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磷酸盐涂层

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磷酸盐涂层属于转化涂层,用于制零件的防润滑,或作为后续涂层或涂装的基础。可用喷涂或浸泡方式将磷酸和磷酸盐的稀溶液涂抹在要處理的表面,使之与表面反应,形成一层不溶的磷酸盐结晶。涂料主要使用三种金屬的磷酸鹽,也可用、锌、等。磷酸锌用于抗腐蚀(磷酸盐和油)、润滑剂底层和作为油漆或涂料的基础,也可通过浸泡或喷涂使用。

工艺

磷酸盐涂料用磷酸盐難溶於中、高酸鹼值溶液的原理。将底物置于磷酸会发生典型的酸与金属反应,锰、铁或锌溶在磷酸鹽溶液中,消耗部份氢离子,提高酸鹼值,溶解的盐从溶液中析出,沉淀在表面。酸与金属反应也会在局部生成磷酸铁,也可能沉积。在沉积磷酸锰或磷酸锌的情况下,额外的磷酸铁往往是涂层不需要的副产物。

酸和金属反应也会产生氢气,以微小气泡的形式附在金属表面。这些气泡妨碍酸到达金属表面,并减缓反应速度。为了克服这问题,经常加入亚硝酸钠作氧化剂,与氢气反应生成水。这种化学反应称为硝酸盐加速溶液。添加氧化剂阻止氢气在表面形成钝化层。

以下是典型的磷化程序:

  • 表面清洁
  • 漂洗
  • 表面活化
  • 磷化
  • 漂洗
  • 中和清洗剂(可选)
  • 烘干
  • 补充涂料的应用:润滑剂、密封剂、油等。

磷酸盐涂层的性能主要取决于晶体结构以及重量,如微晶结构通常是耐腐蚀或后续涂装的最佳选择。油浸的粗粒结构甚耐磨。这些因素可以合适的磷化液、各种添加剂、控制浴液温度、浓度和磷化时间来控制。鹽是广泛使用的添加剂,在磷化前的冲洗浴加入微小颗粒的钛盐,在金属表面播种,称为活化

特点

磷酸盐涂层通常用于抗腐蚀,但涂层多孔,磷酸盐涂层不能单独提供抗腐蚀力,需要用油或其他密封剂来实现耐腐蚀性。锌和锰涂层用于帮助受磨损的部件破损,并帮助防止磨损。

大多数磷酸盐涂层作为进一步涂层和/或油漆的表面准备,有效地履行了这一功能,具有良好的粘附性和电隔离性。多孔性允许附加材料在干燥后渗入磷酸盐涂层中,并成为机械上的互锁。介电性质使零件表面的阳极和阴极区域被电隔离,最大限度地减少了有时在油漆/涂层和基体界面上发生的膜下腐蚀。

磷酸锌涂层经常与硬脂酸钠(肥皂)配合使用,在冷锻和热锻中形成润滑层,硬脂酸钠与磷酸盐晶体发生反应,而磷酸盐晶体又与金属表面紧密结合,反应后的肥皂层就形成了一个基础,以便在上面沉积更多的未反应肥皂,这样就形成了厚厚的磷酸锌、反应后的肥皂和未反应的肥皂三部分组成的涂层,即使在极端变形的情况下也能附着在金属表面。磷酸锌具有磨蚀性,而实际起润滑作用的是肥皂,并且必须足够厚,以防止金属成型模具和磷酸盐晶体之间的实质性接触。