1.背景

钢铁表面在进行涂漆、喷塑或电镀之前, 都要对钢铁表面进行磷化、钝化的预处理, 以提高钢铁表面的防锈性和附着力.因此,目前磷酸盐转化膜处理广泛应用于汽车、轮船、机械制造、航空航天及家用电器等产品上.

国内相关专家成功地研制出在常温下只需10~20min 就可完成除油、除锈、磷化、钝化的“四合一”涂抹型综合处理液, 此种处理液具有工序少, 操作简单, 投资省, 能大量节约人力、物力和财力,对大型工件也可进行处理等优越性, 并且不含亚硝酸盐、重铬酸盐及氟化物的“绿色”综合处理液; 采用用擦拭方法进行综合前处理方法简单,灵活性强,处理液重现性好, 寿命较长, 得到的磷化膜耐蚀良好, 漆膜附着性好；此常温综合处理液及工艺与传统的钢铁表面磷化钝化处理液及工艺相比, 具有节能、降污、安全、高效、成本低、操作方便及质优价廉等特点,是电镀、喷塑、涂漆等行业中必备的一种新型理想清洗产品,

2四合一除油除锈剂常见组分

1)磷酸

磷酸是三级解离的不挥发又无氧化性的弱酸, 可在水溶液中进行分级解离。当磷酸与锈层接触时, 根据锈层内铁的价态情况, 可生成亚铁和铁的正盐、氢盐、二氢盐3类磷酸盐。磷酸氢盐和磷酸二氢盐难溶, 成为膜层, 而磷酸盐随时间的推移与酸性的减弱很快会转化为氢盐、二氢盐两类磷酸盐, 进入膜层。也就是说磷酸的存在既提供了酸性条件, 又使固态锈层中的Fe2+ 与Fe3+ 游离出来, 一部分与磷酸反应生成难溶的磷酸盐膜, 而另一部分则提供给有机酸进行螯合.

2)氧化锌

单独的铁系磷化膜薄,显蓝色,耐蚀性能差，配方中含有磷酸、有机酸和氧化剂成分, 能形成锌铁系复合磷化膜, 在一步处理液中加入氧化锌,可提高铁系磷化膜耐蚀性, 氧化锌的质量浓度是影响磷化膜质量的一个关键因素.

3)钼酸钠

钼酸钠作为成膜加速剂。在酸性介质中与PO43- 生成氧化性很强的杂多磷酸根混合物而起成膜加速剂的作用。虽然Na2WO4 具有与Na2MoO4 类似的性质。因钼磷杂多酸的氧化性强于钨磷杂多酸, 故选用了Na2MoO4,钼磷杂多酸遇到钢铁工件还原为“杂多蓝”而使溶液颜色变深.

4)磷酸二氢锌

磷酸二氢锌为助成膜剂, 加入的Zn2+能加快成膜速度, 使磷化时间缩短。同时, 作为一种缓蚀剂, 主要起调节和稳定pH值的作用, 延长处理液的使用寿命, 并由于H2PO4- 浓度增加, 使磷化速度大大加快。

5)氯酸钾

氯酸钾具有较强的氧化性, 可将初生态原子氢和2价铁离子直接氧化成氢离子和3 价铁离子, 减少氢的表面吸附, 从而防止这些副产物的积累阻碍磷化的继续进行.它作为氧化剂可用来取代传统钝化剂中毒性较大的重铬酸钾, 使钢铁表面生成一层氧化钝化膜, 从而提高钢铁表面的防腐和防锈性。

6)OP-10

OP-10为表面活性剂,主要起润湿渗透、分散增溶和提高表面清洁、增强阴极去极化作用, 同时由于降低了溶液/金属界面表面张力使金属表面H+ 分布均匀, 而且生成H2 很容易从金属表面析出避免H2滞留,从而加速磷化.此外,OP-10还能降低表面膜的孔隙率,提高致密性和耐蚀性能.

7)三乙醇胺

三乙醇胺为配合剂,配合剂在本处理液中能促进磷酸的除锈作用, 并且它具有配合、活化等作用。它们在浸渍液中能防沉淀渣, 擦拭液中能促进成膜,细化磷化膜细晶作用。

8)柠檬酸

柠檬酸能促进磷酸的除锈作用,同时,它对溶液中铁、锌离子有配合作用, 使两种离子浓度保持在一定范围内, 减少沉渣量。此外, 柠檬酸的加入能促进成膜, 使形成细致的磷化膜结晶.

9)硫脲

硫脲在处理液中起缓蚀作用, 从而防止工件的过腐蚀及因活化过快所引起的”氢脆”现象.