汽車零部件涂裝前磷化處理添加劑的研究

蔡朝容

（柳州職業技術學院汽車與環境工程系，廣西 柳州 545006）

汽車零部件涂裝前磷化處理添加劑的研究

蔡朝容

（柳州職業技術學院汽車與環境工程系，廣西 柳州 545006）

介紹了磷化液的配制，研究以低沸點鹵代烴為基本組分，復合無機物為添加劑的復合活化劑其含量與膜重及膜耐腐蝕性的關系，討論磷化溫度及磷化時間對磷化膜膜重和耐蝕性的影響。此工藝配制簡單，成本低，磷化速度快，磷化膜耐蝕性好，具有較好的應用價值。

磷化液;無機物添加劑;常溫;磷化膜

隨著汽車工業的飛速發展，磷化技術在汽車涂裝工藝中的應用十分廣泛。常溫磷化是當前研究最活躍、技術進步最快的磷化技術，它雖然克服了中、高溫磷化能耗大，槽液維護困難等缺點，但也存在著成膜速度慢、生產效率低等缺點。因此，如何提高常溫磷化反應速度、覆膜層的附著力與防腐蝕能力，是磷化技術在汽車涂裝工藝中需要研究的一個重點。

有機溶液磷化即非水溶液無定形磷化，屬轉化型磷化[1]。與目前廣泛應用的假轉化型磷化（即處理液中含重金屬磷酸鹽與基體金屬形成磷酸鹽膜）相比，它具有常溫、快速、溶液穩定性高，溶液本身除油性強，對基體金屬基本無腐蝕的優點，日益引起人們的重視。本研究以低沸點鹵代烴為基本組分，復合無機物為添加劑，對汽車涂裝生產中的有機磷化液及其工藝進行了試驗，改進了常溫、快速、磷化膜致密有機磷化液及其工藝。

1 實驗部分

1．1 磷化液的基本配方及試樣處理工藝

1．1．1 磷化液的基本配方

磷化液由低沸點的鹵化烴為基本組分，含水磷酸為成膜劑，醇類物質為增溶劑等3大部分組成，以新研制的TY作為復合活化劑 （含無機物質）。其配方為:二氯甲烷（75%）、乙醇（20%）、水（3%～5%）、磷酸（0．15%）、硝基苯（0．7%）、硫脲（0．7%）、復合活化劑（0．3%）。 磷化液外觀為無色透明液體，比重為 1．2g·cm－3。

1．1．2 試樣處理

磷化可在室溫下進行（5～35°C），磷化時間一般為 1～4min，干燥時間 5～7min（一般靠有機溶劑的自然揮發），除油與磷化能一次進行。

2 試驗結果與討論

2．1 磷化液基本組分含量對磷化質量的影響

2．1．1 增溶劑含量

增溶劑在有機磷化液中用于溶解磷化劑、活化劑和加速劑，它對成膜速度和質量都有影響。實驗結果見表1。

由表1看出，增溶劑含量增加，成膜速度減慢，膜重減小;增溶劑含量太低，磷化液穩定性下降，易分層，膜的耐腐蝕性降低;增溶劑含量太高，會降低磷化液的溶油能力，膜的耐腐蝕性差。

2．1．2 復合活化劑TY的含量

有機活化劑在磷化過程中的作用是優先吸附在金屬表面成核，無機活化劑多半是破壞金屬表面的鈍化膜，使之產生更多的活性點。實驗中，以乙酸乙酯活化劑（LM）和復合活化劑（TY）進行了對比實驗，結果見表2。實驗結果表明，使用復合活化劑無論從外觀到膜的質量均較單獨使用有機活化劑好。

復合活化劑的含量對磷化成膜及膜的耐蝕性的影響如圖1、圖2所示。

由圖看出，復合活化劑的用量與膜重及膜耐腐蝕性的關系是近似拋物線。經反復試驗，其含量約在0．2%為宜。

2．1．3 磷化液中含水量

有機磷化液中含有一定的水，溶液能保持均一，增強磷化劑、活化劑、加速劑的作用，提高成膜速度，實驗結果見表3。

由表3可看出，隨著含水量的增加，膜重增大。若含水量太高，磷化液不穩定，出現分層現象，實驗操作上，含水量應控制在3%～5．2%之間。

2．2 工藝條件試驗

2．2．1 磷化處理時間

圖3中ab區間表示膜的形成階段，該階段隨時間的遷移，膜重隨之增加;到b點，膜重達最大值;b點后，曲線平坦，膜重不再增加。

圖4表明磷化膜的耐蝕性隨時間的變化近似拋物線關系。隨處理時間增加，膜的耐蝕性上升，到一最大值后又緩慢下降，這時由于處理時間的增加，游離酸的侵蝕使膜變得粗糙，耐蝕性下降。經反復實驗，磷化處理的時間宜控制在4min左右。

2．2．2 磷化處理溫度

圖5中，隨磷化溫度的升高，膜重增加，到一最高值時，溫度若繼續升高，由于溶液侵蝕性增強，膜重緩慢降低。

圖6中，溫度上升，由于膜重增加，耐蝕性增強，到一最大值時，溫度上升，耐蝕性下降。因此，磷化處理溫度宜控制在25～35℃之間為宜。

3 結論

經本工藝處理后，鋼材表面能形成綜合性能較好的磷化膜，各項指標符合要求。在磷化液中加入新研制的TY作為復合活化劑，能降低磷化溫度，加快成膜速度，提高磷化膜質量。本磷化工藝具有以下特點:

（1）有機磷化處理可在常溫下進行，既可節省耗材，又可降低生產成本。

（2）磷化液具有一定的除油能力，在工件表面油污不嚴重的情況下，除油、磷化可同步進行。

（3）磷化時間短（約 4min），生產效益高，適于大規模生產。

（4）有機磷化液侵蝕性小，特別適用于外部尺寸要求嚴格的制件的處理。

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Study on Phosphating Additive for Automotive Spare Parts Prior to Painting

CAIChao-rong
（Deparment of Automotive and Environment Engineering，Liuzhou Vocational&Technical College，Liuzhou545006，China）

Applied halohydrocarbon as basic components，inorganic compound as additives，the bonderizing liquid was prepared．The relationship between the compound activators，film weight and corrosion resistance was studied．The effect of bonderizing temperature and time on film weight and corrosion resistance was discussed．

bonderizing liquid;inorganic matter bonderizing liquid;normal temperature;phosphate coating

TQ126.3+3

A

1671-9905（2011）08-0022-03

蔡朝容（1964-），四川宣漢人，講師，研究生，主要從事化學分析及有機合成化學研究，地址:廣西柳州市社灣路28號柳州職業技術學院汽車與環境工程系環化教研室，郵編:545006，電話:13877251860，電子郵箱:happyoldmen＠163．com

2011-04-29