磷化（phosphorization）是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。磷化是常用的前處理技術，原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化，有色金屬（如鋁、鋅）件也可應用磷化。

 

磷化分類

 

1、按磷化處理溫度分類

 

（1）高溫型

 

80—98℃處理時間為10-20分鐘，形成磷化膜厚達10-30g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（7-8）

 

優點：膜抗蝕力強，結合力好。

 

缺點：加溫時間長，溶液揮發量大，能耗大，磷化沉積多，游離酸度不穩定，結晶粗細不均勻，已較少應用。

 

（2）中溫型

 

50-75℃，處理時間5-15分鐘，磷化膜厚度為1-7 g/m2，溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（10-15）

 

優點：游離酸度穩定，易掌握，磷化時間短，生產效率高，耐蝕性與高溫磷化膜基本相同，應用較多。

 

（3）低溫型

 

30-50℃ 節省能源，使用方便。

 

（4）常溫型

 

10-40℃ 常（低）溫磷化（除加氧化劑外，還加促進劑），時間10-40分鐘，溶液游離酸度與總酸度比值為1：（20-30），膜厚為0.2-7g/m2。

 

優點：不需加熱，藥品消耗少，溶液穩定。

 

缺點：處理時間長，溶液配制較繁。

 

2、按磷化液成分分類

 

（1）鋅系磷化

 

（2）鋅鈣系磷化

 

（3）鐵系磷化

 

（4）錳系磷化

 

（5）復合磷化 磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。

 

3、按磷化處理方法分類

 

（1）化學磷化

 

將工件浸入磷化液中，依靠化學反應來實現磷化，應用廣泛。

 

（2）電化學磷化

 

在磷化液中，工件接正極，鋼鐵接負極進行磷化。

 

4、按磷化膜質量分類

 

（1）重量級（厚膜磷化） 膜重7.5 g/m2以上。

 

（2）次重量級（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。

 

（3）輕量級（薄膜磷化）膜重1.1-4.5 g/m2。

 

（4）次輕量級（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。

 

5、按施工方法分類

 

（1）浸漬磷化

 

適用于高、中、低溫磷化 特點：設備簡單，僅需加熱槽和相應加熱設備，最好用不銹鋼或橡膠襯里的槽子，不銹鋼加熱管道應放在槽兩側。

 

（2）噴淋磷化

 

適用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰箱、洗衣機殼體。特點：處理時間短，成膜反應速度快，生產效率高，且這種方法獲得的磷化膜結晶致密、均勻、膜薄、耐蝕性好。

 

（3）刷涂磷化

 

上述兩種方法無法實施時，采用本法，在常溫下操作，易涂刷，可除銹蝕，磷化后工件自然干燥，防銹性能好，但磷化效果不如前兩種?[1]??。

 

磷化用途

 

1、磷化作用

 

（1）涂裝前磷化的作用

 

①增強涂裝膜層（如涂料涂層）與工件間結合力。

 

②提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性。

 

③提高裝飾性。

 

（2）非涂裝磷化的作用

 

①提高工件的耐磨性。

 

②令工件在機加工過程中具有潤滑性。

 

③提高工件的耐蝕性。

 

2、磷化用途

 

鋼鐵磷化主要用于耐蝕防護和油漆用底膜。

 

（1）耐蝕防護用磷化膜

 

①防護用磷化膜 用于鋼鐵件耐蝕防護處理。磷化膜類型可用鋅系、錳系。膜單位面積質量為10-40g/m2。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等。

 

②油漆底層用磷化膜

 

增加漆膜與鋼鐵工件附著力及防護性。磷化膜類型可用鋅系或鋅鈣系。磷化膜單位面積質量為0.2-1.0g/m2（用于較大形變鋼鐵件油漆底層）；1-5g/m2（用于一般鋼鐵件油漆底層）；5-10g/m2（用于不發生形變鋼鐵件油漆底層）。

 

（2）冷加工潤滑用磷化膜

 

鋼絲、焊接鋼管拉拔 單位面積上膜重1-10g/m2；精密鋼管拉拔 單位面積上膜重4-10g/m2；鋼鐵件冷擠壓成型 單位面積上膜重大于10g/m2。

 

（3）減摩用磷化膜

 

磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對于有較小動配合間隙工件，磷化膜質量為1-3g/m2；對有較大動配合間隙工件（減速箱齒輪），磷化膜質量為5-20g/m2。

 

（4）電絕緣用磷化膜

 

一般用鋅系磷化。用于電機及變電器中的硅片磷化處理?[1]??。

 

磷化膜性質

 

1.磷化膜組成

 

磷化膜為閃爍有光，均勻細致，灰色多孔且附著力強的結晶，結晶大部分為磷酸鋅，小部分為磷酸氫鐵。鋅鐵比例取決于溶液成分、磷化時間和溫度。

 

2.性質

 

（1）耐蝕性

 

在大氣、礦物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蝕性，但在堿、酸、水蒸氣中耐蝕性較差。在200-300℃時仍具有一定的耐蝕性，當溫度達到450℃時膜層的耐蝕性顯著下降。

 

（2）特殊性質

 

如增加附著力，潤滑性，減摩耐磨作用。

 

磷化流程

 

除油除銹→水洗→磷化→水洗→磷化后處理