什么是磷酸盐皮膜处理.doc

1、1什么是磷酸盐皮膜处理金属制品若能经常保持一定的光泽，是多么美丽的事啊！然而，这仅是一种理想，金属已变色或生锈腐蚀以至变形，不能发挥其原来的机能。因此，对金属所造出来的日用品、机械、建筑物、汽车，甚至高级美术品的表面，必须想办法来处理以防止前述的变化。那么，防止金属表面的变化有什么方法呢？大致上，有电镀、化学镀、染色法、阳极酸化法、涂装法、化学处理法、喷镀法、表面硬化法、其他等方法。通常，金属产品都采用上述某种方法来处理。Pallond 处理法就是把这些处理法之中化学处理法的一种。是钢铁上产生磷酸盐皮膜方法的总称。磷酸盐皮膜化成是一种腐蚀反应，将腐蚀成份停留在金属表面，用巧妙的方法利用腐蚀生成

2、物变成一种皮膜。磷酸盐皮膜药品是由磷酸（H 3PO4）与第一磷酸盐 Me（H 2PO4）2Me 是 Mn、Zn 等二价金属所组成，其生成机理如下：Fe（被处理物）2 H 3PO4 Fe（H 2PO4） 22H 2Me （H 2PO4） 2Me HPO 42H 3PO43Me HPO4Me 3（PO 4） 2H 3PO4（皮膜主要成分）首先，被处理品预处理液接触后即引起的反应。然后，产生氢而溶解于液中，因此，处理液全体的 H3PO4 减少了，为了要恢复所减少的 H3PO4，继续引起及的反应。结果，处理品表面产生不溶性的Me3（ PO4） 2、XH 2OMe HPO4、H 2O 的皮膜。这样所得的

3、磷酸盐皮膜的性质有：所造出来的皮膜是无机质的是由化学反应所造出来的皮膜皮膜是电气的不良导体皮膜是多孔性等妥善利用这些特质而决定磷酸盐皮膜法的价值。金属涂装一定先做好底子防锈处理新建筑物外面或路侧隔栏，道路表识等，在室外所使用的金属制品以非常漂亮的颜色涂装，不仅增加本身的美观，也增加都市或环境的美观。但是，外观上看起来很坚固的这些金属制品，在世外景日晒雨淋，其原来的金属（特别是铁材）及很容易生锈腐蚀，若果涂装以前，未做好或疏忽底子的防锈处理，那么，不久即发生绣斑，逐渐扩大，以致涂料剥落，变成很难看的样子。以前，一般人认为一经涂装即发生防锈效果，也许以前所使用的油2性防锈涂料，完工后虽不太美观，但

4、也有相当的防锈作用。但是，最近很普遍被使用的合成树脂涂料，外观上较为美观，但底子处理的好否，将影响到防锈效果及涂料的粘固力。这种情形如同女性化妆时使用化妆水来做粉底一样的重要。处理材质 加工目的 皮膜剂 用途防锈 Pallond 880Pallond 210Ferricoat 7Weather Coat 1000Pallond 880Ferricoat 7铁骨、铁管、窗框、保弹子、油压机、耐厚性钢板、建筑外装窗框、三角拱膜、建筑内外装、镶扳底成涂装Pallond 137 棚材、照明器具、镶板、装饰架耐磨耗性 Palfos M(Palfos M 处理后Deric各种齿轮、金属活塞、油压、高压、折

5、动零件冷间锻造延伸润滑(Pallond 181X 或 Pallond 421WD+Palube235 或Palube 4601)冷间锻造、高电压螺丝帽、洗衣机、伸线管材钢铁着色防锈 Palblack(染黑处理) 弹簧类、精密机器工具底层涂装 Palchrom 713 Palcoat 3751 Albond A窗框、三角拱膜、金属板、镶板类铝及合金耐磨损 Palchrom+Defric 活塞类、照相机零件、轴、螺钉锌及合金 底层涂装 Pallond3308 Ferricoat 7 导向轨、警报机、电脑零件铜及合金 着色 Brusbond 精密机器钢铁铝防锈 Dacrotized 汽车零件、螺栓、

6、螺丝帽、座金弹簧、其他零件磷酸盐皮膜的用途磷酸及非铁金属的防锈。磷酸及非铁金属的质地涂装。钢铁制折动零件的耐磨损。钢铁、铝等的变形加工是的润滑助剂。矽素钢板的电气绝缘。3涂装前的耐蚀性5%盐水喷雾试验 HS-Z-2371 相片是 Expand metal（铁制）在未涂装情形下，施行耐蚀性试验（JIS-Z-2371）经过 6 小时后的结果。2 小时后 4 小时后 6 小时后铁 原 材 50%红锈 80%红锈 100%红锈铁上面由磷酸盐皮膜处理 无变化 1%红锈 3%红锈只 镀 锌 5%白锈 30%白锈 60%白锈镀锌上面由磷酸盐皮膜处理 无变化 无变化 1%白锈磷酸盐皮膜处理的标准工艺脱脂 水洗

7、 除锈 水洗 中和 水洗 表面调整皮膜化成水洗 汤洗 干燥用浸渍法的磷酸盐皮膜处理以防锈目的所做原膜形态涂装质地用薄膜形态回转折动零件的润滑皮膜磷酸锰皮膜处理磷酸锰皮膜处理是什么？用浸渍法是钢铁表面生成厚度 515 较薄的磷酸锰系的不溶解性皮膜，为钢铁的防锈，耐磨损等目的所做化成皮膜法之一。特别是这种磷酸锰系皮膜较各种化成皮膜（磷酸锌、磷酸铁皮膜）更硬，耐磨性也强。不同于电镀，或被覆层等，本处理容易浸透到原材料，表面上产生均匀的皮膜，所以皮膜全部不会玻璃，对钢铁产品的回转、折动例如活塞、活塞环、气缸衬涛、轴轮等需要耐磨损的产品，处理上颇有功效。经过这种处理，在金属的磨损量，产品的寿命，为润滑所

8、使用的油量等问题上也较为经济。磷酸盐皮膜的特色磷酸锰皮膜的耐磨性较磷酸锌皮膜为优。使皮膜因压力减少应力，增加润滑作用。润滑剂使用石墨，或二硫化钼，则其效果更为显著。皮膜由多孔质的结晶体所组成，所以有的吸收性，保持性良好，帮助回转，折动部位的润滑。皮膜是回转、折动部位不易接触，能预防烧焦，咬缠等现象。 （为防止运转初期的烧焦，咬缠现象，经显微镜观察，表面上稍微粗糙较有利。）4皮膜能消除机械作业后所留下的削痕，并使回转，折动部位的初期运转良好。具有防蚀性，不虑内燃瓦斯的受害。MIL-16232E Type M条件 皮膜重量 1500mg/ft2（16.15g/m 2）以上盐水喷雾试验，1.5 小时

9、以内不生锈依据（ASTM-B117-54T20%盐水喷雾）皮膜重量 试验项目 试验片 g/m2 mg/ft2盐水喷雾试验（1.5 小时）SK-4 碳工具钢(JIS-G-4401) 18.4 1710 无变化S45C 机械构造用碳钢 8 种(JIS-G-3102) 18.4 1710 无变化SNCM8 镍铬钼钢 8 种(JIS-G-4103) 22.6 2100 无变化SCM-4 铬钼钢(JIS-G-4105) 24.6 2190 无变化Palfos M 皮膜是一种磷酸锰系的化学反应生成皮膜，所以处理前后的尺寸变化，重量变化极少，依其材质保持一定的量。处理温度在100以下，几乎没有物理变化。Pa

10、lfos M-1A 加工条件给余生成皮膜的影响(例) CL：PALKALIN时间 5 分 10 分脱脂 CL-110 Trichloroethylene CL-110 Trichloroethylene项目 总酸 30 40 50 30 40 50 30 40 50 30 40 50皮膜厚度 8 8 8 13 14 15 8 8 9 13 14 16用 四 球 磨 损 试 验 机 所 做 磨 损 试 验 (例 )00.511.522.50 100 180 220 275荷 重 kg磨耗m 无 处 理PALFOSM处理5皮膜重量(g/m 2) 13.2 14.0 15.6 18.8 20.3 2

11、2.5 12.9 15.6 17.6 18.8 20.3 24.2结晶比重 1.65 1.75 1.95 1.45 1.45 1.50 1.61 1.83 1.96 1.45 1.45 1.51塑性加工用润滑处理金属再化成处理上，磷酸盐皮膜主要是被用于防锈，但其中约1520%石碑用于伸线、伸管、冷间断造等钢铁的塑性润滑剂。塑性加工用润滑处理法是经磷酸盐皮膜处理后，配合肥皂系润滑，在中间层使其产生金属皂处理的方法。这种金属皂具有低的摩擦系数，耐热性，与化成皮膜合组时的耐压力（约有 100300kg/mm2） ，所以润滑性非常良好，使用于伸线时有减少钢型磨损及机械转动率的上升，增加加工速度。用于压

12、榨加工时可防止因皮膜润滑而引起损伤等很多优点。塑性加工用润滑处理断面构成肥皂（硬脂酸纳） 23金属皂 0.22磷酸盐皮膜 310金属素材化成皮膜的特长化成皮膜润滑剂的特性，在于所形成的润滑层是由化学的结合而来的。同时一般的润滑油在塑性加工时，材料与工具间的润滑膜会变成数Angstrom 层，若果增加加工速度，则在金属表面的凸出部位产生金属的结合，但利用化成皮膜就是经过相当的加工，在金属表面却残留数micron 的润滑层。伸线前后的润滑层重量变化（例）引拔加工前 引 拔 加 工 後磷酸盐皮膜 润滑剂 磷酸盐皮膜1.8g/m2 0.1g/m2 0.4g/m25.5 0.2 2.08.8 0.3 2

13、.4伸线到 2.6mm1. 0mm化成皮膜本身的摩擦系数并不低。 （例 lek0.5）但与润滑剂混合后（本法使用肥皂系润滑剂）则显出非常低的摩擦系数，通常，钢铁用的化成处理剂都使用摩擦系数低的磷酸锌皮膜。有否皮膜而产生摩擦系数的差异（例）荷重 有否皮膜 摩擦系数0.9kg/mm2 无 处 理 1.80.66磷酸盐皮膜1.8 无 处 理磷酸盐皮膜0.40.253.6 无 处 理磷酸盐皮膜1.80.559.0 无 处 理磷酸盐皮膜0.90.25润滑剂是硬脂酸钠化成皮膜是多孔性，所以具有幼稚的保持性，加工使耐高压。经本法的施行，在中间层会产生金属皂的摩擦系数极低，而且与皮膜很坚固的结合，塑性加工时受

14、得住极压，可保持其润滑性。磷酸盐皮膜既有前述特色，广被利用，尤其与涂装，防锈油混合使用时，因具有保持性，所以显出其优良的耐蚀性。磷酸盐皮膜的耐蚀性皮膜重量 耐蚀性磷酸锌系 1020g/m2 420 小时磷酸锌系 58g/m2 14 小时磷酸锌系 25g/m2 0.54 小时磷酸锌系金属皂 10g/m2+3g/m2 2448 小时浸渍与 3%NaCl 溶液到生锈的时间化成皮膜以处理剂的种类，前处理，材质等之别，皮膜状况会发生变化，但作为塑性加工用以 315 g/m2 之重量最为适当。对磷酸锌皮膜不能使用的材质如不锈钢硬先施行草酸盐皮膜，铝合金用磷酸盐或氟化铝皮膜等做化成处理后施行塑性加工用润滑处

15、理。模型寿命试验结果素材材质 型材质 型寿命数 收缩率塑性加工用润滑处理S45C SKD11HRC602500 支 约 15%不用润滑剂 S45C SKD11HRC605000 支 约 15%润滑剂是硬脂酸钠塑性加工润滑处理工程脱 水 酸 水 中 水 表面 水 化成 水 中 润滑 干7脂 洗 洗 洗 和 洗 调整 洗 处理 洗 和 处理 燥锈安定化处理锈安定化处理法是在耐候性钢的表面，用化学方法，使其产生锈安定化的皮膜，是一种抑制钢铁使用初期所流出的锈，使之安定化，是由日本帕卡濑精株式会社（Nihon Parkerizing Co.Ltd）所研究开发的技术。虽然外观上与一般的涂装很相似，其实，

16、一般的涂装是以遮断外气与钢的外面来抑制生锈，而锈安定化处理法则是促进锈的安定化。机能上有很大差异。因为施行涂装后若果涂装恶化，即引起涂料剥脱现象，由此生锈，为维持美观不得不再涂装。然而，锈安定化处理法是将皮膜慢慢溶化，使所产生的锈安定，逐渐扩大到全部，在钢表面覆盖一层皮膜， 不须在保养。特长没有黄锈流出或红锈飞散。具有耐候性的重厚感触。不同于一般涂膜，是酸化反应型，所以逐渐变化，日经月久即自然消失。节省保养锈安定化处理法皮膜的构造及性状 Prepalen 皮膜（30Sou） Wether coat 1000 皮膜（47） 耐候性钢材Wether coat 1000 皮膜有金属氧化物及磷酸盐所组

17、成的复合皮膜，是硬质的微轻石状无机物质（红褐色） 。Prepalen 皮膜异地分子量压克力树脂，有机化合物剂溶剂为主体，是一种含有着色剂压克力树脂皮膜，具有吸水性，热线吸收性。 屋 外 暴 晒 试 验00.020.040.06 0 0.27 3.5 7经 年 数腐蚀量m锈 安 定 化 处 理 板 普 通 碳 素 钢 无 处 理 板无 处 理 板8Wether coat 处理标准工程脱脂 黑皮除去 Wether coat 1000 Prepalen 喷涂施工工程 施 工 要 领第 1 工程 脱脂 脱脂剂 浓度 13% ，6080 ，浸渍 10 分钟第 2 工程 水洗 净水 液面溢流 常温 浸渍摇

18、动 30 秒第 3 工程 酸洗 盐酸 常温 标准浸渍 15 分（到除锈为止）第 4 工程 水洗 净水 液面溢流 常温 浸渍摇动 30 秒 水洗第 5 工程 处理 Wether coat 液 7080 浸渍 10 分钟第 6 工程 汤洗 净水 40以上 浸渍摇动 30 秒以上第 7 工程 干燥 常温干燥第 8 工程 涂擦里面 Prepalen(指定色) 常温 吹入(防锈涂装) 或指定样式第 9 工程 完成 Prepalen(指定色) 常温吹入 常温干燥锌粉铬酸化成皮膜处理美国的综合化学公司 Diamond Shamrock 公司所研究开发的新产品,在欧美各国、日本等世界各国获得专利的防锈系统，较

19、过去的表面处理，电镀等更优越的防锈技术，这就是锌粉铬酸化成皮膜处理方法。这种处理方法是将金属锌用 3 价的铬化物结合具有耐蚀性很高的锌色皮膜，处理工程上没有公害之虑，可称为具有优越特长，顺应时代要求的新技术。美国已经将这种技术工业化，在汽车业，家电业的大企业，或其他企业广被采用。最近，在我国已渐普遍使用这种方法，特别是严格的公害规则实施的现势下，这种最适合的表面处理技术，今后的发展是可以拭目以待的。耐蚀性(盐水喷雾试验 JIS-Z-2371)锌粉铬酸化成皮膜的耐蚀性比过去所有的表面处理具有很多特长。例如与施行有色铬酸盐处理的镀锌（JIS2 重 2 级）比较时，特别会发挥极强的防锈力。皮膜的构造

20、及防锈机构锌粉铬酸化成皮膜处理在烧炉中以约 300加热处理，则处理液所含有的 6 价铬还原为 3 价，同时这种重合物覆盖与质地表面和锌粒子的表面并存在于锌粒子中间，而形成锌粉铬酸化成皮膜。结构如下：3 价铬 锌粒子 铁材质地锌粉铬酸化成皮膜虽然位于材质连合，在涂膜剥脱，材质露出的状9态下，经盐水喷雾试验也有相当的耐蚀性。由此可知锌粉铬酸化成皮膜的防锈机构时由锌离子所控制的自己牺牲保护（Controlled Galvanic Protection）及因铬酸所产生质地面的不动态化（Passivation）以及氧化铬重合物的障壁作用（Barrier Effect）三者所混合产生出优秀的耐蚀性。特长：

21、耐盐水喷雾型非常优越不虑氢脆性耐热防锈性优良旋转性优良 与涂料的粘着性良好没有公害之虑用途：汽车零件、螺栓、螺丝帽、小螺丝、螺孔螺丝、座金、弹簧、其他小零件。家庭电器零件、冷气机、水晶抽水机、洗衣机、电视、天线等各种电器零件。土木建筑关系、高强度螺栓、五金类、合页等。固体润滑剂固体润滑剂是二硫化钼、黑铅（石墨） 、二硫化钨、金属氧化物、氟树脂（四氟乙烯等）等固体润滑剂的一种或数种，为使之附粘于材料质地，以使用条件的不同，使各种有机树脂分散，作成涂料，经过耐热加工而所得到的干燥皮膜润滑剂的总称。若非适材适所将得不到好结果固体润滑剂并不是只有一种。由适用各所的机构，折动部位两边材质的硬度，表面的粗

22、度，镀的状态，有否表面处理，面呀，相对的速度，温度（摩擦部位及周围）清洁等之分而有所差异。本社为应付各种实用目的备有多种的固体润滑剂，以供选用。固体润滑剂在使用条件上，虽仅有些差异，但作用上却有所不同。所以必须选用合适的种类。以表面处理为业的日本帕卡濑精公司为应付广大消费者的需要，通过广泛的讨论研究，愿与贵社共同创造更完美的表面处理。10固体润滑油的优点保持润滑皮膜的寿命长耐荷重性大 摩擦系数低 使用温度范围广 加工容易 较其他一般润滑油，机油无污染 不含有害有毒物质。本公司备有上列优点的多种固体润滑剂，以应选用。固体润滑油的实用例初期接触用在条件特严的场所，一般的固体润滑剂含有脂油或膏油类，

23、效果不十分良好时，最适合用。例：活塞、凸轮、齿轮、气缸等。永久润滑较机械或机构的预测寿命更长时，当永久润滑剂实用。例：照相机、事务机、计时机、螺线管、音响机器、汽车零件等。定期修补用经长时间使用后的机械，需要定期补修或换装零件时所使用之。例：铁路车辆零件、航空机零件、船舶用零件、事务机等。防锈及润滑兼用以所使用环境之别，可选用各种不同的固体润滑剂。例：桥梁的支柱，火箭机器发射装置等。离型用及其他利用固体润滑剂的非粘着性，也可当塑教程形式的离型剂使用。固体润滑剂虽然有不耐高温的缺点，但既有上列优良的性质，也能使用于高温的场所，如玻璃工业等。固体润滑剂的标准工程，钢铁脱脂 喷砂器除锈防锈处理 干燥

24、 加温 固体润滑剂处理硬化固体润滑剂的标准工程，铝，铝合金脱脂 喷砂器除锈铬酸盐处理干燥 加温 固体润滑剂处理硬化各种润滑皮膜试验结果（例）11接触：点一面 荷重：3kg 载物：7/32in 钢球滑速：18m/min 状态： Soft on Hard 处理药剂：Palfos M-1A接触：线一面 荷重：300kg 滑速：10.6m/min 状态：Hard on Soft 处理药剂：Palfos M-1A二硫化钼润滑皮膜的耐摩擦寿命及质地处理的关系迅 速 摩 擦 试 验 寿 命4120142031903033024 1628350 50000 100000 150000 2000001A B C

25、 D Defric UB-2 Defric HMB-1Jual Laveshu-摩 擦 试 验 寿 命 试 验 条 件684285986 126527473422180741936090 50000 100000 150000 200000 2500001A B C D Defric UB-2 Defric HMB-1损 速 摩 擦 试 验 寿 命 (摩 擦 寿 命 )50100 12002001150120 1000302000 200 400 600 800 1000 1200 14001100次FBT116B FBT116B FBT116B HBX-1 HBX-1FNG-45 FNG-4

26、5 ANH-POT ANH-POT12FBT116B HBX-1 烧焦型 FNG-45 ANH-POT 自然干燥型50 200 120 30 为液体润滑剂兼用100 没有化成处理（干燥润滑）1150 1100 200 磷酸锰处理（干燥润滑）下为没有化成处理（干燥润滑） 上为磷酸锰处理（干燥润滑）固体润滑剂代表性的性质二硫化钼(MoS 2) 石墨 C 氟树脂(CF 2-CF2)n结晶构造 六方晶系，成性，劈开性六方晶系，成性，劈开性具有玻璃转位,复杂颜色 铅色 灰墨色 乳白色硬度 11.5(moss) 1.52(moss) D55 Shoa比重 4.64.8 2.02.3 2.12.3摩擦系数

27、0.020.1 0.050.1 0.030.1耐压力 28.00kg/cm2PV 值 10kg/cm2cm/sec最高使用温度(长时间) 大气中 320 真空中1100大气中 320 真空中不可260 真空中可最高使用温度(短时间) 大气中 420 大气中 540 316最低使用温度 -180耐 蚀 性 (5%盐 水 喷 雾 试 验 )100 6002060205030 1100 100 200 300 400 500 600 7001时 间FBT 116B FBT 116B HBX-1 HBX-1FNG-45 FNG-45 ANH-POT ANH-POT13酸化生成物 MoO3，SO 2 CO,CO2 热分解C2F2,C3F3分解温度 1098 3498 727耐药品性 良好 优秀 优秀因中性子而构造变化 不被破坏 格子破坏 变脆弱电气体积抵抗 0.40.8 50.310-4 1017 以上在真空中的摩擦系数 低 高 低因吸入瓦斯,摩擦系数变大因吸入瓦斯,摩擦系数变小其他参考事项上记性质是单体的性质。因合组或兼并其他物质，而会变成优良的润滑剂或更佳润滑性能的性质。