钢铁工件磷化的分类及应用场景分析

钢铁工件在含有锌、锰、钙、铁等离子和磷酸盐的溶液中进行化学处理，使表面生成一层不溶于水的磷酸盐保护膜的过程称为钢铁工件的磷化。磷化膜由磷酸盐[Me₃（PO₄）₂]或磷酸氢盐（MeHPO₄）组成，呈灰白色或黑色，有较多的细孔，需经填充、浸油以及涂漆，以保证在大气中有较好的耐蚀性。磷化膜具有良好的润滑性能，可减少摩擦，又具有良好的绝缘性能，击穿电压在正常情况下为250～380V，经涂漆处理后，可达1000V。磷化膜的厚度一般为5～20μm，且与钢铁工件结合牢固。

1.磷化膜的分类

1）磷化膜有假转化膜和转化膜两种。假转化膜是靠磷化液中所含的阳离子来成膜的，它是结晶型的；转化膜则是靠铁基体本身的腐蚀所生成的铁离子来成膜的，加入的碱金属离子不参与成膜，所以它是无定型的。

2）磷化膜体系膜的质量不同可分为次轻量级、轻量级、次重量级和重轻量级四种。次轻量级仅有0.4～1g/cm²，为无定型轻铁系膜，适宜作油漆、喷粉底层，尤其是作变形大的工件涂装底层，其效果好；轻量级为1.1～4.5g/cm²，广泛用作涂装底层；次重量级为4.6～4.7g/cm²，可作为防腐蚀和冷加工减摩润滑层；重轻量级大于7.5g/cm²，用于防腐蚀、绝缘和冷加工减摩润滑层。

3）按磷化温度的不同，磷化处理分为高温、中温、常温磷化三种。高温磷化的优点是获得的膜层结合力、耐蚀、耐热和硬度均较好，而且磷化速度快；缺点是溶液挥发快，溶液内成分变化快，膜层中易有杂质沉淀，使结晶不均匀。中温磷化的优点是膜层的耐蚀性与高温成膜接近，溶液稳定，磷化快；缺点是溶液成分较为复杂，不易掌握。常温磷化的优点是使用溶液无需加热，溶液稳定、节能、成本低廉；缺点是膜层的耐蚀性、耐热性较差，生产效率低。

4）磷化处理的其他方法还有快速冷磷化、“四合一”磷化法和黑色磷化法。快速冷磷化的优点是处理时间短；缺点是组分复杂、结合能力差。“四合一”磷化法的优点是脱脂、去锈、磷化和钝化四个工序在一个槽中进行，工艺简单，磷化时间短；缺点是磷化膜的耐蚀性差、结合力差、组分复杂。黑色磷化的优点是色泽均匀细致；缺点是磷化前先要进行硫化处理。

2.磷化膜的用途

磷化膜是钢铁材料工件应用最普遍的保护层。钢铁工件经过磷化处理，其力学性能及磁性保持不变。磷化膜的主要用途如下：(www.xing528.com)

1）单纯作防锈层。

2）作油漆层的底层，提高油漆膜的结合强度和防锈能力。

3）作变压器及电机转子和定子硅钢片的绝缘层。

4）作为冷冲或冷拔的润滑剂层。

5）提高工件的耐磨性。

6）作为工件的减摩层。