常称为磷酸铁膜，能被应用于少至两步的简单喷淋系统至复杂的五步法系统。在两步法清洗机构造中，清洗和转化膜在同一个工艺步骤中进行。铁系磷化和清洗单独分开进行，并具有像五步法系统中的后处理步骤时，能获得最佳的总性能。原因是每个化学步骤具有单一的而不是双重的功能。清洗／磷化系统是含表面活性剂的铁系磷化。这些组分常包括多价螯合剂、溶剂、缓蚀剂和作为加速剂的弱氧化剂。当铁系磷化工艺的步骤增加时，磷化膜的结合力和耐蚀性随之提高。在两步法系统中总的操作费用很低，清洗和磷‘国际表面处理>=oo=辱：月刊／慧纂六十露期翻；+0l一血矗逡盛盔矗i主维普资讯http://www.cqvip.com洗及疆处理CleaningandPretreatment化在同一个步骤中进行。当步骤数目增加时，在清洗中可看到额外的效果，引入后处理步骤可在各种应用中提高耐蚀性和增加膜重。铁系磷化系统的缺点仅仅是由于工艺步骤数目、性能要求和被处理的基体所引起的程度变化。铁系磷化中蚀刻、氧化和成膜的反应步骤形成了磷化工艺的框架。当钢铁表面浸入磷化液中，磷酸引起了腐蚀，生成TFe离子和氢。2H+F—Fe+H(1)通过大气中氧气或加入的氧化剂的作用，发生了二价铁氧化成三价铁的反应，并生成了作为副产物的水。2H+2Fe+【O]~2Fe。+H2O(2三价铁进一步反应，形成磷化膜。Fe。+P04-L·FePO(3)Fe。+3(OH)一一Fe(OH)(4)3Fe+2PO4-3一Fe3(PO4)2(5)成膜反应如反应式(3)所示，Fe与磷酸根和氢氧根离子反应生成FePO，而磷酸铁是磷化膜的主要成分(图1)。根据反应式(4)和(5)，也能发现有些铁氧化物由氢氧化铁重排而形成和一些磷酸叔盐Fe．(PO)。·8HO(蓝铁矿)。这些磷化槽液主要由磷酸二氢钠和上述反应的主要副产物磷酸氢二钠组成。磷酸氢二钠的存在引起磷化液DH值上升。为了保持磷化液处在操作范围内，必须加酸调整酸度。因为大部分不溶性产物最终存在于磷化膜中，FePO沉渣副产物几乎不存在，工艺基本上没有沉渣操作。由于引入了铝和其他被磷化的金属，需要调整铁系磷化液的基本组分。因为在这些材料上生成了无铁成分的磷化膜。在这些金属表面上使用术语“铁系”磷化会使人产生误解。因为磷化工艺结合了来自表面的金属离子，在非铁基体上没有FePO沉积。现时，在铝上磷化膜主要是磷酸铝，在镀锌表面上是磷酸锌等等。在这些基体上的磷化膜外观在颜色变化上类似于在铁上的磷化膜。当铝和镀锌的基体进入生产线，在磷化液中须加入氟化物以确保磷化膜质量。络合的氟化物，例如氟化硅或氟硼酸盐，比氢氟酸腐蚀小，并减少了添加过量的影响。当仅使用于铝时，在槽液中加入氟化物的唯一原因是为了降低游离铝含量。这些氟化物可以氢氟酸、氟化硅或氟硼酸盐形式加入，可间接添加至工作液中或直接并入化学组分中。一般来说，铁系磷化时须控制DH值或游离酸度／消耗的酸和总酸度。控制工作溶液浓度对确保提供基本组分沉积磷化膜是很重要的。一般pH值低(4．0～4．5)时，酸...