磷化（Ⅱ）磷化前的預(yù)處理

一般情況下，磷化處理要求工件表面應(yīng)是潔凈的金屬表面（二合一、三合一、四合一例外）。工件在磷化前必須進行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調(diào)整等預(yù)處理。特別是涂漆前打底用磷化還要求作表面調(diào)整，使金屬表面具備一定的“活性”，才能獲得均勻、細致、密實的磷化膜，達到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。因此，磷化前處理是獲得高質(zhì)量磷化膜的基礎(chǔ)。

一、除油脂

除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括機械法、化學(xué)法兩類。機械法主要是：手工擦刷、噴砂拋丸、火焰灼燒等?；瘜W(xué)法主要：溶劑清洗、酸性清洗劑清洗、強堿液清洗，低堿性清洗劑清洗。以下介紹化學(xué)法除油脂工藝。

1、溶劑清洗

溶劑法除油脂，一般是用非易燃的鹵代烴蒸氣法或乳化法。較常見的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脫脂速度快，效率高，脫脂干凈徹底，對各類油及脂的去除效果都較好。在氯代烴中加入一定的乳化液，不管是浸泡還是噴淋效果都很好。由于氯代鹵都有一定的毒性，汽化溫度也較高，再者由于新型水基低堿性清洗劑的出現(xiàn)，溶劑蒸汽和乳液除油脂方法現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。

2、酸性清洗劑清洗

酸性清洗劑除油脂是一種應(yīng)用較廣泛的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤濕、滲透原理，并借助于酸腐蝕金屬產(chǎn)生氫氣的機械剝離作用，達到除油脂的目的。酸性清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態(tài)油，中溫就可除掉油和脂，一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑（如OP類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型）、普通無機酸、緩蝕劑三大部分組成。由于它兼?zhèn)溆谐P與除油脂雙重功能，人們習(xí)慣稱之為“二合一”處理液。常見的酸性清洗劑配方及工藝參數(shù)見下表。

工藝：低溫型、中溫型、磷酸酸基型

工業(yè)鹽酸（31%）：20%～50% 、0、0

工業(yè)硫酸（98%）：0%～15%、15%～30%、0

工業(yè)磷酸（85%）：0、0、10%～40%

表面活性劑(OP類，磺酸類)：0.4%～1.0%、0.4%～1.0%、0.4%～1.0%

緩蝕劑：適量、適量、適量

使用溫度：常量～45℃、50～80℃、常溫～80℃

處理時間：適當(dāng)、5～10min、適當(dāng)< 鹽酸、硫酸酸基的清洗劑應(yīng)用較為廣泛，成本低，效率較高。但酸洗殘留的Cl-、SO42-對工件的后腐蝕危害很大。而磷酸酸基沒有腐蝕物殘留的隱患，但磷酸成本較高，清洗效率低些。 對于鋅件，鋁件一般不采用酸性清洗劑清洗，特別鋅件在酸中的腐蝕極快。

3、強堿液清洗

強堿液除油脂是一種傳統(tǒng)的有效方法。它是利用強堿對植物油的皂化反應(yīng)，形成溶于水的皂化物達到除油脂的目的。純粹的強堿液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉礦物油脂。因此人們通過在強堿液中加入表面活性劑，一般是磺酸類陰離子活性劑，利用表面活性劑的乳化作用達到除礦物油的目的。強堿液除油脂的使用溫度都較高，通?！?0℃。常用強堿液清洗配方與工藝如下： 氫氧化鈉 5%～10% 硅酸鈉 2%～8% 磷酸鈉（或碳酸鈉） 1%～10% 表面活性劑（磺酸類）2%～5% 處理溫度 >80℃。

處理時間：5～20min

處理方式：浸泡、噴淋均可

強堿液除油脂需要較高溫度，能耗大，對設(shè)備腐蝕性也大，并且材料成本并不算低，因此這種方法的應(yīng)用正逐步減少。

4、低堿性清洗液清洗

低堿性清洗液是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一類除油脂劑。它的堿性低，一般pH值為9～12。對設(shè)備腐蝕較小，對工件表面狀態(tài)破壞小，可在低溫和中溫下使用，除油脂效率較高。特別在噴淋方式使用時，除油脂效果特別好。低堿性清洗劑主要由無機低堿性助劑、表面活性劑、消泡劑等組成。無機型助劑主要是硅酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉等。其作用是提供一定的堿度，有分散懸浮作用。可防止脫下來的油脂重新吸附在工件表面。表面活性劑主要采用非離子型與陰離子型，一般是聚氯乙烯OP類和磺酸鹽型，它在除油脂過程中起主要的作用。在有特殊要求時還需要加入一些其它添加物，如噴淋時需要加入消泡劑，有時還加入表面調(diào)整劑，起到脫脂、表調(diào)雙重功能。低堿性清洗劑已有很多商業(yè)化產(chǎn)品，如PA30-IM、PA30-SM、FC-C4328、Pyroclean442等。

一般常用的低堿性清洗液配方和工藝如下：

浸泡型、噴淋型

三聚磷酸鈉：4～10g/l、4～10g/l

硅酸鈉：0～10g/l、0～10g/l

碳酸鈉：4～10g/l、4～10g/l

消泡劑：0、0.5～3.0g/l

表面調(diào)整劑：0～3g/l、0～3g/l

游離堿度：5～20點、5～15點

處理溫度：常溫～80℃、40～70℃

處理時間：5～20min、1.5～3.0min

浸泡型清洗劑主要應(yīng)注意的是表面活性劑的濁點問題，當(dāng)處理溫度高于濁點時，表面活性劑析出上浮，使之失去脫脂能力，一般加入陰離子型活性劑即可解決。噴淋型清洗劑應(yīng)加入足夠的消泡劑，在噴淋時不產(chǎn)生泡沫尤為重要。

鋁件、鋅件清洗時，必須考慮到它們在堿性條件下的腐蝕問題，一般宜用接近中性的清洗劑。

二、酸洗

酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的方法。利用酸對氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的機械剝離作用達到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中使用較為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗時產(chǎn)生有毒的二氧化氮氣體，一般很少應(yīng)用。鹽酸酸洗適合在低溫下使用，不宜超過45℃，使用濃度10%～45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑為宜。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫使用，溫度50～80℃，使用濃度10%～25%。磷酸酸洗的優(yōu)點是不會產(chǎn)生腐蝕性殘留物（鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會有Cl-、SO42-殘留），比較適宜，但磷酸的缺點是成本較高，酸洗速度較慢，一般使用濃度10%～40%，處理溫度可常溫到80℃。在酸洗工藝中，采用混合酸也是較有效的方法，如鹽酸、硫酸混合酸，磷酸、檸檬酸混合酸。

在酸洗除銹除氧化皮槽液中，必須加入適量的緩蝕劑。緩蝕劑的種類很多，選用也比較容易，它的作用是抑制金屬腐蝕和防止“氫脆”。但酸洗“氫脆”的工件時，緩蝕劑的選擇應(yīng)特別小心，因為某些緩蝕劑抑制二個氫原子變?yōu)闅浞肿拥姆磻?yīng)，即：2[H]→H2↑，使金屬表面氫原子的濃度提高，增強了“氫脆”傾向。因此必須查閱有關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)手冊，或做“氫脆”試驗，避免選用危險的緩蝕劑。

二、表面調(diào)整

表面調(diào)整的目的，是促使磷化形成晶粒細致密實的磷化膜，以及提高磷化速度。表面調(diào)整劑主要有兩類，一種是酸性表調(diào)劑，如草酸。另一種是膠體鈦。兩者的應(yīng)用都很普及，前者還兼?zhèn)溆谐p銹（工件運行過程中形成的“水銹”及“風(fēng)銹”）的作用。在磷化前處理工藝中，是否選用表面調(diào)整工序和選用那一種表調(diào)劑都是由工藝與磷化膜的要求來決定的。一般原則是：涂漆前打底磷化、快速低溫磷化需要表調(diào)。如果工件在進入磷化槽時，已經(jīng)二次生銹，采用酸性表調(diào)，但酸性表調(diào)只適合于≥50℃的中溫磷化。一般中溫鋅鈣系磷化不表調(diào)也行。磷化前預(yù)處理工藝是：

除油脂→水洗→酸洗→水洗→中和→表調(diào)→磷化

除油除銹“二合一”→水洗→中和→表調(diào)→磷化

除油脂→水洗→表調(diào)→磷化

中和一般就是0.2%～1.0%純堿水溶液。在有些工藝中對重油脂工件，還增加預(yù)除油脂工序。