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摘 要:磷化技术在钢铁表面处理过程中应用较为广泛,但现阶段应用的磷化液中通常含有亚硝酸盐等有毒物质,使磷化液的应用范围推广受到严重的限制,为推动磷化技术向常温节能、无毒低污染方向发展,人们逐渐对可以提升磷化膜的形成速度,而且成膜的致密效果更加理想,在应用的过程中稳定性良好,形成的渣体较少,积极作用明显的钼酸钠展开研究,本文为对钼酸钠常温磷化液产生更加全面的认识对研究与应用现状进行探索。
关键词:钼酸钠;常温磷化液;应用前言:处理温度在15至35度之间的磷化工艺被称为常温磷化,此工艺耗能、污染等相对都较少,但成膜速度较快,所以目前应用范围最广,而钼酸钠作为相比氧化锌、磷酸、亚硝酸盐、硝酸钠以及磷化液中添加的正离子细化剂、F-、酒石酸钾钠等主要成膜物质对磷化膜形成的影响更优越、污染性最小的物质,对钼酸钠常温磷化液的研究与应用进行深入探究,显示意义突出。
一、钼酸钠常温磷化液的研究
(一)试验方法
在确定试样为35×25毫米铁片;磷化工艺流程为试片、砂纸打磨、水洗、除油、水洗、除锈、水洗、磷化、自然晾干;磷化液配方为每升含磷酸30毫升、氧化锌15克、硝酸3.5毫升、OP乳化剂1毫升、钼酸钠3克、硝酸镍4克、柠檬酸1.5克、氟化钠1克、硝酸铜0.05克,所有物质均是通过FA2004型上海电子天平测量。
(二)结果与讨论
1.磷化膜表面和形貌和耐腐蚀性分析
利用上述磷化液和试样实验发现,在试样铁的表面生成略蓝、连续、均匀、致密的磷化膜,而且整体不存在挂灰问题,利用日本日立5-570型扫描电子显微镜观察发现磷化膜为颗粒状结晶,颗粒均匀连续;通过连续多次反复试验发现磷化膜的耐腐蚀性较好,相比国家规定硫酸铜连续点滴超过30秒,规格为3%的氯化钠中浸泡超过2小时,其耐腐蚀性更优越,而且所形成的磷化膜的重量属于轻量级,由此可以发现钼酸钠常温磷化液的应用,可以提升金属表面的抗腐蚀性[1]。
2.对不同磷化时间磷化膜性能分析
在利用硫酸铜点滴对不同时间段所形成的磷化膜的耐腐性進行检验,可以发现在磷化时间不断延长的同时,所形成的磷化膜的耐腐性也呈现出显著的提升趋势,直至时间达到20分钟后,磷化膜的耐腐性随时间的变化提升速度放缓,直至变得相对稳定[2]。另外通过对不同时间段所形成的磷化膜的自重进行检验,可以发现在磷化时间不断延长的同时,所形成的磷化膜的自重也呈现出显著的提升趋势,直至时间达到20分钟后,磷化膜的自重随时间的变化提升速度放缓,直至变得相对稳定,换言之,在磷化反应前二十分钟随着磷化时间延长,所形成的磷化膜的耐腐性和磷重都表现出明显的上升趋势,而在20分钟后,两者虽然仍表现出上升的趋势,但上升的速度明显放缓,直至呈现出一个平台。
3.对不同磷化温度磷化膜性能分析
通过观察记录和同分对比,可以发现,在磷化温度逐渐提升的过程中所形成的磷化膜的耐腐性也表现出显著的上升趋势,但当温度达到35摄氏度左右时,形成的磷化膜的耐腐性开始随着温度的上升而下降,结合实验过程分析,确定其主要原因是当温度在非常低的情况下,所形成的磷化膜细致程度较低、结晶颗粒较大,在起初温度提升的过程中,磷化膜的细致度和结晶颗粒都得到不断优化,所以耐腐性提升,但温度达到一定水平后,溶液中的氢离子含量将增多形成的游离酸超过标准,对磷化膜的生成起到抑制作用,所以温度提升的同时其耐腐性会逐渐缩减[3]。另外,在实验中发现,所形成的磷化膜的自重与温度的变化也表现出与耐腐性一至的关系,即起初随着温度的提升而自重增加,当温度达到35摄氏度左右时随着温度的提升自重开始缩减,其原因基本与耐腐性变化原因一至。
二、钼酸钠常温磷化液的应用
钼酸钠可作为常温磷化促进剂使用,由于其电极电位相比铁更高,所以在电化反应中可在钢铁等金属结构表面沉积,使金属的阴极表面积增大,使微电池电流密度增加,而阳极表面大部分封闭,阴、阳两极面积比的调整,使磷化膜的形成速度被提升。另外,钼酸钠可作为常温磷化的缓释成膜剂使用,利用其自身的钝化作用,使常温中磷化钝化的速度提升,其钝化作用通常通过沉积、样化、吸附等作用实现,但在不同的金属表面其缓释作用也存在差异。当钼酸钠在磷化工艺中应用时,钼酸盐将转化为杂多酸,其氧化能力在此过程中得到优化,而钼酸中的钼例子被铁离子还原剂还原的可能性较低,这导致不溶于水的铁离子氧化物和低价钼离子氧化物共同沉淀,而钼酸钠在阳极和铁离子发生反应生成FeMoO4膜,此膜在酸碱度和电视相对本体溶液都较低的区域开始出现,但在与磷酸盐发生化学反应后没会出现杂多酸络合物,而此时钼离子被还原成低价杂多酸络合物的概率提升,形成钼蓝,其可以促使钼离子基团在磷化膜的底层或缺陷处吸附,使阳极溶解得到及时的一致,使磷化膜的表面形成一层致密、完整、不溶的钼酸亚铁钝化膜,其虽然比较薄,但对所形成的磷化膜的保护作用非常强。
结论:通过上述分析可以发现,钼酸钠常温磷化液无毒低污染,形成的磷化膜性能优越,而且形成速度较快,虽然现阶段受市场价格的影响,应用范围有限,但其优越的性能决定其应用的范围将不断扩大。
参考文献
[1] 李现涛.钼酸钠常温磷化液的研究与应用[D].石家庄:河北师范大学,2008.
[2] 李现涛,魏雨.钼酸钠在常温磷化中的作用[J].材料保护,2009,02:35-36+42+83-84.
[3] 李现涛,魏雨.钼酸钠常温磷化液的研究[J].腐蚀科学与防护技术,2009,06:597-598.
关键词:钼酸钠;常温磷化液;应用前言:处理温度在15至35度之间的磷化工艺被称为常温磷化,此工艺耗能、污染等相对都较少,但成膜速度较快,所以目前应用范围最广,而钼酸钠作为相比氧化锌、磷酸、亚硝酸盐、硝酸钠以及磷化液中添加的正离子细化剂、F-、酒石酸钾钠等主要成膜物质对磷化膜形成的影响更优越、污染性最小的物质,对钼酸钠常温磷化液的研究与应用进行深入探究,显示意义突出。
一、钼酸钠常温磷化液的研究
(一)试验方法
在确定试样为35×25毫米铁片;磷化工艺流程为试片、砂纸打磨、水洗、除油、水洗、除锈、水洗、磷化、自然晾干;磷化液配方为每升含磷酸30毫升、氧化锌15克、硝酸3.5毫升、OP乳化剂1毫升、钼酸钠3克、硝酸镍4克、柠檬酸1.5克、氟化钠1克、硝酸铜0.05克,所有物质均是通过FA2004型上海电子天平测量。
(二)结果与讨论
1.磷化膜表面和形貌和耐腐蚀性分析
利用上述磷化液和试样实验发现,在试样铁的表面生成略蓝、连续、均匀、致密的磷化膜,而且整体不存在挂灰问题,利用日本日立5-570型扫描电子显微镜观察发现磷化膜为颗粒状结晶,颗粒均匀连续;通过连续多次反复试验发现磷化膜的耐腐蚀性较好,相比国家规定硫酸铜连续点滴超过30秒,规格为3%的氯化钠中浸泡超过2小时,其耐腐蚀性更优越,而且所形成的磷化膜的重量属于轻量级,由此可以发现钼酸钠常温磷化液的应用,可以提升金属表面的抗腐蚀性[1]。
2.对不同磷化时间磷化膜性能分析
在利用硫酸铜点滴对不同时间段所形成的磷化膜的耐腐性進行检验,可以发现在磷化时间不断延长的同时,所形成的磷化膜的耐腐性也呈现出显著的提升趋势,直至时间达到20分钟后,磷化膜的耐腐性随时间的变化提升速度放缓,直至变得相对稳定[2]。另外通过对不同时间段所形成的磷化膜的自重进行检验,可以发现在磷化时间不断延长的同时,所形成的磷化膜的自重也呈现出显著的提升趋势,直至时间达到20分钟后,磷化膜的自重随时间的变化提升速度放缓,直至变得相对稳定,换言之,在磷化反应前二十分钟随着磷化时间延长,所形成的磷化膜的耐腐性和磷重都表现出明显的上升趋势,而在20分钟后,两者虽然仍表现出上升的趋势,但上升的速度明显放缓,直至呈现出一个平台。
3.对不同磷化温度磷化膜性能分析
通过观察记录和同分对比,可以发现,在磷化温度逐渐提升的过程中所形成的磷化膜的耐腐性也表现出显著的上升趋势,但当温度达到35摄氏度左右时,形成的磷化膜的耐腐性开始随着温度的上升而下降,结合实验过程分析,确定其主要原因是当温度在非常低的情况下,所形成的磷化膜细致程度较低、结晶颗粒较大,在起初温度提升的过程中,磷化膜的细致度和结晶颗粒都得到不断优化,所以耐腐性提升,但温度达到一定水平后,溶液中的氢离子含量将增多形成的游离酸超过标准,对磷化膜的生成起到抑制作用,所以温度提升的同时其耐腐性会逐渐缩减[3]。另外,在实验中发现,所形成的磷化膜的自重与温度的变化也表现出与耐腐性一至的关系,即起初随着温度的提升而自重增加,当温度达到35摄氏度左右时随着温度的提升自重开始缩减,其原因基本与耐腐性变化原因一至。
二、钼酸钠常温磷化液的应用
钼酸钠可作为常温磷化促进剂使用,由于其电极电位相比铁更高,所以在电化反应中可在钢铁等金属结构表面沉积,使金属的阴极表面积增大,使微电池电流密度增加,而阳极表面大部分封闭,阴、阳两极面积比的调整,使磷化膜的形成速度被提升。另外,钼酸钠可作为常温磷化的缓释成膜剂使用,利用其自身的钝化作用,使常温中磷化钝化的速度提升,其钝化作用通常通过沉积、样化、吸附等作用实现,但在不同的金属表面其缓释作用也存在差异。当钼酸钠在磷化工艺中应用时,钼酸盐将转化为杂多酸,其氧化能力在此过程中得到优化,而钼酸中的钼例子被铁离子还原剂还原的可能性较低,这导致不溶于水的铁离子氧化物和低价钼离子氧化物共同沉淀,而钼酸钠在阳极和铁离子发生反应生成FeMoO4膜,此膜在酸碱度和电视相对本体溶液都较低的区域开始出现,但在与磷酸盐发生化学反应后没会出现杂多酸络合物,而此时钼离子被还原成低价杂多酸络合物的概率提升,形成钼蓝,其可以促使钼离子基团在磷化膜的底层或缺陷处吸附,使阳极溶解得到及时的一致,使磷化膜的表面形成一层致密、完整、不溶的钼酸亚铁钝化膜,其虽然比较薄,但对所形成的磷化膜的保护作用非常强。
结论:通过上述分析可以发现,钼酸钠常温磷化液无毒低污染,形成的磷化膜性能优越,而且形成速度较快,虽然现阶段受市场价格的影响,应用范围有限,但其优越的性能决定其应用的范围将不断扩大。
参考文献
[1] 李现涛.钼酸钠常温磷化液的研究与应用[D].石家庄:河北师范大学,2008.
[2] 李现涛,魏雨.钼酸钠在常温磷化中的作用[J].材料保护,2009,02:35-36+42+83-84.
[3] 李现涛,魏雨.钼酸钠常温磷化液的研究[J].腐蚀科学与防护技术,2009,06:597-598.