磷化參數對磷化質量的影響1、磷化游離酸度的影響所謂游離酸度（FA）是指磷化槽液中游離H+的濃度，由磷酸和其它酸電離所產生。游離酸度促使工件溶解，以形成較多的晶核，使磷化膜結晶細致。控制游離酸度的目的在于控制磷化槽液中磷酸二氫鹽的離解度，把成膜離子濃度預先控制在一個必需的范圍內。一般地說，磷化槽液的游離酸度過高或過低，都會對磷化質量產生不良影響。如游離酸度過高，陰極附近的HPO2-4和PO3-4及Zn2+消耗大，鋼鐵工件表面的腐蝕過快，陰極會不斷析出H2,因反應所產生的氣泡過多，在磷化槽液中起到攪拌作用，進而破壞金屬工件與磷化槽液界面的Fe2+、HPO2.4、P03-4、Zn2+等離子濃度，使鋅鹽濃度達不到飽和狀態，造成成膜困難，磷化時間延長，磷化膜不連續且粗糙、多孔、疏松，工件表面泛黃，抗蝕性能降低，磷化膜表面浮粉增多，產生額外沉渣。如游離酸過低，鋼鐵工件腐蝕反應緩慢，磷化膜難以形成，磷化槽液不穩定，易產生磷酸鋅沉淀，引起工件表面掛灰，甚至堵塞噴淋磷化的噴嘴，還會導致工件邊角部位產生發花現象，磷化膜變薄，甚至沒有磷化膜。隨著磷化溫度的降低，游離酸度應相應低一些，所以新型磷化槽液的游離酸度的下限一般控制在0.3點左右。隨著游離酸度的升高，膜重先是增加，然后急劇下降。2、磷化總酸度的影響-總酸度（TA）也稱全酸度，反映磷化槽液濃度的一項指標，是指磷化槽液中配合酸（HPO）和游離酸濃度的總和，也就是磷化槽液中第一級和第二級電離出來的氫離子和槽液中其它鹽類水解后電離出來的氫離子以及各種金屬離子的總和。控制總酸度的目的在于保持磷化槽液中成膜離子的濃度在規定的工藝范圍內。總酸度過高和過低也會對磷化質量產生不良影響。總酸度過高，磷化膜結晶粗糙，表面易產生浮粉，磷化沉渣增加，反而不易生成磷化膜；總酸度過低，磷化速度緩慢，磷化膜生成困難，磷化膜結晶粗糙疏松，磷化膜變薄，耐蝕性也差。在新型磷化槽液中，總酸度的范圍較大。例如，低溫磷化槽液的總酸度一般控制在13.32點之內，常溫磷化的總酸度一般控制在22-60點范圍之內，有的還更高，這是因為隨著溫度3、磷化酸比的影響所謂磷化酸比（以下簡稱酸比）是指磷化槽液總酸度與游離酸度的比值。它是保持磷化槽液相對平衡的一個數值，其含義是磷化槽液（如鋅系磷化）中的Zn2+;Fe2+、H2PO-4離子含量的總和與H+含量的比值（含有部分游離酸）。當磷化槽液的總酸度不變時，酸比主要與磷化槽液中的H+離子濃度有關，成反比關系。在配方設計中，酸比總是與磷化溫度密切相關。酸比較小的配方，游離酸度高，成膜速度慢，磷化時間長，所需溫度高；酸比較大的配方，情況正好相反。因此，對目前汽車涂裝前處理所普遍采用的中、低溫磷化液來說，更應注意酸比的變化。如其值較大，相對而言更難控制，尤其是酸比過大時，即使不磷化（即無工件處理時）也會產生沉淀，使磷化液的穩定性受到威脅，當然酸比過低則不能成膜。酸比之所以是研究磷化槽液的一個重要因素。是因為不同磷化槽液的酸比比值不同。一般地說，酸比比值越高，磷化膜越細、越薄；但酸比過高，不易成膜，磷化沉渣也多，酸比比值過小，磷化膜結晶粗大、疏松。酸比較小的磷化槽液，游離酸度高，磷化速度慢，磷化溫度也高；而酸比大的磷化槽液，磷化速度快，磷化溫度也低。新磷化槽液的溫度較低，所以酸比一般較大。磷化槽液在總酸度不變的前提條件下，游離酸度一般不會自行降低。單獨看總酸度或單獨看游離酸度的值，是沒有實際意義的。兩者在磷化過程中總是成對出現，它們之間的比值即酸比是能否成膜的先決條件。因此，根據磷化的不同要求，不同磷化條件，不同技術配方，保持磷化槽液酸比的適當比值，具有重要意義。對于使用單位來說，由于生產實踐中的磷化槽液的技術配方是確定的，因此，酸比也相應確定，所以往往只測總酸度和游離酸度的值即可，不必計算酸比。4、磷化溫度的影響磷化槽液的溫度與磷化槽液中各離子濃度、酸比之間都有著密切的關系，也是磷化槽液能否成膜的關鍵因素。一般地說，磷化槽液溫度高，磷酸二氫鹽的離解度大，成膜離子濃度相應高，也就是說，對于同一種磷化槽液，可以在降低磷化溫度的同時，提高酸比就可實現磷化成膜。在新型低溫和常溫磷化藥劑中，由于磷化溫度降低，磷化的所有化學反應速度都要相應減慢。為此，必須通過調整磷化槽液的酸比、促進劑含量、濃度等來補償因磷化溫度降低對磷化速度的影響。溫度也是能否成膜的一個關鍵因素，也控制著磷化液中成膜離子濃度。不同的配方都有相應的溫度范圍。當溫度過高時，磷酸二氫鹽的離解度加大，會產生大量磷酸鋅沉淀,從而加大磷化液中有效成分的消耗，原有的平衡被破壞，在新的溫度條件下形成新的平衡。而當恢復至原定溫度時，原有的平衡并不能恢復。此時必須再對槽液參數進行必要的調整。另外，加熱時必須保證槽液整體均勻地升溫，避免局部出現過熱現象。因為局部過熱將導致槽液局部平衡的破壞，進而使整個槽液平衡破壞。由此看來，選擇合適的加熱方式尤為重要。目前采用最多的是板式加熱器，它由多塊不銹鋼瓦楞板組合而成。體積小、加熱面大，是磷化槽外加熱的主要方式。為了減少磷化沉渣，穩定槽液，磷化槽液的溫度變化范圍最好是變化越小越好。為防止磷化槽液局部過熱，對磷化槽液的加熱方式、加熱介質等都要注意優選。磷化溫度也是形成磷化膜的一個關鍵因素。總的說來，磷化溫度高，有利于磷化膜的形成。因磷酸二氫鹽的離解度大，成膜離子濃度相應高一些，磷化速度就快，磷化膜就越厚。反之，磷化溫度越低，磷化速度就越慢，磷化的時間就越長。在新磷化槽液中，磷化溫度均較低，這對磷化成膜來說是不利的。因為磷化溫度降低,游離酸度也顯著降低，而游離酸度對工件的溶解速度又決定著磷化速度，其水解反應為：3Me(H2Po4)2——Me3(P04)2(+4H3P04關平衡常數K二(H3P04)4/[Me(H2P04)2]3式中的平衡常數是溫度的函數，當溫度降低時，水解反應難以向右移動，顯然磷化溫度降低不利于磷化。止匕外，磷化溫度對磷化速度的影響還與反應活化性能和反應粒子的擴散速度有關。由于磷化是吸熱反應，而磷化過程中鐵的溶解則是放熱反應，在低溫和常溫條件下，前者所需要的熱量從后者得不到足夠的補償，因此不足以驅動磷化反應。而當加熱時，化學反應所需的活化性能降低，磷化速度隨之加快。值得注意的是，如果磷化槽液溫度超過工藝范圍的上限后，再將其降至工藝溫度范圍內，磷化槽液的平衡并不能自行恢復。所以，必須進行必要的調整才行，否則就可能磷化不上。這是因為磷化溫度升高，酸比也升高，而再降低磷化溫度時，酸比亦不隨之降低，5、磷化時間的影響不同的磷化藥劑具有不同的磷化時間要求，如果磷化時間過短，則磷化膜的成膜量不足,磷化膜不連續，也不致密；如果磷化時間過長，結晶可能在已經形成的磷化膜上繼續生長，進而產生疏松粗糙的厚膜。磷化時間也是磷化的一個重要指標，不同的新型磷化藥劑在不同的溫度下有不同的磷化時間。在特定的溫度下，相對來說，磷化時間越長，磷化膜就越厚，但不成正比關系。一般地說，磷化開始時的成膜速度較快，時間效應較明顯，然后逐漸變慢。當磷化到一定程度時，磷化膜不再增厚，溶液達到新的平衡，但是，如果磷化時間過長，由于受到游離酸的侵蝕,磷化膜會變得粗糙，孔隙率反而大。如果磷化時間過短，磷化膜不連續、完整，就不能滿足涂裝的要求。磷化膜重與磷化時間的關系如圖5所示。由于科技不斷進步，新型磷化劑的磷化時間正在逐步接近中溫磷化的時間，且有進一步減小的趨勢。