1背景

锌-钙系磷化液的磷化膜耐蚀性较高，细化晶粒，可形成微晶状的磷化膜，降低了膜重；不需单独调整工艺，同时降低磷化膜的孔隙率，增加附着力，并有较好的耐热性和耐碱性。但钙系磷化液成膜速度较慢，通常需中、高温处理，这是锌-钙系磷化的一个问题。近年来，不少行业专家在常温磷化液中将钙作为添加成分，通过加入Mn2+、Ni2+、氧化剂、表面活性剂等，以实现在低温下形成均匀细致的膜层。

钢铁表面黑化技术广泛应用于航空、电子、仪表、武器等领域的表面装饰和防护，尤其适用于不能电镀和涂装的精密器械。目前，大多数钢铁工件的黑色磷化是采用锰系的中高温磷化，黑色磷化膜性能优良，膜层致密、耐蚀性强,但该工艺效率低，能量消耗大，且磷化过程管理复杂。使用硒化物作为发黑处理剂，而硒化物是不环保的；所以，开发一种无环境污染、处理简便且成本低的黑色磷化工艺具有很重要的现实意义。近日，相关专家研制出一种低温黑色磷化液，该黑色磷化液是在锌-钙系磷化液的基础上加入发黑剂，以得到均匀致密的黑色磷化膜。

 2黑色磷化液

 2.1影响黑化膜因素：

 1)酸比的影响

   磷化液的酸比用H3PO4和NaOH来调节，控制在15～20之间。酸比过高或者过低都对磷化膜有不利的影响。

 2)Mn2+的影响

  Mn2+对成膜主要起促进作用，同时加入马日夫盐会使黑化膜颜色加深，但马日夫盐加入量过多反而会使磷化膜外观不均匀。

 3)Sb3+的影响

   Sb3+和Mn2+的作用一样，都是对成膜起促进作用。此外，由于Sb3+,Mn2+,Fe2+等成膜离子的半径及化学性质相似，所以能部分置换磷化膜中的以Mn2+,Fe2+形成的细致晶粒，加深颜色，增强膜与基体的结合力，提高耐蚀性。但应控制好加入量，太少时作用不明显，太多则会使黑化液产生大量沉淀，使黑化膜上附着残渣。

 4)钼酸钠的影响。

  从降低温度，提高反应速度的角度考虑，氧化促进剂的氧化性越强越好；但另一方面，氧化性太强会加剧反应，增加沉渣量，使铁片表面发蓝，甚至使基体金属发生钝化,而无黑化膜生成。

 5)复合添加剂的影响

  用柠檬酸和EDTA组成复合添加剂，其作用是改善膜层的结构、增强膜层与涂层的结合力，增强膜的耐腐蚀能力等。

 6)氟化钠的影响

   氟化钠的加入有两个作用：1)F-形成缓冲液，对磷化液的pH值起到缓冲的作用，2)F-络合Al3+离子，避免其对磷化膜的形成产生不利的影响。