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锰系磷化液表调剂作用机理及工艺确定

来源: | 作者:上海恩坤工业技术有限公司 | 发布时间: 2023-08-23 | 1399 次浏览 | 分享到:

锰系磷化使用过程中为了提高磷化膜的均匀性,在磷化前都要进行表调处理目前市场上常用的锰系磷化表调剂分为德系、日系和国产三大体系。

锰系磷化前表调的目的是为了获得良好均匀的磷化膜,磷化反应是从酸对于金属基体的溶解开始,在平滑的地方不容易发生反应,反应更易在基材的缺陷或者附有异物的地方产生。这会容易导致结晶的颗粒大小不一致,生成的磷化膜重量不均一(如图1)。在磷化前,进行表调的前处理,可以使得在金属表面产生多个活性位点(如图2)。表调剂会吸附在基体表面,吸附位置即是活性位点,促进反应,减少反应时间,并且获得重量均一的磷化膜。

表调剂的浓度对磷化成膜也会产生明显的影响(如图3所示)。若是浓度太低,表的作用不明显,生成的磷化膜晶粒粗大,磷化液使用寿命短;若是浓度太高,基体表面活性位点较多,生成的磷化膜晶粒过细,结晶成膜更致密,反应会较早结束,降低了磷化膜的重量和厚度。因此,确定合适的表调剂浓度在磷化过程中也是非常关键的一步。

经过实验筛选,表调剂使用比例为AB均为0.2-0.3%比较合适,既不会导致表面过于粗糙,也不会使得成膜过薄。

我们收集了国内常用的锰系表调剂VMB+VMA,进行对比(如表1)。

通过相同工艺磷化45#钢片,磷化膜厚度通过测厚仪检测厚度差别不大,外观不粗糙,无明显颗粒感。国产表调30min沉降量偏多,说明其进行使用时需经常搅拌,使用寿命较短,而进口VMB+国产VMA完全无沉降,使用寿命较长。

表调剂的作用会随着时间的推移发生衰减,无论使用与否,其活化能力会随着时间的增长而衰减,使用过程中,根据磷化产品数量需定期补料;另外,表调剂的活性和使用寿命会受到水中Ca2+Mg2+的影响,电导率的升高,会导致表调剂中胶体的沉降凝聚,即使循环搅拌均匀,表调的效果也会大大降低,一般控制水的硬度在200ppm以下比较合适。

如图4所示,经过较长时间使用,表调浓度偏低,对比左右两个活塞,活塞表面明显粗糙度较高,外观不达标。

如图5所示,活塞表面、内腔铸造面都发黄,磷化效果很差,在检测磷化液酸比正常的情况下,发现表调剂工作槽子底部沉渣较多,表调液已经失效。在倒或者重新配置后,活塞磷化外观可以恢复正常。

表调剂的使用与工艺相关,我公司选用的AB复配型表调剂为目前锰系磷化工艺中最好的表调剂,经过多组对比试验筛选出合适的比例和使用方法,并在现场试验,拥有丰富的使用经验。

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