3 磷化液组成
磷化液的组成种类很多，涂装前处理磷化工艺主要是低温（常温）磷化和中温磷化，常用的磷化液有锌系、锌锰系、锌锰镍三元系、锌钙系、轻铁系磷化液。
常温低温磷化是使用非常广泛的一种磷化工艺。特别是在家用电器行业，低温锌系磷化完全占主导地位，甚至在汽车行业，低温锌系磷化也占有一定的比重。常温、低温锌系磷化需要胶体钛表面预处理，一则细化磷化晶粒，促使形成薄型磷化膜；二则提高磷化成膜速度。低温锌系磷化经表面胶体钛调整预处理的工件，在35～45℃温度范围内喷淋时只需1～2min，浸泡也只需要3～5min即可形成均匀完整细致的磷化膜，膜重1.5～3.5g/m2，通过调节游离酸度等方法可稍微增加膜厚。常温、低温锌系磷化与各类涂膜均具有很好的配套性。以MoO4-为促进剂体系的轻铁系彩膜磷化的抗杂质、抗污染能力较强，磷化沉渣极少，槽液出现故障的机会较少，适用于耐蚀性要求较低的涂装场合。
表9 涂装前处理磷化溶液组成示例
体系 组成 | 常温轻铁 g/L | 低温锌系 g/L | 锌锰镍三元 g/L | 中温锌系 g/L | 中温锌钙系 g/L |
Zn2+ | 0.5~3 | 2.5~8 | 0.7~1.5 | 3~15 | 5~10 |
PO43- | 5~15 | 8~30 | 10~30 | 10~30 | 15~35 |
NO3- | 0~10 | 3~10 | 3~10 | 10~30 | 10~30 |
Ca2+ | ---- | ---- | ---- | ---- | 5~15 |
Mn2+ | ---- | ---- | 0.2~1.5 | 0~5 | ---- |
Ni2+ | 0.05~0.5 | 0.05~0.2 | 0.5~1.5 | 0.2~2 | 0.2~1 |
Cu2+ | 0~0.02 | ---- | ---- | 0~0.02 | ---- |
F- | 0.05~0.2 | 0.05~0.5 | 0.1~1 | 0.05~0.5 | 0.1~1 |
MoO4- | 0.5~1.5 | ---- | ---- | ---- | ---- |
NO2- | ---- | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 | ---- | ---- |
ClO3- | 0~2 | 0~1 | 0~1 | 0~2 | 0~3 |
柠檬酸 | 0.5~2 | 0.1~1 | 0.1~0.5 | 0.3~2 | 0.3~2 |
三聚磷酸钠 | 0~0.3 | ---- | ---- | 0.05~0.2 | ---- |
其它添加物 | 适量 | 适量 | 适量 | 适量 | 适量 |
工作参数 |
总酸/点 | 5~15 | 10~30 | 15~30 | 30~60 | 40~70 |
游离酸/点 | 0.2~4 | 0.5~2 | 0.6~1.2 | 2~5 | 3~5 |
配比 | 3~30 | 15~25 | 15~25 | 8~12 | 8~12 |
处理温度/℃ | 常温 | 25~45 | 30~40 | 60~70 | 50~70 |
处理时间/min | 3~15 | 1.5~5 | 2~4 | 3~6 | 5~8 |
处理方式 | 浸、喷 | 浸、喷 | 浸、喷 | 浸泡 | 浸泡 |
磷化膜外观 | 红蓝黄彩色或灰色 | 灰色-深灰色 | 灰色-深灰色 | 深灰色-黑色 | 灰色-深灰色 |
磷化膜重g/m2 | <1 | 1.5~3.5 | 1.5~3.5 | 3~7.5 | 2~6 |
用涂 | 耐蚀性要求较低的涂装底层 | 各类涂装底层 | 各类涂装底层，特别是阴极电泳 | 除电泳外的其他涂装底层 | 各类涂装底层 |
4 涂装前磷化应用体系
涂装前磷化主要分为非晶铁系，锌系和锌锰镍三元系三种。三种体系都有广泛的应用和各自的特点。
4.1 非晶铁系
非晶铁系磷化由于抗杂质、抗污染能力较强，槽液控制简单，无需表调，可常温处理等优点，而且价格相对便宜，所以被广泛应用，但因其膜的特性与涂层的配套性不如锌系和锌锰镍三元系磷化膜，一般应用于非恶劣环境，如室内使用的办公家具，电器开关柜等。
4.2 锌系
锌系磷化的抗污染能力较强，槽液控制比较简单，需要表调，可常温处理，而且价格适中，涂层配套性较好，是目前应用最广泛的涂装前磷化处理体系，适用于各种行业的涂装前处理，如农用车辆、室外使用的电工柜、较高档次要求的机械和机床、粮机等。
4.2 锌锰镍三元系
锌锰镍三元系磷化的磷化膜具有优良性能，与各种涂层配套性最好，但是由于其价格较高，管理相对要求高，限制了其广泛的应用，最大的应用是与阴极电泳漆配套作底层。
表10 工业领域的磷化应用
工业用途 | 磷化体系 | 膜重范围g/m2 | 后处理 | 耐盐雾 h | 室内防锈期及应用范例 |
工序间防锈 | 锌系、锌钙系 | 5~10 | 无或钝化 | 2~3 | 0.5~3个月 |
库存防锈 | 锌系、锌锰系 | 10~20 | 钝化或浸油 | 8~24 | 3~12个月 |
长效防锈 | 锌系、锌锰系 | 10~30 | 浸防锈油、涂脂 | 48~120 | 1~2年 |
阳极电泳底层 | 锌系 非晶轻铁系 | 1.5~3 0.2~0.5 | 无 | 80~400 | 自行车、农机车等 |
阴极电泳底层 | 锌系 锌锰镍三元系 | 1.5~3.5 | 无或铬钝化 | 720~1200 | 汽车等 |
浸、喷漆底层 | 锌系 | 1.5~3.5 | 无 | 96~144 (氨基漆) | 零部件、仪表、轻工等 |
粉末涂装底层 | 锌系 非晶轻铁系 | 1.5~3.5 0.2~0.5 | 无 | >500 | 电器 办公具等 |
空气喷漆底层 | 锌系、钙系 | 2~5 | 无 | 72~96（环氧铁红漆） | 零部件 |
