一种常温磷化液的配制及应用研究

方振华

【摘 要】配制了一种常温磷化液，磷化结果表明，随着磷化时间的增加，膜重增加，磷化35min后，膜重增幅变化较小，产品能在露天存放48h，并保持表面无铁锈。

【关键词】常温；磷化；应用

Research and Application of Room Temperature Phosphate Solution

FANG Zhen-hua

（College of Chemistry & Chemical Engineering Xian University， Xian Shaanxi 710065， China）

【Abstract】A room temperature phosphate solution was prepared. The results show that with the increase of phosphating time， the weight of phosphating coating increased， and the amplitude becomes smaller after 35min， and the surface of products without rust after store 48h in the open air.

【Key words】Normal temperature； Phosphorization； Application

在现今的社会生活中，钢铁等金属材料已广泛应用于现代制造业、建筑桥梁和结构设计等领域中，并发挥着无可替代的重要作用[1]，而金属的防腐和保护也一直是研究人员关注的一个重要方向。目前，对钢铁制品表面进行涂层处理，是钢铁防腐防护和装饰的主要有效手段。而涂装前对钢铁制品进行磷化处理不仅可以增大涂层与制品的接触面积，提高制品防蚀能力，还可以提高涂层在钢铁基体上的附着力[2]。传统高温磷化工艺不仅污染严重而且能耗高，不利于节能环保、因此开发研究无需加热的常温磷化工艺，降低磷化液的使用温度已成为磷化技术的发展趋势。本文研究开发出了一种能常温使用的磷化液，并对其应用在钢管上的效果进行了测试。

1 试验

1.1 材料

钢管，尺寸：外径34mm，壁厚3mm，长度70mm。

盐酸，三氧化铬，磷酸，磷酸二氢钠，氧化锌，钼酸铵，硝酸钠，柠檬酸，所有试剂均为分析纯。

1.2 磷化工艺

磷化液（1000mL）配制：分别称取一定量的磷酸（140.5g），磷酸二氢钠（70.5g），氧化锌（27.5g），钼酸铵（3.0g），硝酸钠（5.5g），柠檬酸（3.0g），依次倒入烧杯中，加去离子水，搅拌至全部溶解。常温下，将已做除锈处理后的钢管放入配制好的磷化液中磷化一段时间后，取出晾干。

1.3 膜重测定

退膜液为三氧化铬溶液，将50g/L的三氧化铬溶液加热到70～80℃，把磷化处理后的样品放入溶液中，15min后取出、干燥、称量，重复操作，直到测试质量不变为止。磷化膜单位面积膜重W的计算公式如下：

W=（M1-M2）/S

式中：M1——磷化后样品质量，g；M2——退膜后样品质量，g；S——样品总表面积，cm2。

2 结果与讨论

2.1 磷化时间的影响

实验中，在同一磷化液中，分别对样品磷化了5min、15min、25min、35min、45min。考察了磷化时间对磷化膜重的影响，实验结果见图1，从图1中可以看出，随着磷化时间的增加，膜重增加，磷化35min后，增幅变化较小。这是因为随着磷化时间的增加，磷化膜重不断增加，金属表面孔隙越来越小，磷化膜逐渐将金属表面全部覆盖，导致表面不再发生化学反应，因此膜重不再增加。

图1 磷化时间对膜重的影响

2.2 耐腐蚀性测试

实验中对所有磷化后的样品露天放置48h，考察其耐腐蚀性能力，测试结果见表1。从结果中可以看出，磷化35min以上后，样品能在48h内保持表面无铁锈。基本能够满足生产要求。考虑到操作时间和操作成本，磷化时间为35min较为合适。

表1 耐腐蚀性测试结果

3 结论

成功配制出了一种常温磷化液，并对其磷化效果进行了测试，实验结果表明，随着磷化时间的增加，膜重增加，磷化35min后，膜重增幅变化较小，且磷化后，产品能在露天存放48h，并保持表面无铁锈。

【参考文献】

[1]钟雪丽，吉鹏涛.一种常温磷化工艺改进[J].材料保护，2013，46（3）：27-31.

[2]王焕志.钢铁常温磷化及表面处理的电化学研究[D].河北工业大学，2006.

[责任编辑：邓丽丽]