磷化剂的发展趋势之三复合金属件磷化

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磷化液的发展趋势之三复合金属件磷化

为了提高金属件的耐蚀性，镀锌钢板越来越多地作为汽车车身材料，此外为了减轻车体重量，铝材使用也有增加，如铝质的汽车配件——钢圈、保险杠、散热管等。复合金属件由于其电偶效应，更易腐蚀，因此其对涂装的要求也较高。对复合金属件进行磷化处理，由于磷化层的绝缘性和“抛锚效应”与漆膜的紧密结合，减缓了腐蚀的诱导产生和腐蚀的扩展，提高了抗腐蚀性能，磷化与不磷化的金属件比较，经过涂漆后，其抗蚀性可提高几倍。因此，汽车结构材料的发展变化，促进了同时处理钢、镀锌钢、铝材的复合金属磷化产品的研究和应用。

       目前，汽车工业广泛应用含锌、镍、锰的三元锌系磷化，由于镀锌板的使用，在其表面难以形成磷叶石[zn2Fe(P04)2·4H2O]，为了得到高磷比的磷化膜，提高镀锌板的可涂装性和耐碱性，在镀锌板磷化时广泛采用含锌、锰、镍的三元阳离子磷化体系。镍离子、锰离子的加入可在镀锌板表面形成类磷叶石的结构，如Zn2Ni(PO4)．4H2O、Zn2Mn(PO4)2·4H2O，其结晶紧密、更细。所生成的磷化膜有较低的化学活性，与无镍磷化比较，增加了耐碱性和涂层的二次附着力。在镀锌板的磷化中，会出现锌的过度溶解和结块，通过加入氟化物(如氟硅酸、氟硼酸、氟钛酸)可改善这种情况。

       近年来，美国提出了汽车制造厂家平均燃料基准(Corporale Average Fuel E一conomy)强制执行方案，促使汽车厂家积极开发轻量化技术，其中最重要的一步是器采用铝合金制作车体。单一的铝材的最佳处理方法是经磷酸一铬酸盐化学处理后再经油漆涂装。也有采用无铬工艺处理铝材，如氟酸钛／氟酸锆工艺、铈酸盐工艺及有机薄膜处理。在汽车工业中应用较多的是钢材、钢一铝材组合工件、镀锌钢。对于铝材复合工件，如果复合工件涂装不良，则会产生较为严重的双金属电偶腐蚀和丝状腐蚀。丝状腐蚀作为一种特殊的腐蚀形式，发生在涂层下金属基体上，其腐蚀产物呈丝状从金属基体上直接生长出来，为了避免这种情况的发生及随后漆膜的一致性，需要对复合件进行同时磷化处理。对于铝合金及其复合件的处理，最重要的是磷化优劣受游离氟离子浓度的影响，其磷化时，游离氟离子有一个最佳浓度，当游离氟离子低于这个浓度时，不能得到适当膜重的磷化膜，其耐性也明显下降；当高于此浓度时，其二次附着力将变差，这是由于Na3ALF6与磷酸锌共同沉积于铝表面，影响了磷化膜的形成。

      磷酸锌处理液中，溶解下来的Al3+与F-反应生成络合物。当Al3+累积到每升数十至数百毫克时，对膜的生成反应会有一定的影响。因此，为获得质量良好的磷化膜，必须除去处理液中过多的Al3+。其方法是添加氟化钠、氟化钾，使之与

      Al3+反应生成沉淀，其反应式如下：

      Al+3F—AlF3

      AlF3+3F一+3Na一Na3AlF6 ↓(冰晶石)

     磷化液中游离氟含量宜控制在100mg／L～600mgL。游离F一含量小于100mgL，刻蚀不足，难以形成完整的膜，游离氟含量大于600mg／L，影响磷化膜的形成。对于铝组合件的磷化，喷淋工艺较浸渍工艺更易操作，喷淋处理的铝的处理面积达80％，而浸渍线上还只能达到20％～32％。为了保证铝浸渍处理的磷化效果，需严格控制工作液中的游离氟的用量，在工件液的工艺条件下，通过试验确定氟的消耗量和补加游离氟的时间周期或用离子性电极来控制氟。

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