钢铁表面常温超声磷化研究

目的通过在钢铁件表面磷化处理中引入超声波,提高磷化膜的外观及耐蚀性。方法首先采用正交实验确定了磷化液的最优配方,其次采用单因素实验考察了超声波作用下磷化p H值、磷化温度、磷化时间、超声功率对磷化膜性能的影响,最后采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对超声磷化膜和普通磷化膜的微观形貌和物相组成进行了分析。结果正交实验得到的最优磷化液配方为:氧化锌15 g/L,磷酸90 g/L,硫酸羟胺(HAS)10 g/L,硝酸锰4 g/L。各因素对磷化影响主次顺序为:磷酸>硝酸锰>氧化锌>HAS。最佳磷化工艺条件为:磷化液pH值2.3~2.6,磷化温度30℃,磷化时间45 min,磷化超声功率210 W。最优配方及最佳磷化工艺条件下制得的磷化膜结构均匀致密,硫酸铜点滴时间为320 s。超声磷化膜和普通磷化膜相比,前者晶粒长径比接近1,后者晶粒的长径比接近4,前者晶粒分布均匀致密,后者表面颗粒分布不均匀,晶粒间存在较多孔隙。前者物相组成主要是Zn3(PO4)2·4H2O和MnHPO4·3H2O,后者物相组成比前者多了组分Zn2Fe(PO4)2·4H2O。结论超声磷化比普通磷化得到的磷化膜,外观及耐蚀性更优越。     

超声波作用下钢铁常温磷化影响因素研究

本文在超声波作用下,对钢铁表面进行常温磷化处理,以提高钢铁表面耐蚀性能。研究以磷化膜外观及耐蚀性为考察指标,通过单因素实验,首先考察了常温磷化液中氧化锌、磷酸、硫酸羟胺(HAS)、硝酸锰、柠檬酸等组分对超声磷化的影响,其次考察了磷化方式对磷化膜性能的影响,最后测试了磷化液使用寿命。结果表明,磷化液组成为氧化锌15 g/L、磷酸80 g/L、硫酸羟胺12 g/L、硝酸锰4 g/L、柠檬酸2 g/L时,超声磷化膜外观及耐蚀性最好,此时磷化膜为灰黑色,膜层连续、均匀、致密,耐蚀时间可达217 s;磷化方式中常温超声磷化比常温静止磷化效果更佳,前者外观及耐蚀性比后者优越;磷化液寿命测试发现,当磷化次数超过9次时,制备的磷化膜耐蚀时间开始低于60 s,此时磷化液已经失效,累计磷化面积为0.3 m~2/L。