磷化膜质量评定及表调作用.docx

磷化膜单位面积膜层质量测定方法按GB/T9792-2003《金属材料上的转化膜单位面积膜质量的测定重量法》规定进行，该标准系等效采用国际标准ISO3892-2000而制定的。其测定原理为具有磷化膜的干燥试片，在分析天平上称量后，在适当的溶液中褪除上述磷化膜，然后清洗、干燥、称重，以退膜前后的质量差计算单位面积上膜层质量，单位为g/m2。

测试方法为：取有磷化膜的干燥试片(总表面积为A)，用精度为0.1mg的分析天平称量记录质量m1(g)；然后将试片浸到相应的退膜液中，按规定操作条件进行退膜，退膜后的试片用清洁的流动水冲洗，再用蒸馏水清洗，迅速多次干燥，称量，直至恒重，记录质量m2(g)。

单位面积上的膜层质量mA，按下式计算：

mA=100(m1一m2)/A

式中mA——单位面积上的膜层质量(g/m2)；

M1―有磷化膜时试片的质量(g)；

M2―退除磷化膜后试片的质量(g)；

A——试片总表面积(dm2)。

磷化膜P比物理意义：代表磷化膜中P组分所占的比率，该值与磷化液的Zn2+含量、材质、磷化方式等因素有关。磷化膜P比可用下式表示：

P比=P/(P+H)式中

P―Zn2Fe(PO4)2?4H2O的(100)晶面，d(晶面间距)=88.4nm时的x射线衍射强度；

H—Zn3(PO4)2?4H20的(0/20)晶面，d=90.4nm时的x射线衍射强度。

因此，P*=P/(P+H)已不是磷化膜Zn2M(PO4)2-4H2O的含量的直接指示，而是作为特定条件下产生的x射线衍射强度比。但习惯还是作为磷化膜中两种不同物质的比。P比高的磷化膜的耐蚀性、抗石击及磷化膜附着力均好。

目前常用的转化膜孔隙率测定方法有两种：铁氤盐溶液试验法和电化学测定法。

GMR铁氤盐溶液测定孔隙率方法是G.D.Cheever为了测定不经涂装试片的孔隙率而研制的一种方法。它与盐雾试验法所得结果一致，是一种快速给出定性结果的测定方法。

该法测定要点如下：将质量分数分别为4%的NaCl、3%的K3Fe(CN)6及表面活性剂(如质量分数为0.1%的全氟代辛酸铵)溶解在蒸馏水中，将溶液保存在褐色瓶中，经24h后过滤，将此液保存4个月后即可使用。将分析的滤纸浸入上述溶液中，然后提出滤纸，并把多余的滤液滴尽、晾干，这样就制得了铁氤法(Ferrotest)滤纸。当进行测定时，可将此试纸覆盖在待试验的磷化膜表面上，经过1min后，将试纸拿下来仔细观察在试纸上表示有孔部分的蓝色斑点生成情况。其判别法以优、良、劣三级来表示。它与烟雾试验相对应：优表示磷化膜经过烟雾试验后切割部分剥离宽在3mm以下，良”表示在4~6mm之间，劣”表示在6mn，以上。

电化学测定方法为定量测定法，在理论研究中经常用到。

磷化表面调整的处理方法是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小的、均匀、致密的磷化膜。磷化前零件的表面处理对磷化膜质量影响极大，尤其是酸洗或高温强碱清洗对薄层磷化影响最明显。研究结果表明，冷轧钢板表面存在着一层厚度为10A?50A的四氧化三铁和三氧化二铁的完整氧化层，磷酸盐结晶就在此基础上生成，得到完整致密的磷化膜。如果经过酸洗，则三氧化二铁氧化层过于减薄且不完整，所以很难得到良好均匀的磷化膜，还因为酸洗表面亡生析碳，也影响磷化膜的形成。对于高温或强碱清洗，由于钢板表面上的活性点转变成氧化物或氢氧化物，构成磷化膜的结晶晶核减少，因而促使生成稀疏粗大的结晶，影响磷化质量，尤其是低温薄层磷化及低锌系磷化液磷化对预处理特别敏感，不进行表面调整处理，就难以形成优良的磷化膜。

为了克服表面预处理带来的种种不利影响，常常在磷化前一步加入一些有机的或无机的化合物，进行表面调整，这些表面调整剂可以是可溶性的，也可以是用搅拌的方法使之悬浮分散于水中的物质，它是能够改变金属表面状态、加速磷化过程、降低磷化液温度、促使形成结晶细微致密的磷化膜的复合化学材料。这就是金属表调剂的基本功能。

表面调整剂应用在磷化前表面调整工序，以微粒形式吸附在金属表面，成为一层分布均匀、数量较多的磷化结晶的晶核。由于金属表面的晶核数量多，在结晶成长过程中，晶体之间能很快互相连接，限制了晶体继续生长，因而使得磷化膜结晶细密均匀。

酸性表面调整和碱性表面调整只适用于金属工件经过酸洗除锈后的表面处理，锰盐表面调整只适合于锰系磷化液处理，钛盐表面调整应用较广，金属工件经强碱除油或强酸除锈后都可以用钛盐来进行表面处理，钛盐表面调整适用于锌系或锌钙系磷化处理，而机械法表面调整几乎适合于所有的磷化处理。

表面调整的应用显然十分明显，但并不是所有的磷化都必须表面调整，一般来说，碱金属（铁系）磷化可不使用表面调整