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磷化液种类繁多,用途各异,不知道你们是怎么样的。下面介绍
ZQ—601常温锌系磷化液检验方法
1、总酸度的测定(滴定法)。
用10ml移液管吸取待测磷化工作液10ml于250ml锥形瓶中,加入50ml蒸馏水,加酚酞指示剂2-3滴,用0.1N标准的氢氧化钠溶液滴定成红色为终点,所耗用的0.1N标准的氢氧化钠溶液的毫升为总酸度的点数,即1ml为“1”点。
2、游离酸的测定:
用10ml移液管吸取待测磷化液10ml于250ml锥形瓶中,加入50ml蒸馏水,加溴酚酞蓝指示剂1-2滴,用0.1N标准的氢氧化钠的溶液滴定是溶液变蓝为终点。所耗用的0.1N的标准的氢氧化钠溶液的毫升数为游离酸度的点数,即1ml为“1”点。
3、促进剂浓度:
取适量磷化工作液加入发酵管中,然后加入氨基磺酸2-5克,并且上下振动后,由刻度显示出气体发生量的读数(刻度数)表示促进剂浓度的点数,1刻度为“1点”,其浓度为2-5点。
在磷化处理中,应根据工作处理量决定每班或每日在开始工作前补足,使补充液和促进剂指示控制在工艺范围内,延长磷化液的使用寿命。
调整与添加(按1吨计算)
当磷化槽工作液处理能力下降时,可按比例添加即可恢复技术指标,达到理想的磷化效果,补充要本着“勤加、少加”的原则进行,当沉渣较多时,则需及时清渣,再将磷化工作液面需加水部分按5%加入磷化浓缩液,并加水补充至所需工作液面高度,然后在按配制方法检测及调整,直至达到工作指标方可使用。
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磷的含量的测定,用比色。用分光光度计,进行比色分析。
ph用ph剂
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总酸度的测定:用移液管取10ml工作液至锥形瓶中,加入3-4滴酚酞指示剂,用0.1N氢氧化钠滴定液滴至粉红色,此时所消耗滴定液的ml数即为总酸度的点数。
游离酸度的测定:用移液管取10ml工作液至锥形瓶中,加入3-4滴溴酚兰指示剂,用0.1N氢氧化钠滴定液滴定黄色至黄绿色,此时所消耗滴定液的ml数即为游离酸度的点数。
AC促进剂浓度测定:将工作液装满发酵管内,加入2-5g氨基磺酸上下翻动后,静止两分钟,此时产生气量(刻度)即为促进剂的浓度,1刻度为“1”点(pt)
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PH试纸
1、磷化液的构成
磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。磷化液的主要成分是磷酸二氢盐,如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如NO3-、NO2-、CIO3-、H2O2等。
2、磷化的基本原理
原则上说,当金属工件一旦浸入加热的稀磷酸溶液中,就会生成一层膜。但由于这种膜的保护性差,所以通常的磷化在含有Zn、Mn等酸性溶液中进行。
以铁为例,当金属表面与酸性磷化液(以锌为例)接触时,发生如下反应:
首先,钢铁表面被溶解
Fe+2H+→Fe2+ +H2
从而使金属与溶液界面的酸度降低,金属表面的磷酸二氢锌向不溶的磷酸锌转化,并沉积到金属表面形成磷化膜,其反应为:
Zn(H2PO4)2→+ZnHPO4+ H3PO4
3Zn(H2PO4)2→+Zn3(PO4)2+4H3PO4
同时基体金属也可直接与酸性磷酸二氢锌反应
Fe+ Zn(H2PO4)2→+ZnHPO4+FeHPO4+H2
Fe+ Zn(H2PO4)2→+ZnFe(HPO4)2+H2
事实上,磷化膜是含有四个分子结晶水的磷酸叔盐。最终过程可以写成
5Zn(H2PO4)2+Fe(H2PO4)2+8H2O→Zn3(PO4)2·4H2O+ Zn2Fe(PO4)2·4H2O+8H3PO4
3、磷化液中存在的动力学平衡
磷化液的基本平衡方程式
3M(H2PO4)2 M3(PO4)2+4H3PO4
此方程的平衡常数
K=[M3(PO4)2][ H3PO4]4
[M(H2PO4)2]3
M代表Zn、Mn等
由上述议程式可以看出,常数K值越大,磷酸盐沉积的比率越大。而K值随一代和三代金属盐的金属的性质,溶液的温度,PH值及总浓度有关。所以影响磷化液性能的至少有PH值、游离酸度、总酸度、温度和金属性质。
4、磷化液中的各组成的作用及影响
4.1pH值的影响
成膜金属离子浓度越低,所要求的溶液的pH值越大,反之,随着成膜离子浓度的提高,可适当降低溶液的pH值。
4.2游离酸度的影响
游离酸度指磷化液中游离磷酸的含量。酸度太低,不利于金属基体的溶解,因此也就不能成膜。但如果酸度太高,则大大提高了磷化膜的溶解速度,也不利于成膜,甚至根本不会上膜。
4.3总酸度的影响
总酸度主要指磷酸盐、硝酸盐和游离酸的总和,反映磷化内动力的大小。总酸度高,磷化动力大,速度快,结晶细。如果总酸度过高,则产生的沉渣多和粉末附着物多;如果过低,则磷化慢,结晶粗。
4.4酸比值γ的影响
酸比值是磷化必须控制的重要参数。它是总酸和游离酸的比值,以及表示总酸和游离酸的相互关系。酸比小,则意味着游离酸太高,反之,则意味着游离酸低。随温度升高,酸比值变小;随温度降低而增大。一般常温下控制在20—25:1。
4.5加速剂的影响
4.5.1氧化性加速剂
氧化性加速剂有两个十分重要的作用。1)限制甚至停止氢气的释出。这个作用限于金属/溶液界面处,决定磷化膜沉积的速度,是磷化液具有良好性能所必须的。2)使溶液中某些元素,特别是还原性化合物发生化学转化,如把二价铁离子氧化成三价铁,生成不溶性磷酸铁沉渣,从而控制磷化液中亚铁的含量。此外,还可以迅速氧化初生态氢,可大大减少金属发生氢脆的危险。
4.5.1.1硝酸盐的影响
硝酸盐是常用的氧化剂,可直接加入到磷化液中。NO3-/PO43-比值越高,磷化膜形成越快。但过高会导致膜泛黄。单一使用NO3-会使磷化膜结晶粗大。
4.5.1.2亚硝酸盐的影响
亚硝酸盐是常用的促进剂,常与NO3-配合的使用,以亚硝酸钠的形式加入到磷化液中。但亚硝酸盐不稳定,易分解,用亚硝酸盐做促进剂的磷化液都采用双包装,使用时定量混合,并定期补加。含量少,促进作用弱;含量过高,则沉渣过多,且形成的膜粗厚,易泛黄。一般含量在0.7-1克/升。
4.5.2金属离子促进剂的影响
磷化剂中添加金属盐(一般灵硝酸盐),如Cu2+、Ni2+、Mn2+等电位较正的金属盐,有利于晶核的形成和晶粒细化,加速常温磷化的进程。
4.5.2.1铜离子影响
极少量的铜盐会大幅度提高磷化速度。工作液中含Cu2+在0.002-0.004%时,使磷化速度提高6倍以上。但铜离子的添加量一定要适度,否则铜膜会代替磷化膜,其性能下降。
4.5.2.2镍离子的影响
Ni2+是最有效、最常用的磷化促进剂。它不仅能加速磷化,细化结晶,而且能提高膜的耐腐蚀性能。Ni2+含量不能过低,否则膜层薄;与铜盐不同的是,大量添加镍盐时,并无不良影响,但会增加成本。一般控制Ni2+含量在1.0-5.0克/升。
5、磷化液配方设计实例
如设计总酸度为40点,NO3:PO4为1:1的磷化剂时,其过程如下:
5.1物料的计算
5.1.1磷化液中酸浓度的计算
0.1×40=C(磷化液中酸浓度)×10
C(磷化液中酸浓度)=0.1×40/10=0.4(mol/l)
5.1.2磷酸和硝酸浓度的计算
3C1(磷酸浓度)+C2(硝酸浓度)=0.4(mol/l)
而NO3:PO4为1:1
所以C1(磷酸浓度)=0.1(mol/l)C2(硝酸浓度)=0.1(mol/l)
5.1.3氧化锌的计算
ZnO+2H3PO4= Zn(H2PO4)2+ H2O
1 2
C1(zno):0.1=1:2
所以C1(zno)=0.05(mol/l)
ZnO+2HNO3= Zn(NO3)2+H2O
1 2
C2(zno):0.1=1:2
所以C2(zno)=0.05(mol/l)
C(zno)= C1+ C2=0.05+0.05=0.1(mol/l)
由上述计算可以知道,要配制NO3:PO4为1:1,总酸度为40点的磷化溶液时,需要HNO3 0.1(mol/l) H3PO4 0.1(mol/l)ZnO 0.1(mol/l)
5.2浓缩液的配制
5.2.1按上述的计算物料和所要求的浓缩倍数及磷化液的配制量,计算HNO3 H3PO4 ZnO的用量,并根据实际使用物质的浓度换算成其质量和体积。
5.2.2将氧化锌用水调成糊状,并在不断的搅拌中依次加入H3PO4、HNO3,并控制反应温度在50-60℃。
5.2.3加入各种复配成分(促进剂:Cu(NO3)2Ni(NO3)2;降渣络合剂:柠檬酸)
5.2.4为保持配制好的磷化液不出现析渣,加入适度过量的磷酸。
5.2.5将配制好的磷化液过滤。
5.3磷化液的使用
5.3.1按照适当的倍数将浓缩液稀释至使用条件。
5.3.2按照使用条件及工件状况,调整工艺参数至最佳范围。
6、结论
综上所述,配制磷化液应遵守的原则如下:
6.1溶液中金属离子(主要指锌、锰离子)含量越高,溶液所要求PH值越底;金属离子含量越低,溶液所要求PH值越高。
6.2喷淋磷化比浸淋磷化可以有更低的温度、浓度、更小的酸比值和更短的时间。
6.3喷淋磷化比浸淋磷要求更低的总酸,高的游离酸,低的促进剂。
6.4磷化液中,磷酸根过量越多,锌沉积越完全。所以要尽可能增加磷酸含量。
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