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磷化液在使用中的一些誤區

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磷化液在使用中的一些誤區

發布日期:2019-11-01 作者: 點擊:

上海磷化液在使用中存在諸多誤區,如長時間在常溫或更低的溫度下使用、高濃度下使用、不顧條件地降低磷化時間、使用地下水或汙水配製磷化槽液、不重視前處理工藝流程等。產生這些誤區既有直接原因,又有間接原因。


直接原因:一是有關企業為了降低生產成本,不顧產品質量;二是減少設備投資,導致“湊合使用”;三是輕易相信某些供應商的虛假宣傳。


間接原因:一是企業缺乏相關技術人員和管理人員,想當然地使用磷化液;二是受某些行業初始技術、工藝水平、工藝裝備的影響,認為既有的工藝就是完全正確的;三是通過不正當競爭使用質量低劣的磷化液。


存在如此多的誤區,企業不能很好地使用磷化液,導致磷化液浪費嚴重、磷化膜質量低下、生產成本加大、汙染物處理難度加大、汙物處理費用升高。

上海磷化液

磷化溫度越低越好


有關磷化溫度,行業中往往存在一些誤區,認為最好在常溫或更低的溫度下長時間使用磷化液。殊不知在溫度一定的情況下,為了滿足生產節拍和質量,往往需要加大藥劑使用濃度或延長處理時間來彌補溫度的不足。


根據磷化反應原理,升高溫度可以加快磷化反應速度,有利於磷化反應的進行。在相當多的中小企業,往往都采用常溫磷化,甚至在冬季也不加溫,磷化液多數情況下都呈黑色。


我們知道,溫度過低時不利於磷酸電離,磷化液中遊離的PO43-過低,很難形成磷化膜,而此時磷化液中的遊離磷酸又過高,快速腐蝕金屬使大量的Fe2+進入磷化液中,磷化液很快變黑。同時溫度過低,削弱了NO3 –和NO2 -的氧化性又進一步加快了磷化液變黑的速度。從式(3)可以看出,溫度過低不利於Fe(NO)2+分解。


以亞硝酸鹽為主要促進劑的磷化液,NO與Fe2+在上述溫度下形成穩定的深棕色絡離子Fe(NO)2+,過多時就變成了黑色。反應原理如下:


Fe2+ + NO2 - + 2H+ = Fe3+ + NO + H2O       (1)


Fe2+ + NO = [Fe(NO)]2+                     (2)


可見,反應後生成的NO並沒有從溶液中溢出,而是與Fe2+結合成亞硝基配合物。式(1)和式(2)在實驗室稱作“棕色環”反應。


注意,式(1)是Fe2+與NO2 -反應,而不是Fe2+與NO3 –反應,原因是Fe2+與NO3 –必須在濃硫酸等強酸性條件下才能發生式(1)的反應,而Fe2+與NO2 -在磷酸等弱酸性條件下就可以發生式(1)的反應,這恰好符合磷化液的工作條件。生成的Fe(NO)2+在工作狀態的磷化液中能穩定存在,在磷化液溫度升高時不穩定,發生分解並溢出NO。反應如下:


[Fe(NO)]2+= Fe2++ NO↑                    (3)


但是溫度超過一定限度,副反應增多,磷化液自身消耗,生成額外沉渣。不管磷化液工作還是不工作,額外生成沉渣都存在。原因如下:溫度升高,加快磷酸二氫根電離生成大量的PO43-離子,在Zn2+離子含量一定時,兩者的濃度滿足Zn3(PO4)2的溶度積時便生成Zn3(PO4)2沉澱,即額外沉渣。反應如下:


H2PO4-=2H++PO43-                      (4)


3Zn2++2PO43-=Zn3(PO4)2↓                    (5)


正常情況下,溫度升高,會有少量的額外沉渣生成。當溫度超高上限時,破壞了正常溫度下的槽液平衡,原有的遊離酸度、總酸度和酸比值會打破,需要重新建立新溫度下的槽液平衡,即升高了遊離酸度,降低了總酸度和酸比值,也就是說額外消耗總酸度生成大量沉渣。


式(5)對於溫度來說是不可逆的。也就是說,一旦槽液溫度超過上限生成沉渣,再降低溫度不能回複槽液原有的遊離酸度、總酸度和酸比值,必須通過加入新鮮磷化液的辦法才能回複槽液原有的參數。磷化液的加熱係統最好采用合格的自動溫度控製係統,並設有溫度上限報警裝置。無自動控製係統時需要人工參與控製,嚴禁溫度超過上限。


目前,多數塗裝企業的磷化溫度都在30-45℃之間。


本文網址:/news/420.html

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