磷化与酸洗的区别.doc

磷化工艺的早期应用是防锈，钢铁件经磷化处理形成一层磷化膜，起到防锈作用。经过磷化防锈处理的工件防锈期可达几个月甚至几年（对涂油工件而言），广泛用于工序间、运输、包装贮存及使用过程中的防锈，防锈磷化主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化三大品种。铁系磷化的主体槽液成分是磷酸亚铁溶液，不含氧化类促进剂，并且有高游离酸度。这种铁系磷化处理温度高于95，处理时间长达30min以上，磷化膜重大于10g/m2,并且有除锈和磷化双重功能。这种高温铁系磷化由于磷化速度太慢，现在应用很少。锰系磷化用作防锈磷化具有最佳性能，磷化膜微观结构呈颗粒密堆集状，是应用最为广泛的防锈磷化。加与不加促进剂均可，如果加入硝酸盐或硝基胍促进剂可加快磷化成膜速度。通常处理温度80100，处理时间1020min，膜重在7.5克/m2以上。锌系磷化也是广泛应用的一种防锈磷化，通常采用硝酸盐作为促进剂，处理温度8090，处理时间1015min，磷化膜重大于7.5g/m2,磷化膜微观结构一般是针片紧密堆集型。防锈磷化一般工艺流程：除油除锈水清洗表面调整活化磷化水清洗铬酸盐处理烘干涂油脂或染色处理通过强碱强酸处理过的工件会导致磷化膜粗化现象，采用表面调整活化可细化晶粒。锌系磷化可采用草酸、胶体钛表调。锰系磷化可采用不溶性磷酸锰悬浮液活化。铁系磷化一般不需要调整活化处理。磷化后的工件经铬酸盐封闭可大幅度提高防锈性，如再经过涂油或染色处理可将防锈性提高几位甚至几十倍一、 磷化原理1、磷化 工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。2、磷化原理 钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4)2Mn(H2PO4)2Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液，PH值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜的生成反应如下： 吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2+4H3PO4 或 吸热吸热3Mn(H2PO4)2 Mn3(PO4)2+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁开始熔解为Fe2+，同时放出电子。Fe+2H3PO4Fe (H2PO4)2+H2Fe Fe2+2e-在钢铁工件表面附近的溶液中Fe2+不断增加，当Fe2+与HPO42-，PO43-浓度大于磷酸盐的溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜：Fe(H2PO4)2 FeHPO4+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 2FeHPO4+ H23FeHPO4 Fe 3(PO4)2+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 Fe 3(PO4)2+H2阴极区放出大量的氢：2H+ +2e- H2O2 + 2H20 + 4e-4OH-总反应式： 吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2+4H3PO4 吸热 吸热Fe+3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2+2FeHPO4+3 H3PO4+2 H2 放热二、磷化分类1、按磷化处理温度分类（1）高温型8090处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）优点：膜抗蚀力强，结合力好。缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。（2）中温型50-75，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15）优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，目前应用较多。（3）低温型30-50 节省能源，使用方便。（4）常温型10-40 常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。缺点：处理时间长，溶液配制较繁。2、按磷化液成分分类（1）锌系磷化（2）锌钙系磷化（3）铁系磷化（4）锰系磷化（5）复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。3、按磷化处理方法分类（1）化学磷化将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。（2）电化学磷化在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。4、按磷化膜质量分类（1）重量级（厚膜磷化） 膜重7.5 g/m2以上。（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5 g/m2。（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。5、按施工方法分类（1）浸渍磷化 适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。（2）喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。（3）刷涂磷化上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。三、磷化作用及用途1、磷化作用（1）涂装前磷化的作用增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。提高装饰性。（2）非涂装磷化的作用提高工件的耐磨性。令工件在机加工过程中具有润滑性。提高工件的耐蚀性。2、磷化用途钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。（1）耐蚀防护用磷化膜防护用磷化膜 用于钢铁件耐蚀防护处理。磷化膜类型可用锌系、锰系。膜单位面积质量为10-40 g/m2。磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。油漆底层用磷化膜增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。磷化膜类型可用锌系或锌钙系。磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底层）；1-5 g/m2（用于一般钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不发生形变钢铁件油漆底层）。（2）冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔单位面积上膜重1-10 g/m2；精密钢管拉拔 单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型 单位面积上膜重大于10 g/m2。（3）减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。一般用锰系磷化，也可用锌系磷化。对于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。（4）电绝缘用磷化膜一般用锌系磷化。用于电机及变电器中的硅片磷化处理。四、磷化膜组成及性质分类 磷化液主要成份 膜组成 膜外观 单位面积膜重/ g/m2锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁 浅灰深灰 1-60锌钙系 Zn(H2PO4)2和 Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁 浅灰深灰 1-15锰系 Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁 灰深灰 1-60锰锌系 Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物 灰深灰 1-60铁系 Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色 5-102.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大部分为磷酸锌，小部分为磷酸氢铁。锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。3、性质（1）耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。在200-300时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450时膜层的耐蚀性显著下降。（2）特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。五、磷化工艺流程除油除锈水洗磷化水洗磷化后处理六、影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶致密。游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围 上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。总酸度过低，膜层疏松粗糙。4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH3时，共件表面易生成粉末。当PH1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。5、溶液中离子浓度溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高 ，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。七、磷化后处理目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。八、磷化渣1、磷化渣的影响磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加大清渣工作量，处理不好还影响磷化质量，视为不利。磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度，保持磷化液的平衡，视为有利。2、磷化渣生成的控制降低磷化温度。降低磷化液的游离酸度。提高磷化速度，缩短磷化时间。提高NO-3 与PO3-4的比值。九、磷化膜质量检验外观检验肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化德的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色。耐蚀性检查浸入法将磷化后的样板浸入3的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。点滴法室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜5分钟，中等膜2分钟，薄膜1分钟。十、游离酸度及总酸度的测定。1、游离酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加23滴甲基橙指示剂（或溴酚蓝指示剂）。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的游离酸度点数。2、总酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加23滴酚酞指示剂。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的总酸度点数。十一、有色金属磷化主要是铝件及锌件的磷化。对的一般都会采用酸洗！磷化一般用于液压系统和尾轴管等，成本比较高！一般要看船东的要求！工艺简介：以DIN高精度精拔光亮无缝钢管的成品管作为磷化用钢管，用进口环保型磷化液对钢管进行内外壁磷化，形成黑色磷化保护膜，通过磷化膜中的微孔吸收防锈油作防锈处理，两端封盖作防尘处理。 主要特点：钢管颜色：黑中带亮，钢管表面颜色均匀度高，一致性强，外表较为美观，钢管防锈性能好。 磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。所形成的膜称为磷化膜。现代磷化工艺流程一般为： 脱脂水洗除锈表调磷化水洗烘干脱脂零件上的油脂不仅阻碍了磷化膜的形成，而且在磷化后进行涂装时会影响涂层的结合力和耐蚀性。钝化处理是化学清洗中最后一个工艺步骤，是关键一步。锅炉经酸洗、水冲洗、漂洗后，金属表面很清洁，非常活化，很容易遭受腐蚀，所以必须立即进行钝化处理，使清洗后的金属表面生成保护膜，减缓腐蚀。用途：对不锈钢全面酸洗钝化处理，清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能，适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。特点：操作简单，使用方便、经济实用，同时添加了高效缓蚀剂、抑雾剂，防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。特别适用于小型复杂工件，不适合涂膏的情况，优于市场同类产品钝化工艺流程一般为： 脱脂水洗除光水洗钝化水洗烘干 磷化和钝化都是表面防锈作用酸洗是使用稀盐酸，硫酸，磷酸对金属表面的锈蚀进行除锈的工艺，在船舶行业使用较多在管道除锈方面，通常在安装管道时会出现管道内壁出现锈蚀，手工无法除锈时，会采用该方法。另外电镀件在工业化生产时也要使用酸洗对工件上的锈蚀进行清理。磷化工艺一般在自动化生产的流水线上出现较多，主要是增加金属表面与第一道涂层的结合力。比如在汽车生产时，一般会采取脱脂水洗（除锈）表调磷化水洗烘干-电泳的工艺。一般不具备防锈功能。但国内有部分老的军工厂还有高温磷化工艺，具有一定的临时防锈功能。但由于污染较大，基本用途较少。在船舶行业出现磷化一般在配套工厂，比如配电箱的外购件，它们在使用粉末涂料施工时要用到该工艺，但在船厂一般不会用到。简单的说，酸洗是在金属表面出现锈蚀物等东西以后为了除去这些锈蚀物或是杂物所采取的方法，而磷化是在金属表面生成一层保护膜让金属不容易被氧化，有的磷化是为了增加耐磨等等。一般都是对金属酸洗再冲洗干净后对金属磷化，这么可以让金属不容易被氧化灰灰的那种就是酸洗的 就是表面简单一层防锈漆 银白反光的是镀锌的酸洗成本低镀锌吗 腐蚀性比较强滴各种污水海水燃油的例外 见楼上船舶管路颜色是有标准的，可查相关的资料。如海水管为草绿色、淡水管是灰色、消防管为大红色、高温管路为银灰色、滑油管路为黄色、污水污油管路为黑色。管路酸洗目的是去掉管路中的杂质铁锈，一般液压管路内壁必须酸洗；镀锌目的是防锈防腐。至于处理方式就多了油管一般酸洗,海水管一般镀锌,淡水管多数磷化,排烟管涂耐热漆或者不处理管子酸洗工艺发布: 2009-7-21 21:31 | 作者: joe01211 | 来源: 龙de船人管系酸洗施工工艺0 一、酸洗施工工艺操作准备程序 1、概述 3000吨不锈钢化学品船为钢质、单机、单桨、艉航型柴油机液货船、用于散装运输多种化学品。本船设整体重力液货舱，该液货舱长55.25米、宽13.2米，舱区划分为10个液货舱，1个污液舱。按要求，对液货船内的不锈钢（介质面）表面、焊缝均应进行酸洗、钝化保护。除此之外还有相应的不锈钢管子进行清洗、钝化。工作量很大，工厂还没有经验，因此要认真组织落实，确保该工程施工。 2、生产准备 1）操作工要组织培训上岗，培训质量意识、操作水平、个人保护、环境保护等。应持证上岗，操作人员应相对稳定。 2）防护用品、酸洗、钝化是属有毒有害工作，操作人员工作时必须配戴好防护用品。即：耐酸鞋，耐酸工作服、帽子、橡胶手套、口罩等。 3）根据化学品船的要求，大部份酸洗、钝化工作是在现场操作，要准备耐酸、碱拖把；耐酸碱的大小毛刷（拖把洗平面、毛刷洗立面和仰面）运除油、酸洗、钝化液到现场的大小塑料桶和盆。 4）3000吨化学品船的要求高，需要洗的面大。不只是洗平面，而且有立面和仰面，难度大，所以不只是配酸洗液，还需配酸洗膏。（注：酸洗膏是买还是配，由工厂决定）。 5）船体大合拢后船舱（内胆介质面）的焊缝有立面、仰面，酸洗、钝化立面、仰面时需要搭脚手架，配保险绳。 6）纵、横隔壁为槽形状，操作者到不锈钢工件上应穿防酸软底鞋，严禁穿硬底带钉鞋。 3、施工 根据工厂船体建造形式，工作场地分散，为了方便操作，施工场地应分为： 1）对平面分段的不锈钢内表面（介质面）、（平面分段有底部舷侧、甲板、平面分段约20个）组成一个酸洗、钝化施工现场。 2）对船体大合拢的接缝区组成一个酸洗、钝化现场。 3）对不锈钢管件组成一个酸洗钝化现场。 4、施工范围 1）清洗不锈钢表面的油污。 2）酸洗不锈钢表面的氧化皮。 3）对整个不锈钢内胆及管件进行钝化一层防腐膜。 4）船体大合拢后用砂轮将焊缝打磨平整光亮，用布轮将内胆整体打磨抛光，再进行钝化。 5）钝化时应先钝化仰面、再立面、后平面。 5、环境保护 除油、酸洗、钝化液均属有毒有害物，根据船体建造要求，大部分除油，酸洗，钝化都是在现场操作，所以在操作时的除油酸洗钝化液要配备容器回收，循环使用后进行处理，达到国家排放标准后方可排放。 二、不锈钢板、管件酸洗、钝化工艺 1、 在酸洗、钝化前对上道工序要求是焊缝用砂轮打磨，把焊缝上的 药渣和焊缝近旁的飞溅物清除干净。 2、 酸洗的目的是去除氧化皮，经热加工的不锈钢和焊接热影响区，都生成一层氧化皮，这层氧化皮影响耐腐蚀的作用。 3、 钝化是为了使不锈钢表面生成一层无色致密的氧化薄膜，起耐腐的作用。 4、 酸洗常用的两种方法是酸洗液（洗平面）和酸洗膏（洗立面和仰面的焊缝）。 5、操作流程 1）除油 除油配方： 氢氧化钠 60克/升 温度701000C 碳酸钠 60克/升 时间，油除净为止 磷酸三钠 100克/升 要求：被除油件表面水冲洗时表面无张力。 2）水洗 用温热水擦洗，再用冷水洗至表面无碱液存留，达到中性为止。 3）酸洗 根据零件氧化膜的厚薄而定，如果氧化膜厚就要分两步进行，即：第一步松散氧化膜，第二步去除氧化膜。 松散氧化膜的溶液： 硫酸20% 温度800C 时间1520分钟 去除氧化膜溶液： 硝酸20%氢氟酸30%温度55650C 时间 除净为止 注意：配酸洗液时必须先加水后加酸，并且缓慢加入。 4）水洗 将酸洗好的零件用水冲洗，洗至零件表面