7.5 成膜较快,膜层均匀致密,但不厚
10 成膜快,膜层均匀细致,厚度适中
12.5 磷化液有沉渣
15 沉渣较多
由表5.3可见,H3PO4含量对磷化膜的质量也起着至关重要的作用,若含量过低,成膜困难,露底;含量过高,沉渣多。H3PO4最佳含量是10g/L,这时磷化膜成膜快,膜层均匀细致,厚度适中。
5.2.2 添加剂
(1)Ni2+的作用与影响
Ni2+能促进工件表面形成更多的晶核,从而提高磷化速度,细化结晶。因其价格比较贵,常加入Mn2+与Ni2+联合使用,以减少Ni2+的用量。磷化液中Ni2+与Mn2+的加入,能提高磷化膜的耐蚀性,生成的磷化膜具有金属光泽。Mn2+ 可提高磷化膜硬度,降低处理温度。NO3-与亚硝酸盐复合使用好,对膜的形成有特殊作用。Ni(N02)2含量要控制在工艺范围,含量少,促进作用弱,磷化进度慢,含量过高,不仅磷化速度快,还影响膜层结合力,在镀层表面形成阻碍磷化膜生长的厚钝化层,膜层泛黄。用量控制在0.5g/L~1.5g/L为宜。实验证明,Ni2+与Mn2+的浓度比为1:5。镍离子含量的影响结果见图5.1。
图5.1 镍离子含量对点滴时间的影响
由图5.1可知,镍离子浓度越高,点滴实验时间越长,磷化膜层结合力和抗腐蚀性越强,但镍离子浓度高于1.2g/L时,在镀层表面形成阻碍磷化膜生长的厚钝化层,膜层泛黄。所以Ni(N03)2最佳含量是1g/L。
(2)NO2-的作用与影响
NO2-作为磷化工艺的氧化剂。硝酸钠NO2-与H+反应是去极化反应,可加速反应,反应生成水,不产生气体形成酸雾,能提高磷化液的电极电位,消除氢过电位,降低磷化温度,提高成膜速度。若磷化液中无氧化剂,常温磷化反应不可能顺利进行。含量越多成膜速度越快,但过多会导致膜泛黄,结晶粗大。NaN02含量的影响结果见表5.4。
表5.4 NaN02含量的影响
NaN02含量g/L 现象
0.25 几乎不成膜
0.5 膜层均匀致密,但不厚
0.75 膜层均匀致密,厚度适中
1 膜层均匀,泛黄
1.25 膜层泛黄,结晶粗大
由表5.4可知,若磷化液中NaN02含量少,常温磷化反应不可能顺利进行。含量越多成膜速度越快,但过多会导致膜泛黄,结晶粗大。NaN02最佳含量是0.75g/L,这时磷化膜层均匀致密,厚度适中,且成膜速度快。
(3)NaF的作用与影响
NaF有降低膜重细化结晶的作用。NaF的影响结果见图5.2。
NaF:5g/L NaF:7.5g/L
NaF:10g/L NaF:12.5g/L
NaF:15g/L NaF:17.5g/L
图5.2 NaF含量的影响
由图5.2可知,NaF含量少时结晶呈针孔状,不致密。含量多时,磷化膜结晶颗粒曾大不致密。NaF含量在15g/L时处于最佳状态,结晶呈颗粒状细致膜层。 常温锌系磷化工艺研究(11):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_1455.html