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娄底常温锌系磷化液喷淋用
日期:2019-08-26   来源:   作者:匡国友   

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  DD-212型磷化液系锌钙系磷化液,使用时无须表调工序,无须添加中和剂及促进剂,只要按使用比例兑水稀释后在规定温度范围内即可形成一层均匀、致密的深灰色磷化膜层,该磷化膜防腐耐蚀性能佳,可满足工序间较长时间防锈使用,同时膜层与各种涂层的结合能力优良,各项配套性能均超过国家标准。处理时,溶液沉渣极少,无须频繁清槽。

  三、磷化处理工序:脱脂 —→ 水洗 —→ 酸洗 —→ 水洗 —→ 磷化 —→ 水洗 —→ 干燥 —→ 后处理

  四、处理槽体或喷嘴材质:磷化槽应为不锈钢、厚塑料板或碳钢(内有防腐衬里)制,交换器和喷嘴应为不锈钢制,配管和泵应为不锈钢制。

  由于连续处理过程中浓度不断变化,所以要求对工作槽液适当进行添加以保持较佳处理状态,一般每添加4 ~ 6kg浓缩液总酸上升一个点。

  本品是依据铁路机车、铁路轴承行业的高耐蚀要求开发的项目,硫酸铜点滴时间可达十分钟,成膜膜质细致,均匀,膜层较厚,呈黑色、深灰色、灰色等外观,可做终处理及高耐蚀喷涂底层。本品磷化工艺简单,无须表调及促进剂,沉渣量极少是普通马日夫盐磷化的1/10。

  品:指示剂:酚酞、甲基橙、溴酚兰,滴定液:0.1mol/l NaOH溶液,氨基磺酸,蒸馏水。

  仪器:发酵管,50ml碱式滴定管,10ml移液管及吸耳球,200ml三角烧杯。

  脱脂 —→ 水洗(溢洗)—→ 除锈 —→ 中和水洗 —→ 水洗(溢流)—→ 磷化 —→ 水洗 —→ 干燥。

  注:若加温至35℃以上则FA可调至2.0 ~ 2.5Pt左右,可2 ~ 4分钟浸渍成膜。

  由于连续处理过程中浓度不断变化,所以对工作槽液适当进行添加以保持工作液在较佳处理状态,一般每次添加4 ~ 5公斤浓缩液可提高总酸度一个点。

  关于磷化沉渣。因为磷化沉渣主要是FePO4,要相减少沉渣量就必须降低Fe3+的产生量,即通过两个方法:降低磷化液的H+浓度(低游离酸度);降低促进剂浓度,以减少Fe2+氧化成为Fe3+。

  锌材与铝材磷化机理基本与上相同。锌材的磷化速度较快,磷化膜只有磷酸锌盐单一组成,并且沉渣很少。铝材磷化一般要加入较多的氟化合物,使之形成AlF3、 AlF63-,铝材磷化步聚与上述机理基本相同。

  由于连续处理过程中浓度不断变化,有效成份不断消耗,因此可定期检测其各项指标,以确定添加量,使各工艺指标保持在工艺范围之内,每添加4.5公斤EX-LH3106C浓缩液,则总酸度可提高一个点;每添加5-5.5公斤3106C则游离酸度上升一个点。若游离酸在添加调整过程中上升,而不在工艺范围内则应添加适量的EX-LH3221中和剂,调整至工艺范围之内,促进剂一般每日检测一次,每次添加0.5 升左右,促进剂浓度可上升一个点。

  磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同基材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究,但至今未完全弄清楚。在很早以前,曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理:

  Me为Mn、Zn 等,Machu等认为,钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡,将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜,并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙,不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入,当今,各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步骤组成:

  式中[O]为促进剂(氧化剂),[R]为还原产物,由于促进剂氧化掉步反应所产生的氢原子,加快了反应(1)的速度,进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。

  由于金属表面的H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终为PO43-。

  当金属表面离解出的PO43-与溶液中(金属界面)的金属离子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)达到溶度积常数Ksp时,就会形成磷酸盐沉淀

  磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核,晶核继续长大成为磷化晶粒,无数个晶粒紧密堆集形成磷化膜。

  以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程,还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出:适当的氧化剂可提高反应(2)的速度;较低的H+浓度可使磷酸根离解反应(3)的离解平衡更易向右移动离解出PO43-;金属表面如存在活性点面结合时,可使沉淀反应(4)(5)不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核;磷化沉渣的产生取决于反应(1)与反应(2),溶液H+浓度高,促进剂强均使沉渣增多。相应,在实际磷化配方与工艺实施中表面为:适当较强的促进剂(氧化剂);较高的酸比(相对较低的游离酸,即H+浓度);使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度,能在较低温度下快速成膜。因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理,选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。

  3.但温度不宜过高,否则Fe2+易被氧化成Fe3+,加大沉淀物量,溶液不稳定。

  1.游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解,以形成较多的晶核,使膜结晶致密。

  2.游离酸度过高,则与铁作用加快,会大量析出氢,令界面层磷酸盐不易饱和,导致晶核形成困难,膜层结构疏松,多孔,耐蚀性下降,令磷化时间延长。

  1.总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围 上限为好,有利于加速磷化反应,使膜层晶粒细,磷化过程中,总酸度不断下降,反映缓慢。

  锰系磷化液一般控制在2-3之间,当PH﹥3时,工件表面易生成粉末。当PH?1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。

  ①溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+,导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高,否则,形成的膜晶粒粗大,膜表面有白色浮灰,耐蚀性及耐热性下降。

  ②Zn2+的影响,当Zn2+浓度过高 ,磷化膜晶粒粗大,脆性增大,表面呈白色浮灰;当Zn2+浓度过低,膜层疏松变暗。

  金属工件表面状态对磷化质量影响较大,即使是同一磷化工艺,同一磷化制剂,同一工件的不同部位的磷化膜质量也可能相差较大,这就是因为工件表面状态差异所致。一般来说,高、中碳钢和低合金钢容易磷化,磷化膜黑而厚,但磷化膜结晶有变粗的倾向,低碳钢磷化膜结晶致密,颜色较浅,若磷化前进行适当的酸洗,可有助于提高磷化膜质量,冷轧板因其表面有硬化层,磷化前进行适当的酸洗或表调,否则膜不均匀,膜薄,耐蚀性低。

  本品为深绿色透明液体,同属德国技术,是新一代锌锰系磷化的改良产品。其在原有优良性能的基础上增加了降渣组份因此大大的降低了沉渣的产生。而且配比降低从而更有效的发挥了锌锰系磷化膜层的功能性。超低温或常温状态下在短时间生成结晶致密的磷化膜,膜呈浅灰色至中灰色,适合作喷漆及喷粉底层,与涂层的配套性能极好,而且槽液性能稳定、处理面积大、调整方便。

  磷化槽应为不锈钢厚壁塑料板或碳钢(内衬防腐衬里制),交换器和喷嘴应为不锈钢。配管和泵应为不锈钢。

  品:指示剂:酚酞、甲基橙、溴酚兰,滴定液:0.1mol/l NaOH溶液,氨基磺酸,蒸馏水。

  仪器:发酵管,50ml碱式滴定管,10ml移液管及吸耳球,200ml三角烧杯。

  脱脂 —→ 水洗(溢洗) —→ 除锈 —→ 中和水洗 —→ 水洗(溢流)—→ 表面调整 —→ 磷化 —→ 水洗 —→ 干燥。

  促进剂浓度:2~ 4Pt (30℃以下时一般控制在4Pt左右,30℃以上时一般控制在2Pt左右)。

  由于连续处理过程中浓度不断变化,所以要定期测定各项指标浓度,经常保持在所规定的工艺浓度范围内。每添加浓缩液1.7 ~ 2kg,总酸度上升一个点,游离酸度上升0.2个点,每添加1.3 ~ 1.5升促进剂上升一点。

  以上指标若不在工艺范围之内应添加磷化液及中和剂、促进剂调整到工艺范围之内,使其保持较佳的工作状态。

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