金属磷化处理与硅烷化处理

传统磷化处理工艺

磷化是常用的金属前处理技术,是指把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法。

原理上通过化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜–磷化膜。

磷化的目的主要是:给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用 

磷化膜为磷酸盐的结晶堆积,具有多孔性和不光滑的表面,可以渗入到这些孔隙中,因而能显著提高涂膜的附着力。

磷化膜能使金属表面由优良导体转变为不良导体,从而抑制了金属表面的原电池腐蚀,提高涂层的耐蚀性和耐水性。

记重点:

金属的氧化膜、磷化膜在自然潮湿的环境中也是不耐腐蚀的,所以一般在当做表面处理的前处理,也就是说在氧化或者磷化之后再喷粉或者喷漆

做了发蓝发黑处理,在下雨后的潮湿环境也是很容易生锈,这种金属氧化膜不耐酸碱腐蚀

磷化处理潮湿环境也是很快生锈,也是因为磷酸盐膜不耐酸碱腐蚀。

磷化处理和氧化膜处理以后,都要喷漆和喷粉防护,以达到最佳的防腐效果

磷化施工流程

1. 预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理

2. 除油除锈——防锈水浸泡——磷化发黑——晾干——封闭保护

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国际标准磷化液的制造程序

金属硅烷化处理

金属硅烷化处理为有机硅烷与金属反应形成共价键反应原理,在金属表面形成一层硅烷膜,硅烷本身状态不发生改变,因此在成膜后,金属表面无明显膜层物质生成,保持金属原有色泽。

作用机理:硅烷水解以后,生产SiOH,通过SiOH基团与金属表面的MeOH基团(其中Me表示金属)形成氢键,而快速吸附于金属表面,在随后的晾干过程中,SiOH 基团和MeOH基团进一步凝聚,在界面上生成Si-O-Me共价键

化学反应:(SiOH+ MeOH=Si-O-Me +H2O) ,剩余的硅烷分子则通过SiOH基团之间的凝聚反应在金属表面上形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜.

硅烷可以有效地用于以下金属或合金的防护:铝及铝合金,锌及锌合金(包括镀锌钢板),铁及铁合金(包括普通碳钢及不锈钢),铜及铜合金,镁及镁合金。

磷化与硅烷化特点对比

性能/类型 磷化处理 硅烷化处理
金属离子 锌、锰、镍等重金属离子 无有害重金属离子,不含磷
废液处理 副产品是大量的磷化渣 不产生沉渣
危害性 磷化液显酸性,长期接触对人体还是有害的 环保
温度要求 加温处理(40~90摄氏度) 无需加温,常温处理
处理时间 5-30分钟 1-3分钟
倒槽周期 3-6月 6-12月
使用周期 一次磷化处理 槽液可重复使用
工艺控制 控制游离酸、总酸、氟硅酸、促进剂点 调节PH值
成膜状态 晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多 均匀膜层
裸板盐雾(5%氯化钠,1大气压)1小时 轻微浮锈 无变化
裸板盐雾(5%氯化钠,1大气压)2小时 大量浮锈 少量浮锈
喷漆处理 容易大面积漆膜脱落 漆膜稳定
耐盐雾试验 h 300 500-1000

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