磷化膜检测方法及标准

涂装过程中，磷化检测的重点在于磷化膜与涂膜的配套性检测，主要体现在涂膜质量检测方面。

1.磷化槽液检测

磷化槽液的检测主要有总酸度、游离酸度和促进剂的点数检测，将这三个指标控制到要求的范围内才能使磷化槽液正常工作。总酸度、游离酸度和促进剂的点数普通检测方法见表13-3。

表13-3 总酸度、游离酸度和促进剂的点数普通检测方法

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2.磷化膜外观检测

外观检验是在现场评价磷化膜质量最实用最迅速的质量检验手段之一。可作为判断各种磷化膜质量特性的大致标准有色调、光泽、斑点、颜色深浅程度、均匀性、晶体结构、晶体粒度、平滑性、粉化现象等外观项目。作为观察手段，先以目测法进行整体观察，然后再用放大镜或金相显微镜进行局部观察。在现场可用10～100倍放大镜观察，实验室中用100～600倍金相显微镜研究磷酸锌等磷化膜的晶体形状及粒度。粒度小些为好，一般控制在几十微米以下，最好可达2～5μm，排布越均匀，孔隙率越小越好。

检验标准为GB/T11376—1997《金属的磷酸盐转化膜》和GB/T6807—2001《钢铁工件涂装前磷化处理技术条件》。其中，磷化膜外观检测见表13-4。磷化膜允许和不允许缺陷见表13-5。

表13-4 磷化膜外观检测

表13-5 磷化膜允许和不允许缺陷

3.磷化膜孔隙率的检测

目前常用的转化膜孔隙率测定方法有两种：铁氰盐溶液试验法和电化学测定法。

GMR铁氰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，将此溶液保存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，这样就制得了铁氰法（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6mm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。

4.磷化膜耐酸（碱）性及电泳时溶出量的检测

涂装不同的底漆，对涂装前磷化膜的质量标准要求不尽相同。涂装溶剂型底漆或粉末涂料时，磷化膜除在涂装和干燥过程中失去部分结晶水外，其质量几乎没有损失。但在阳极电泳时，由于工件作为阳极，在涂装通电过程中存在着阳极溶解；而阴极电泳时，电泳应使界面上出现很强的碱性介质，不同的磷化膜在碱性介质中也出现不同程度的溶解，因而电泳涂装前的磷化膜普遍要求耐酸碱性。

磷化膜耐酸性可以通过比较磷化膜在pH值为2的酸液中的溶解量来评价。

磷化膜耐碱性是影响最终质量的一个重要指标。比较磷化膜在浸0.1mol/L的NaOH碱性溶液25℃时5min前后的质量差，可得到磷化膜在碱液中的溶解量。

磷化膜在电泳时的溶解量可作为磷化膜耐酸（碱）性的考核指标，其测量可按以下步骤进行：

1）将吹干的磷化膜称量，其质量以m₁表示。

2）将该板电泳，并水洗去掉表面浮漆。(www.xing528.com)

3）用有机溶剂（如溶解力强的酮类溶剂）洗去电泳涂膜，洗时不要擦拭。

4）反复清洗吹干后称量，直至恒重为止，其质量以m₂表示。

5）在71～82℃的铬酸溶液中处理10～15min，以除去磷化膜。在冲洗与吹干后再称量，其质量以m₃表示。

磷化膜溶出量=[（m₁-m₂）/（m₁-m₃）]×100%

5.磷化膜P比的测定法

磷化膜P比物理意义：代表磷化膜中P组分所占的比率，该值与磷化槽液的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）2·4H₂O的（0/20）晶面，d=90.4nm时的X射线衍射强度。

因此，P比=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。

6.磷化膜单位面积膜层质量

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，在适当的溶液中退除上述磷化膜，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。磷化膜的退膜方法见表13-6。

表13-6 磷化膜的退膜方法

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m_A，按下式计算：

m_A=100（m₁-m₂）/A

式中 m_A——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）。

结果表示，取3块平行试验试片测定结果的平均值，其中试片总表面积规定见表13-7。

表13-7 试片总表面积规定