磷化篇

1、磷化的目的

答：①給金屬基體提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕;②用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力;③在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

2、什么叫磷化

答：磷化即金屬鐵、鋅、鋁及其合金在酸性磷酸鹽溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成非金屬或非導(dǎo)體轉(zhuǎn)化膜的一個過程。

3、磷化的技術(shù)及發(fā)展史

奠定磷化技術(shù)基礎(chǔ)時期

1869英國Charles Ross獲得相關(guān)的**(B.P. N o.3119)。從此磷化工藝應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

磷化技術(shù)迅速發(fā)展時期

1909年美國T.W.Coslet將鋅、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶于磷酸中制成了第一個鋅系磷化液。這一研究成果大大促進(jìn)了磷化工藝的發(fā)展，拓寬了磷化工藝的發(fā)展前途。將磷化處理時間提高到1小時。

1929年Bonderizing磷化工藝將磷化時間縮短至10min。

1934至今磷化處理技術(shù)在工業(yè)上取得了革命性的發(fā)展，即采用了將磷化液噴射到工件上的方法?？蓮V泛應(yīng)用于防蝕技術(shù)，金屬冷變形加工工業(yè)。

磷化技術(shù)廣泛應(yīng)用時期

 二戰(zhàn)結(jié)束以后，磷化技術(shù)很少有突破性進(jìn)展，只是穩(wěn)步的發(fā)展和完善。磷化廣泛應(yīng)用于防蝕技術(shù)，金屬冷變形加工工業(yè)。這個時期磷化處理技術(shù)重要改進(jìn)主要有：低溫磷化、各種控制磷化膜膜重的方法、連續(xù)鋼帶高速磷化。當(dāng)前，磷化技術(shù)領(lǐng)域的研究方向主要是圍繞提高質(zhì)量、減少環(huán)境污染、節(jié)省能源進(jìn)行。

4、磷化作用

涂裝前磷化的作用：增強(qiáng)涂裝膜層（如涂料涂層）與工件間結(jié)合力；提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性；提高裝飾性。

非涂裝磷化的作用：提高工件的耐磨性；令工件在機(jī)加工過程中具有潤滑性；提高工件的耐蝕性。

5、磷化的分類

答：按磷化膜體系可分為鋅系、錳系、鐵系、鋅鈣系、鋅錳系、非晶相鐵系六大類；按促進(jìn)劑的類型可分為硝酸鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機(jī)氮化物型、鉬酸鹽型等；按磷化處理溫度可分為常溫（室溫，不加熱）、低溫（30℃～50℃）、中溫（50℃～70℃）、高溫（>80℃）四類；按使用方法可分為浸漬磷化和噴淋磷化。 

6、磷化的影響因素

答：溫度、游離酸度、總酸度、PH值、溶液中離子濃度。

7、溫度對磷化有什么影響

答：溫度愈高，磷化層愈厚，結(jié)晶愈粗大。溫度愈低，磷化層愈薄，結(jié)晶愈細(xì)。但溫度不宜過高，否則Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不穩(wěn)定。

8、游離酸度對磷化有什么影響

答：游離酸度過高，則與鐵作用加快，會大量析出氫，令界面層磷酸鹽不易飽和，導(dǎo)致晶核形成困難，膜層結(jié)構(gòu)疏松，多孔，耐蝕性下降，令磷化時間延長。游離酸度過低，磷化膜變薄，甚至無膜。

9、什么叫游離酸度

答：游離酸度指游離的磷酸。

10、游離酸度的作用

答：促使鐵的溶解形成較多的晶核，使膜結(jié)晶致密。

11、什么叫總酸度

答：總酸度指磷酸鹽、硝酸鹽和酸的總和。

12、總酸度對磷化的影響

答：總酸度過高，膜層變??；總酸度過低，膜層疏松粗糙。

13、總酸度的控制范圍

答：總酸度一般以控制在規(guī)定范圍上限為好，有利于加速磷化反應(yīng)，使膜層晶粒細(xì)。

14、磷化工程中總酸度的變化

答：磷化過程中，總酸度不斷下降，反映緩慢。

15、磷化液的pH值控制范圍

答：錳系磷化液一般控制在2-3之間。

16、pH值對錳系磷化的影響

答：當(dāng)PH>3時，工件表面易生成粉末。當(dāng)PH<1.5時難以成膜。

17、溶液中Fe2+對磷化的影響

答：溶液中Fe2+濃度不能過高，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蝕性及耐熱性下降。

18、溶液中Zn2+濃度對磷化的影響

答：當(dāng)Zn2+濃度過高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰;當(dāng)Zn2+濃度過低，膜層疏松變暗。

19、磷化渣形成的原因

答：磷化渣的主要成分是磷酸鋅和磷酸鐵的混合物，它是磷化液與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的必然產(chǎn)物之一。當(dāng)鋼鐵件與磷化液接觸時，首先鐵被酸溶解，溶解下來的鐵離子一部分參與成膜反應(yīng)形成磷化膜成分磷酸鐵鋅，而另一部分鐵離子則被氧化成磷酸鐵沉淀，從溶液中析出形成磷化渣。另外，如果反應(yīng)過程控制不當(dāng)，就會造成過中和現(xiàn)象，導(dǎo)致過量的磷酸鋅沉析出來，形成富鋅磷化渣。

20、磷化渣的危害

答：①當(dāng)磷化液中的渣含量逐漸增多時，容易吸附在車身上，這些渣容易引起涂層早期起泡和脫落，并且降低了整車涂層的附著力和抗腐蝕能力。②磷化渣被帶入電泳槽后會污染電泳槽液，造成超濾膜的阻塞，降低超濾膜的使用壽命。 ③阻塞噴嘴及循環(huán)管道，造成不必要的翻槽。④易阻塞熱交換器，過多的硝酸清洗不但會縮短熱交換器的壽命，而且會有硝酸漏入磷化液中的危險。⑤磷化渣已列入國家危險固廢名錄之列。

21、磷化渣為什么要去除？

答：保證槽液始終處于動態(tài)平衡的良好狀態(tài)。

22、如何控制磷化渣的形成

答：①降低磷化溫度。②降低磷化液的游離酸度。③提高磷化速度，縮短磷化時間。④提高 與的比值。

23、磷化處理的缺陷

答：①磷化處理液中都含有磷酸鹽、亞硝酸鹽及重金屬等有害物質(zhì)；②處理過程中產(chǎn)生沉渣及有害氣體；③排放的廢水中含有重金屬、COD含量較高④磷化處理大部分需在加溫的條件下進(jìn)行，能耗較大；⑤測試分析工作繁雜，每天每班要進(jìn)行多次游離酸、總酸、促進(jìn)劑點等測試，還需定期對槽液進(jìn)行鋅鎳錳含量、 磷酸根含量、硝酸根含量、氟離子含量、氟硅酸含量等進(jìn)行測試。

磷化替代篇

 24、什么叫磷化替代

答：磷化替代是采用環(huán)保型的非磷化工藝來獲得磷化處理所達(dá)到的效果，其完全摒棄磷酸鹽體系而采用全新處理方法。

25、磷化替代的研究方向

答：主要有稀土鹽處理、鉬酸鹽處理、鋯酸鹽處理、有機(jī)硅烷處理。

26、磷化替代早期主要研究單位

答：德國漢高公司、凱密特爾公司、日本帕卡瀨精株式會社、美國依科公司。

27、稀土鹽處理有哪些缺陷

答：工藝復(fù)雜、維護(hù)困難、成本高；目前工業(yè)上尚無應(yīng)用案列。

28、鉬酸鹽處理有哪些缺陷

答：較低毒性、處理后需封閉、成本較高；離實際規(guī)模化應(yīng)用還有一大段距離

。

29、鋯系納米陶瓷成膜技術(shù)的缺陷

答：材質(zhì)適應(yīng)面窄、水質(zhì)要求高、成膜性能不理想、停線時間不能過長，工件死角處易返銹等；只適合材質(zhì)好、工件結(jié)構(gòu)簡單、工藝管理規(guī)范的領(lǐng)域。

30、什么叫硅烷處理

答：硅烷化處理是以有機(jī)硅烷為主要原料對金屬或非金屬材料進(jìn)行表面處理的過程。

31、有機(jī)硅烷處理的技術(shù)缺陷

答：無色成膜、膜薄、耐蝕性欠佳、對水質(zhì)要求較高，成膜后耐水洗性差、溶液穩(wěn)定性差、無法自愈。只適合材質(zhì)好、工件結(jié)構(gòu)簡單、工藝管理規(guī)范的領(lǐng)域。

32、為什么在酸洗的冷軋板上，鋯系處理和硅烷類處理仍不能替代傳統(tǒng)磷化處理？

答：這是由于酸洗后殘酸的帶入會對轉(zhuǎn)化膜造成破壞、殘酸對工作液穩(wěn)定性的降低、酸洗后產(chǎn)生浮銹影響轉(zhuǎn)化膜結(jié)合力、轉(zhuǎn)化膜耐蝕性不好等。

33、普通磷化替代應(yīng)用過程中有哪些問題？

答：耐水洗性差，水質(zhì)耐受性差，材質(zhì)耐受性差，共線及電泳配套性差，耐蝕性差。

34、普通磷化替代為什么不能水洗

答：普通磷化替代研發(fā)機(jī)理未根本突破：膜薄、耐蝕性不夠、抗疲勞性差，酸洗板不成膜，水洗后性能變差，或者積水處返銹。

35、普通磷化替代為什么要使用超純水

答：一般的自來水中雜質(zhì)含量較高，而普通磷化替代膜自身抗疲勞性較差，水中雜質(zhì)會對普通磷化的性能會產(chǎn)生影響。

36、普通磷化替代為什么不能在酸洗板表面正常成膜

答：普通磷化替代液的游離酸度較低，溶液中氫離子濃度較低，導(dǎo)致鋼鐵表面的浮銹在工作液不能被除去。

37、為什么普通磷化替代與電泳配套性較差

答：普通磷化替代膜的耐堿性較差，而電泳涂裝過程中可能會在工件表面出現(xiàn)瞬間高堿度的區(qū)域。

38、為什么普通磷化替代膜耐蝕性差

答：這是由于普通磷化替代膜薄，且自身的致密性較差。

39、普通磷化替代適應(yīng)于哪些范圍

答：適用于無銹的、低碳鋼冷板、工件形狀簡單、配備純水和烘干房的自動流水線。

40、目前市場上有哪些魚目混珠的現(xiàn)象

答：市場上一些打著“環(huán)保型前處理工藝”旗號的水性樹脂、水性防銹劑、氧化鈍化劑、“四合一”、以及其它類似產(chǎn)品在混水摸魚。

41、什么叫水性樹脂

答：水性樹脂是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型樹脂體系。

42、水性樹脂包括哪幾類

答：水溶性高分子、高吸水樹脂和水性涂料。

43、水性樹脂有哪些優(yōu)勢

答：環(huán)保，減少火災(zāi)風(fēng)險，與底材具有極高的附著力，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異，涂膜收縮小、硬度高、耐磨性好、抗腐蝕性能、電氣絕緣性能優(yōu)異。

44、什么叫水性防銹劑

答：水性防銹劑是一種水基防銹溶液，可有效的保護(hù)鋼、鐵等材料，防止生銹。

45、水性防銹劑有哪些優(yōu)勢

答：以水為分散介質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)秀，不燃不爆、無污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，無刺激性氣味，對人體無毒害；使用簡單方便，可在常溫下以浸涂、噴淋、刷涂等多種方法；具有優(yōu)良的施工性能等。

46、什么叫鈍化

答：鈍化是使金屬表面轉(zhuǎn)化為不易被氧化的狀態(tài)，而延緩金屬的腐蝕速度的方法。

47、鈍化有哪些優(yōu)點

答：不增加工件厚度和改變顏色，提高產(chǎn)品的精密度和附加值；可反復(fù)添加使用，膜層致密、性能穩(wěn)定。

48、四合一的定義

答：四合一包括除油、除銹、磷化、鈍化。

49、四合一有哪些優(yōu)點

答：工藝節(jié)時節(jié)能，簡化工序，設(shè)備投資小。

50、“三合一”、“四合一”存在哪些應(yīng)用問題？

答：通過近幾年大量表面處理客戶的反饋，該類型的“三合一”、“四合一”磷化液存在嚴(yán)重的掉漆、掉粉等漆膜配套問題。

51、為什么“三合一”、“四合一”存在掉漆、掉粉等問題？

答：這是由于“三合一”“四合一”磷化工作液中的油垢、渣含量逐漸增多時，容易吸附在工件表面上，不水洗的話必將引起涂層早期起泡和脫落，降低涂層的附著力和抗腐蝕能力。

52、普通防銹劑與轉(zhuǎn)化膜處理劑有哪些區(qū)別？

答：普通的防銹劑在金屬表面形成一層附著力不高的覆蓋膜層，有的水溶性防銹劑經(jīng)烘干后在工件表面濃縮成固體膜層，不耐水洗，防銹時間短，防銹效果不佳。轉(zhuǎn)化膜處理劑在常溫下將鋼鐵表面的銹和氧化皮轉(zhuǎn)化成一種與鋼鐵結(jié)合緊密的高抗蝕性的鋼鐵保護(hù)膜，從而起到除銹防銹的雙重作用。

53、為什么從嚴(yán)格意義上來說，水性樹脂、水性防銹劑、鈍化劑、四合一不能替代傳統(tǒng)的磷化？

答：水性樹脂、水性防銹劑、鈍化劑不能水洗，以致與對工件表面清潔度要求較高的電泳等工藝配套性較差；四合一溶液pH值較低、沉渣多、致密性差、不能水洗、廢液污染環(huán)境。

什么才是真正意義上的磷化替代工藝

 54、什么才是真正意義上的磷化替代工藝？

答：磷化替代新興工藝只有完全達(dá)到傳統(tǒng)磷化工藝的耐蝕性、耐酸、耐水洗、防銹、附著力等方面性能指標(biāo)，同時無磷、不含重金屬離子、無沉渣。

55、磷化替代膜為什么要肉眼可見？

答：通過傳統(tǒng)磷化工藝處理，外觀會出現(xiàn)明顯變化，這樣可以很容易辨別成膜質(zhì)量，解決生產(chǎn)管理不便的問題。

56、磷化替代工藝成膜后為什么要耐水洗？

答：磷化替代工藝成膜后經(jīng)過水洗工序，不僅可以解決生產(chǎn)中工件死角積水返銹的問題，并為電泳涂裝等對工件表面清潔度要求較高的下道工序創(chuàng)造良好的施工條件。

57、為什么有酸洗板的存在？

答：有些板材表面的銹蝕以及氧化膜較重，必須通過酸洗才能去除。

58、磷化替代膜為什么要耐堿性?

答：電泳涂裝過程中可能會在工件表面出現(xiàn)瞬間高堿度的區(qū)域，如果耐堿度不夠，可能會損壞成膜性能，為后續(xù)電泳涂層的耐腐蝕性能和附著力帶來質(zhì)量隱患。

59、HQ2000/8處理工藝流程？

答：脫脂    水洗    除銹    水洗    表調(diào)    水洗    HQ2000/8C    水洗      鈍化

其中除銹可根據(jù)現(xiàn)場工件表面銹蝕程度選擇；鈍化可根據(jù)工件需要防銹時間長短選擇。

60、HQ2000/8處理工藝流程中表調(diào)有什么作用？

答：可去除工件表面的浮銹并形成一層轉(zhuǎn)化膜。

無磷替代磷化重重大技術(shù)突破

61、HQ2000/8有哪些重大技術(shù)突破？

答：酸洗工藝能正常成膜，耐水洗，處理的工件可返工處理，無沉渣、調(diào)整方便，電泳工藝性能達(dá)標(biāo)、多種金屬及不同性質(zhì)材質(zhì)共線成膜、帶鋼彩涂前處理。

62、HQ2000/8無磷替代磷化研究過程

2006年開始研究，第一代產(chǎn)品以硅烷為主題，第二代產(chǎn)品以鋯鹽為主題，第三代微納陶瓷復(fù)合膜，前后大約10年時間。

63、HQ2000/8無磷替代磷化研究具體研究內(nèi)容

1、不同金屬（鎂合金除外）共線生產(chǎn)；

2、常溫處理；

3、酸洗后殘液允許少量帶進(jìn)2000/8E（無磷轉(zhuǎn)化膜）；

4、允許金屬酸洗后出現(xiàn)的浮銹進(jìn)入2000/8E（無磷轉(zhuǎn)化膜）；

5、經(jīng)2000/8E（無磷轉(zhuǎn)化膜）處理的工件經(jīng)水洗后自然晾干無任何銹跡；

6、2000/8E（無磷轉(zhuǎn)化膜）處理的工件時間小于5分鐘；

7、工件積水處不返銹；

8、經(jīng)鈍化后的工件室內(nèi)存放7天以上；

9、槽液無沉渣，不用除渣設(shè)備；

10、槽液可重復(fù)使用，倒槽時間3個月以上；

11、不改變原來生產(chǎn)工藝和設(shè)備；

12、不良品可簡單返工；

13、2000/8系列產(chǎn)品無磷、無鉻不含重金屬、亞硝酸鈉；

14、附著力一級，與噴漆、塑粉、電泳配套性良好；

15、中性鹽霧試驗504小時。

16、裸膜耐3%氯化鈉溶液浸泡2小時膜層無變化；

17、裸膜在PH：12溶液中浸泡2小時膜層無變化；

18、綜合成本上浮小于20％

以上問題是通過市場調(diào)研，依據(jù)中國工廠現(xiàn)場工藝、操作人員素質(zhì)，客戶性能要求，環(huán)保要求，成本要求，產(chǎn)品維護(hù)等要求制定設(shè)計要求。

64、HQ2000/8產(chǎn)品優(yōu)勢有哪些？

答：無磷、無鉻，不含重金屬、不含亞硝酸鹽，積水處不防銹、停線時間長、耐蝕性強(qiáng)、無需加熱、換槽時間長，可重復(fù)使用。

65、為什么HQ2000/8工藝維護(hù)簡便？

答：因為HQ2000/8使用過程中只需控制溶液的pH值一個指標(biāo)，而工作液的pH值范圍廣：pH值1.2-5，這也是產(chǎn)品優(yōu)勢之一。

66、為什么HQ2000/8成本較低？

答：因為使用HQ2000/8無需加熱，工作液壽命長，且可重復(fù)使用。

67、如何實現(xiàn)HQ2000/8膜厚厚于一般磷化替代產(chǎn)品的膜厚？

答：我們在產(chǎn)品的配方設(shè)計過程中摻雜了改性的納米粒子。

68、HQ2000/8產(chǎn)品為什么換槽時間長？

答：這是由于HQ2000/8產(chǎn)品使用過程中不產(chǎn)生沉渣，消除了前處理工序中的固體廢物處理問題。

69、HQ2000/8產(chǎn)品使用過程中為什么沒有沉渣的產(chǎn)生？

答：磷化過程中磷化渣的產(chǎn)生是由于溶液中有Fe3+，，而HQ2000/8產(chǎn)品中不含磷。

70、為什么HQ2000/8產(chǎn)品在低酸度情況下仍然達(dá)到除銹的功能？

答：這是由于我們在產(chǎn)品的配方設(shè)計過程中考慮了螯合劑的加入，其與鐵銹反應(yīng)螯合，從而達(dá)到從金屬基體上剝蝕鐵銹的目的。

71、為什么HQ2000/8形成轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性達(dá)到磷化的耐蝕性？

答：因為成膜劑是以超支化硅烷偶聯(lián)劑以及螯合劑復(fù)合而成的，大大提高了轉(zhuǎn)化膜的致密性，同時體系中還加入了多種金屬化合物與有機(jī)螯合劑復(fù)合而成的緩蝕劑以及多羧酸鹽來提高轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性。

72、HQ2000/8形成的轉(zhuǎn)化膜為什么具有自修復(fù)功能？

答：這是由于產(chǎn)品配方設(shè)計過程中緩蝕劑的功效，這些緩蝕劑可以提供活性離子，這些活性離子能夠進(jìn)入到硅烷膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，當(dāng)腐蝕再出現(xiàn)時，這些離子就能進(jìn)入腐蝕區(qū)域減緩腐蝕速率。

73、為什么一般磷化替代產(chǎn)品不能水洗，而HQ2000/8產(chǎn)品可以水洗？

答：這是由于一般磷化替代產(chǎn)品形成的轉(zhuǎn)化膜致密度以及均勻程度較差，而HQ2000/8產(chǎn)品配方設(shè)計過程中克服了這些缺陷。

74、針對酸洗板，目前普通磷化替代存在哪些問題？

答：殘酸降低工作液的穩(wěn)定性、酸洗后產(chǎn)生浮銹影響轉(zhuǎn)化膜結(jié)合力以及耐蝕性等。

75、為什么一般磷化替代產(chǎn)品在酸洗板上形成的膜耐蝕性較差。

答：一般磷化替代產(chǎn)品形成的膜厚較薄，殘余的浮銹不能被全部遮蓋，疏松結(jié)構(gòu)的鐵銹作為連接外部空氣和基體的通道會加快基體的腐蝕，從而轉(zhuǎn)化膜的抗腐蝕能力下降。

76、HQ2000/8產(chǎn)品為什么可以處理酸洗板？

答：HQ2000/8產(chǎn)品可去除酸洗后表面的浮銹，同時在鋼材表面生成一層結(jié)合力優(yōu)良的致密轉(zhuǎn)化膜，具有較好的工序間防銹能力。

77、HQ2000/8產(chǎn)品為什么可以重復(fù)使用？

答：這是由于產(chǎn)品配方設(shè)計合理，產(chǎn)品工作過程中各種組分發(fā)生協(xié)同反應(yīng)。

78、為什么允許酸洗后殘液少量進(jìn)入HQ2000/8C

答：因為HQ2000/8C配方的設(shè)計過程中充分考慮了少量酸殘液的影響，通過破壞性實驗發(fā)現(xiàn)，少量酸液不會對其性能進(jìn)行破壞。

79、酸洗板大部用于哪些行業(yè)？

答：主要集中在汽車、壓縮機(jī)、機(jī)械制造、零配件加工、風(fēng)機(jī)、摩托車行業(yè)和鋼家具、五金配件、電柜貨架及各種形狀的沖壓件等。

80、目前酸洗板環(huán)保磷化研究國內(nèi)外有報導(dǎo)的嗎？

答：未見報道，除HQ2000/8產(chǎn)品相關(guān)的報道。

81、目前酸洗板環(huán)保磷化研究國內(nèi)外有應(yīng)用的嗎？

答：沒有，除HQ2000/8產(chǎn)品得到工業(yè)化應(yīng)用外。

82、酸洗板環(huán)保磷化需克服的難點在哪？

答：酸洗板表面的浮銹對成膜的影響，溶液要承受酸的污染。

83、貴公司為何要研究酸洗板環(huán)保磷化？

答：目前市場上有大量的酸洗板存在，而普通磷化替代不能在酸洗板表面正常成膜，不能替代傳統(tǒng)磷化。

84、貴公司酸洗板上在理論上有哪些突破？

答：在有機(jī)-無機(jī)雜化膜成膜機(jī)理的基礎(chǔ)上，將溶膠-凝膠技術(shù)，納米鋯化成膜技術(shù)、水銹防銹技術(shù)、復(fù)合硅烷技術(shù)、低表面處理技術(shù)的機(jī)理和應(yīng)用實踐結(jié)合起來。

85、有機(jī)—無機(jī)雜化成膜原理？

答：有機(jī)-無機(jī)雜化膜在有機(jī)網(wǎng)絡(luò)中引入無機(jī)質(zhì)點，改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了膜的機(jī)械性能，提高了熱穩(wěn)定性，改善和修飾膜的孔結(jié)構(gòu)和分布，提高膜的滲透性和分離選擇性。