鋅系磷化液的成膜機理講述
2022-11-25
鋅系磷化液磷化的主要過程：
1)金屬的溶解過程 即金屬與磷化液中的游離酸發(fā)生反應(yīng):
M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2↑
2)促進劑的加速過程為:
M(H2PO4)2+Fe+[O]→M3(PO4)2+FePO
由于氧化劑的氧化作用,加速了不溶性鹽的逐步沉積,使金屬基體與槽液隔離,會限制甚至停止酸蝕的進行。
3)磷酸及鹽的水解: 磷化液的基本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽, 其分子式為Me(H2PO4)2,這些酸式磷酸鹽溶于水,在一定濃度及pH值下發(fā)生水解,產(chǎn)生游離磷酸:
Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4
3MeHPO4=Me3(PO4)2+ H3PO4
H3PO4=H2PO4-+H+= HPO42- + 2H+ = PO43- + 3H+
由于金屬工件表面的氫離子濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終成為磷酸根。
4）磷化膜的形成：當(dāng)金屬表面離解出的PO3-4與磷化槽液中的金屬離子Zn2+、Mn2+、Fe2+達到飽和時,即結(jié)晶沉積在金屬工件表面,晶粒持續(xù)增長,直到在金屬工件表面生成連續(xù)不溶于水的牢固的磷化膜:
3M+ 2PO4+ 4H2O = M3(PO4) 2·4H2O ↓
2M+ Fe+ 2 PO4+ 4H2O= M2Fe(PO4) 2·4H2O ↓
金屬工件溶解出的Fe一部分作為磷化膜的組成部分被消耗掉,而殘留在磷化槽液中的Fe則氧化成Fe,生成FePO4沉淀,即磷化沉渣的主要成分之一。
上述磷化原理可解釋鋅系磷化液磷化、鋅鈣系磷化液磷化、錳系磷化液磷化的成膜過程,也可解釋鋅件磷化、鋁件磷化的成膜過程,但鋅件磷化膜只有磷酸鋅一種組成,鋁件磷化還需加入較多的氟化物,以便形成AlF3、AlF6