1、酸洗磷化工艺一、目的：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线 以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。二、作业流程：（一）、酸洗：将整个盘元分别浸入常温、浓度为 20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除 去线材表面的氧化膜。（二）、清水：清除线材表面的盐酸腐蚀产物。（三）、草酸：增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。（四）、皮膜处理：将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性 的化合物（如 Zn2Fe（Po4）2?4H2o），附着在钢铁表面形成皮膜。（五）、清水：清除皮膜表面残余物。（六）、润滑剂：由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不
2、是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。酸洗1) 盐酸溶液浓度一般控制在 525。每天开始工作前要检查酸洗液浓度，并检查每槽酸液位，当酸槽液位不够时，需根据酸槽浓度添加酸或加水，补充到所需液位；当亚铁粒子浓度较高时，一般不再加入新酸。当酸液浓度小于 5%，氯化亚铁含量大于 150 克/升时，需更换新酸。2) 三个盐酸槽中配置不同浓度的盐酸，分别为 5%低浓度 10%，10%中等浓度20%，20%高浓度25% ，线材经过酸池顺序为低浓度到中等浓度再到高浓度酸液，对退火后中碳合金钢只在低浓度和中等浓度酸液中酸洗。酸洗时间与温度、酸液浓度、
3、氧化皮厚度形态及盘料的粗细等有关，可参表 1，具体酸洗时间根据实际情况而定。表 1.酸洗时间3) 为了盘料在酸池中浸泡时间的同步，退火线和非退火线、氧化皮厚与氧化皮薄的盘料不准安排在同一吊钩上生产；4) 待酸洗的材料上不能沾上油污，尤其要防止行车滴油污染材料，如果发现油污，应该先用碱清洗。5) 酸洗时要松捆酸洗，不要扎腰。操作中要认真检查、勤翻料。6) 对于退火异常线材表面氧化皮难以除去或表面污垢难以去除的线材应在弱酸中浸泡1020 分钟后进行水洗，水洗过后放在酸洗区域外生锈 12 天后，再次酸洗；7) 酸洗作业中，若遇行车损坏或停电等其他特殊状况而不能继续操作时，要注意浸泡在酸中线材的品质，
4、并向主管反映处理。6.冲洗1) 线材从酸洗槽中吊起时应在酸槽上方停留片刻，以防过多的酸液带入水洗槽中；2) 水洗槽中的水保持活水溢流；3) 用水冲洗线材上污垢时，连吊杆一起冲洗干净，直到吊杆上滴下来的水无黄色锈水为止；7.草酸洗1) 每天开始工作前要先进行溶液分析，草酸的浓度控管参见表 2，当游离酸超标或沉渣过多时，要进行更换；2) 线材经草酸洗后要立即放入磷化槽，不能在空中停留时间太长，因线材经过酸洗表面活性很强，易生水锈。8.磷化：1) 每天工作前要先进行溶液分析，磷酸盐的浓度和温度控管要参看表 2；2) 磷化槽的液位一定要能完全覆盖线材；3) 磷化大线时不准进行翻料，磷化小线时需进行翻料
5、；9.水洗：1) 线材从磷化池吊起时，应在磷化槽上方停留片刻，以防过多的磷化药水带入水槽中，破坏水槽水质；2) 磷化后线材在水洗时，行车应上下动几下，将线材内含的酸彻底洗净，以防过多的酸液带入皂化池中，使皂化剂过早变坏；3) 常检测水槽水的溢流状况，防止水质酸性化，取 100ml 的水样，按全酸度测定方法，全酸度 2pt 以下才能使用。10.润滑：1）润滑剂的浓度和温度控管参看表 2。2）润滑完毕的线材应是用手摸表面光滑且干燥无白色灰尘为最佳。表 2.各工序参数生产工序 浓度 温度 浸泡 各参数检测频次 完工标准盐酸 5%低浓度10% 常温 5-15 分钟 亚铁粒子浓度：每周 1-2 次盐酸浓
6、度：每天至少两次 1、线材表面应是银灰色无锈；2、无过酸洗造成的麻点10%中浓度20% 常温 5-10 分钟20%高浓度25% 常温 3-5 分钟清水 - 常温 20-30 秒 -清水 - 常温 20-30 秒草酸 游离7Pt全酸度 5-12Pt 常温 20-30 秒 每天至少一次线材表面无水锈磷化液 全酸度 37-47pt 75-85 小线 5-8 分钟一个小时一次 磷化膜分布均匀致密呈暗灰色，用指甲轻刮有一条白带产生游离酸度 5-8pt 大线 8-15 分钟促进剂 1-2pt清水 常温 20-30 秒 -清水 全酸度1 常温 20-30 秒润滑剂 浓度：5-7钢铁磷化知识-质量-SPC ,
7、six sigma,TS16949,MSA,FMEA U.p | dV 钢 铁 磷 化,%_ f s V%i钢铁在某些酸试磷酸盐（如锌、锰、铁、钙等）为主的溶液中处理，使其表面沉积，形成一层不溶于水结晶型磷酸盐转化膜的过程称为钢铁的磷化。.D-3d+ h$h h一、 磷化膜的组成及性质 D)X4k+q K6b根据基本材质，工件的表面状态、磷化液组成及磷化处理时采用的不同的工艺条件，可得到不同种类不同厚度，不同表面密度和不同结构、不同颜色的磷化膜（附表 1 ）磷化膜是由一系列大小不同的晶体所组成，在晶体的连接点上将会形成细小裂纹的多孔结构。这种多孔的晶体结构使钢铁件表面的耐腐蚀性、吸附性、减摩性
8、等性能得以改善。5b +d8g+N j S磷化膜的厚度一般在 150um，但实际使用中通常采用的单位是单位面积的膜层重量（以g/m2 表示）。根据膜重一般可分为薄膜（1g/m2）.中等膜（ 110g/m2）和厚膜（10g/m2）三种。-质量 -SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA:D“S O+I%y(S ju磷化膜在 200300时仍具有一定的耐腐蚀性，当温度达 450Co 时，膜层防腐蚀能力显著下降。磷化膜在大气、矿物油、动植物油、苯、甲苯等介质中，均具有很好的抗腐蚀能力；但在酸、碱、雨水及水蒸气中耐腐蚀性差。磷化处理后，其基体金属硬度、磁性等均保持不变，但对高强度
9、钢（强度1000N m m2）在磷化处理后必须进行除氢处理（温度 130230. 时间 14 小时）。表 1 磷化膜分类及性质分 类 磷化液主要成分 磷化膜主要组成 膜层外观 单位面积膜重（g/m2 ） l a-C7v2i%W锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌Zn3(H2PO4)24H2O磷酸锌铁Zn2Fe(PO4)24H2O 浅灰至深灰结晶状 160 g/m2锌钙系 Zn(H2PO4)2 和 Ca(H2PO4)2 磷酸锌钙Zn2Ca(PO4)22H2O-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA4vt6fC(I Y C h V( r磷酸锌铁Zn2Fe(PO4)24H
10、2O 浅灰至深灰结晶状 115 g/m2 I 0PW$h.L+T“i i%Al9098 六西格玛品质论坛 m表 3 中温磷化处理溶液成分及工艺条件 AR |k7E q溶液成分（g/L）及工艺条件 1 2 3 4-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA!Y2?“i l r#I磷酸锰铁盐（马日夫盐）六西格玛品质论坛 i n l/ Z w C磷酸二氢锌Zn3(H2PO4)24H2O u *m Q.A D4c H硝酸锌Zn (NO3)26H2OHT 锌钙磷化浓缩液HT 锌钙磷化浓缩液游离酸度（点）-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA z
11、Z;#T总酸度（点）-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA ;j;o*U; 温度（）5A E lm)c e+l o时间（min） 3035-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA(Jg#k1T$N g%S2K N801007Af67.55080 N+ o5i(5070 六西格玛品质论坛 d L u#v Qk1015 Q3f Z“R7R M3040:R P!R ? w“w-n Y801005h dS a h“#|+dj六西格玛品质论坛%B)K6o o*H/w9o w57.5608060701035 六西格玛品质论坛 f |2j J2
12、W;e9 V R0Te A/d 5F-p x150200(mL/L)-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA6D;H!S Y7e8h N |)LC s35 六西格玛品质论坛 /g V7X f* Q V Q3hA 40605070 六西格玛品质论坛 J R,V(n$_6k3T38 六西格玛品质 170210(mL/L)44.55055 H1B U N dj#X657046注：（1）HT 锌钙磷化浓缩液是太仓县合成化工厂产品。-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA)w N2P%m D4675952035-质量-SPC ,six sigm
13、a,TS16949,MSA,FMEA2? L b.D(l(m m2040 -质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA L3Y;2 e y p:d50mL/L20mL/L-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA-O e5T!l) |1.53“Y/i R d Z K I) D Y c:;V8bN q+zO1020 !u(t!n UNa2CO55mL/L,? I*JO8b p“P O r X q注：（1）842A 磷化浓缩液是中国船舶工业总公司工艺研究所产品。（2）BONDERITE 339 浓缩磷化液是 PY-RENE 公司产品，华美电镀技
14、术有限公司供应。在常温 2535 下进行磷化处理，溶液的游离酸度与总酸度比值一般为 1：2030 。其优点是不需要加热，药品消耗少，溶液稳定。缺点是有些配方处理时间较长。六西格玛品质论坛 7-f#K t五、 磷化工艺控制 *v%p m80h !T,1. 游离酸度$x n x1G9m N G a游离酸主要是指游离的磷酸，它促使铁的溶解以形成较多的晶核，使膜层结晶细致。游离酸度过高，与铁的作用亦快，会大量析氢，使界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结晶粗大，疏松多孔，降低抗蚀性能，而且使磷化时间延长。游离酸度过低，磷化膜薄，甚至没有磷化膜，因此严格控制游离酸度是非常重要的。游离酸度过高，
15、可加入 ZnO、ZnCO3 或 NaH0.51g/L,降低游离酸度 E E0 V y C#|9V游离酸度过低，可加入磷酸锰铁盐或磷酸二氢锌 5g/L 或 10磷酸 1g/L,提高游离酸度。2. 总酸度总酸度来源于磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般控制在规定范围的上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细致。但过高时会使膜层过薄可用水稀释降低总酸度。总酸度过低，膜层疏松粗糙，可加入磷酸二氢锌 1g/L 或硝酸锌 2g/L，提高总酸度。3. 溶液中离子浓度和温度的影响;9j*H5n;_ v（1） Fe2+离子，在常温和中温磷化液中保持一定数量的 Fe2+离子，能提高磷化膜厚度和抗蚀性能。但 Fe
16、2+离子易被氧化成 Fe3+而沉淀。当它转变成磷酸高铁，溶液呈乳白色时，磷化膜几乎不能生成，膜的质量恶化。六西格玛品质论坛 d*b O8_ y1V ? g L eFe2+离子含量过高，会使磷化膜晶粒粗大表面白色浮灰，耐蚀性和耐热性能降低。一般中常温磷化中 Fe2+离子宜控制在 NaH0.52.5g/L 之间。过多的 Fe2+离子可用 H2O2 除去，每降低 1gFe2+约需加 30H2O21mL 和 ZnO0.5g.-质量 -SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA/m y X H e!K.5p在高温磷化液中，Fe2+很不稳定，易氧化成 Fe3+离子，并转变为 Fe(PO
17、4)3 沉淀，使磷化液变浑浊游离酸度升高，需过滤和调整溶液成分后才能使用。:j t R Cc(r（2）Mn2+ 离子 Mn2+能提高磷化膜硬度结合力和耐蚀性，并能使膜层结晶均匀呈深灰色，但在常温和中温磷化液中 Mn2+离子含量不宜过高，否则磷化膜不易生成。 %H P#Z D2_6Z%gI（3）Zn2+ 离子 Zn2+离子可加快磷化速度，使膜层致密，闪烁有光。Zn2+离子含量过高时使膜层晶粒粗大、脆弱、表面呈灰白色。Zn2+离子含量过低时，膜层疏松且发暗。（4）Nn3-离子 Nn3-离子可加快磷化速度，降低磷化槽液工作温度。在适当条件下它与 Fe 作用生成少量 No-，促使 Fe2+离子稳定，N
18、o3-离子是常、中温磷化液的重要组成部分，但含量过高就会使磷化膜层粗而薄，易出现黄点或白点。9Z9Yn u7j2V ,:m（5）No2-离子 能大大提高常温磷化液的磷化速度，促使磷化膜结晶细致，减少孔隙，提高抗蚀性。含量过多时，膜层易出现白点。 ?8L0F3Uj;M$bY;y d（6）温度 磷化液温度升高，可加快磷化速度并能提高膜层结合力、硬度，耐蚀性。但温度不宜过高，否则 Fe2+离子易氧化成 Fe3+离子而沉淀物增加使溶液不稳定。- 质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA i:LL X表 1110 磷化膜后处理溶液成分及工艺条件 Q D _ G E ?h溶液成分（g/L）及工艺条件 1 2 3 4 5重铬酸钾（K2Cr2O7） d3m:c.D+d/J:P p3f铭 碳酸纳 h肥皂六西格玛品质论坛 f(W _ /T锭子油或防锈油 k w J t | e h#Hc9O$u 温度（） 6080$T8f Q E% Z I2g&W s46 5080 13 -质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA 5 V:_ h s5U2|B六 3035 六西格玛品质论坛 100%
