磷化液 - 混合化學(xué)試劑
磷化液，是一種混合化學(xué)試劑，主要由硝酸鋅、硝酸、氧化鋅、水配制而成。主要用作常溫除銹。用法是先按磷化槽的大小算出所需各化學(xué)品的量，然后在混合桶內(nèi)放人氧化鋅，加水?dāng)嚢璩沙頋{狀，然后緩慢加人磷酸，邊加邊攪拌，待溶液放熱完畢，將其加人到已加水的磷化槽中，最后加硝酸鋅到磷化槽中，攪拌均勻即可使用。本液的磷化時(shí)間為5~6min。
原理
磷化處理是金屬在酸性磷酸鹽溶液中反應(yīng)而在其表面形成磷酸鹽保護(hù)膜的過程。原則上說，當(dāng)金屬工件一旦浸入加熱的稀磷酸溶液中，就會(huì)生成一層膜。但由于這種膜的保護(hù)性差，所以通常的磷化在含有Zn、Mn等酸性溶液中進(jìn)行。
磷化液中存在的動(dòng)力學(xué)平衡。
磷化液的基本平衡方程式：
3M - H2PO42=M3 - PO42+4H3PO4
此方程的平衡常數(shù)：
K=[M3 - PO42][H3PO4]^4/[M - H2PO42]^3
M代表Zn、Mn等。
由上述方程式可以看出，常數(shù)K值越大，磷酸鹽沉積的比率越大。而K值隨一代和三代金屬鹽的金屬的性質(zhì)，溶液的溫度，pH值及總濃度有關(guān)。所以影響磷化液性能的至少有PH值、游離酸度、總酸度、磷化溫度、磷化時(shí)間、促進(jìn)劑、除銹、除油、表調(diào)效果和金屬性質(zhì)等。
特點(diǎn)
磷化液：磷化是金屬與磷酸或酸性磷酸鹽反應(yīng)形成磷酸鹽保護(hù)膜的化學(xué)反應(yīng)過程。主要成分磷化開槽劑、補(bǔ)充劑、調(diào)整劑、促進(jìn)劑幾部分組成。
組成
一般由磷化開槽劑（磷化建浴劑）、磷化補(bǔ)充劑、磷化調(diào)整劑、磷化促進(jìn)劑幾部分組成，其中開槽劑和補(bǔ)充劑為主要組成成分。開槽劑是首次建槽使用，補(bǔ)充劑是建槽之后的補(bǔ)充使用；磷化調(diào)整劑是調(diào)節(jié)磷化液的總酸和游離酸，以達(dá)到合適的酸比；磷化促進(jìn)劑是一種氧化劑，主要去極化作用，促進(jìn)磷化的反應(yīng)速度。
磷化作用
涂裝前作用
①增強(qiáng)涂裝膜層（如涂料涂層）與工件間結(jié)合力。
②提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性。
③提高裝飾性。
非涂裝作用
①提高工件的耐磨性。
②令工件在機(jī)加工過程中具有潤滑性。
③提高工件的耐蝕性。
磷化用途
鋼鐵磷化主要用于耐蝕防護(hù)和油漆用底膜。
一、防護(hù)用磷化膜
①防護(hù)用磷化膜用于鋼鐵件耐蝕防護(hù)處理。鋼鐵磷化是保護(hù)鋼鐵重要的措施之一，經(jīng)過磷化后會(huì)在其表面生成磷酸鹽，這種磷酸鹽可以把鋼鐵基體與外界隔絕開，保護(hù)鋼鐵本身,延長鋼鐵本身的使用壽命。
磷化膜類型可用鋅系、錳系。膜單位面積質(zhì)量為10-40g/m2。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等。
②油漆底層用磷化膜
增加漆膜與鋼鐵工件附著力及防護(hù)性。磷化膜類型可用鋅系或鋅鈣系。磷化膜單位面積質(zhì)量為0.2-1.0g/m2（用于較大形變鋼鐵件油漆底層）；1-5g/m2（用于一般鋼鐵件油漆底層）；5-10g/m2（用于不發(fā)生形變鋼鐵件油漆底層）。
二、潤滑用磷化膜
鋼絲、焊接鋼管拉拔單位面積上膜重1-10g/m2；精密鋼管拉拔單位面積上膜重4-10g/m2；鋼鐵件冷擠壓成型單位面積上膜重大于10g/m2。
三、減摩用磷化膜
磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對(duì)于有較小動(dòng)配合間隙工件，磷化膜質(zhì)量為1-3g/m2；對(duì)有較大動(dòng)配合間隙工件（減速箱齒輪），磷化膜質(zhì)量為5-20g/m2。
四、電絕緣用磷化膜
一般用鋅系磷化。用于電機(jī)及變電器中的硅片磷化處理。
常見問題：
如：磷化液渣多、容易發(fā)黃、還會(huì)返銹、磷化液消耗快、不環(huán)保、暗沉。
分類
磷化膜體系
按磷化成膜體系主要分為：鋅系（間接法氧化鋅及磷酸）、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。
鋅系磷化槽液主體成分是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促進(jìn)劑等。形成的磷化膜主體組成（鋼鐵件）：Zn3 - po42·4H2O、Zn2Fe - PO42·4H2O。磷化晶粒呈樹枝狀、針狀、孔隙較多。廣泛應(yīng)用于涂漆前打底、防腐蝕和冷加工減摩潤滑。
鋅鈣系磷化槽液主體成分是：Zn2+、Ca2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它添加物等。形成磷化膜的主體組成（鋼鐵件）：Zn2Ca - PO42·4H2O、Zn2Fe - PO42·4H2O、Zn3 - PO42·4H2O。磷化晶粒呈緊密顆粒狀（有時(shí)有大的針狀晶粒），孔隙較少。應(yīng)用于涂裝前打底及防腐蝕。
鋅錳系磷化槽液主體組成：Zn2+、Mn2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成：Zn2Fe - PO42·4H2O、Zn3 - PO42·4H2O、 - Mn，F(xiàn)e5H2 - PO44·4H2O，磷化晶粒呈顆粒-針狀-樹枝狀混合晶型，孔隙較少。廣泛用于漆前打底、防腐蝕及冷加工減摩潤滑。
錳系磷化槽液主體組成：Mn2+、NO3-、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。在鋼鐵件上形成磷化膜主體組成： - Mn，F(xiàn)e5H2 - PO44·4H2O。磷化膜厚度大、孔隙少，磷化晶粒呈密集顆狀。廣泛應(yīng)用于防腐蝕及冷加工減摩潤滑。
鐵系磷化槽液主體組成：Fe2+、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵工件）：Fe5H2 - PO44·4H2O，磷化膜厚度大，磷化溫度高，處理時(shí)間長，膜孔隙較多，磷化晶粒呈顆粒狀。應(yīng)用于防腐蝕以及冷加工減摩潤滑。
非晶相鐵系磷化槽液主體成分：Na+ - NH4+、H2PO4、H3PO4、MoO4- - ClO3-、NO3-以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵件）：Fe3 - PO42·8H2O，F(xiàn)e2O3，磷化膜薄，微觀膜結(jié)構(gòu)呈非晶相的平面分布狀，僅應(yīng)用于涂漆前打底。
磷酸鹽膜在金屬的冷變形加工（如拉關(guān)、拉絲、擠壓成型等）過程中能較好地改善摩擦表面的潤滑性能，延長工具和膜具的壽命。磷酸鹽膜又是油漆和涂料的優(yōu)良底層，無論是普通油漆還是電泳涂漆，磷酸鹽膜在提高涂層與基體的結(jié)合力和耐蝕性方面起著重要的作用。在汽車、船舶、機(jī)械制造以及航空航天工業(yè)中，磷化的應(yīng)用越來越廣泛。
磷化液配方老化24h或加熱到50°C之后，便再檢測不出可溶解的六價(jià)鉻，覆膜變成僧水性的，并且不溶于硝酸。由此假定，這種膜主要由水合鉻氧化物組成。初期使用的促進(jìn)劑是鐵氰化鉀。事實(shí)上，這種材料除了能加速覆膜生成外，還能改善覆膜的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生深黃色的膜。這種材料多半以鐵氰化鉻 - CrFe - CN，或以鉻氰化鐵 - FeCr - CN的形式進(jìn)入覆膜。
磷化膜厚度
按磷化膜厚度（磷化膜重）分，可分為次輕量級(jí)、輕量級(jí)、次重量級(jí)、重量級(jí)四種。
次輕量級(jí)膜重僅0.1～1.0g/m2，一般是非晶相鐵系磷化膜，僅用于漆前打底，特別是變形大工件的涂漆前打底效果很好。
輕量級(jí)膜重1.1～4.5g/m2，廣泛應(yīng)用于漆前打底，在防腐蝕和冷加工行業(yè)應(yīng)用較少。
次重量級(jí)磷化膜厚4.6～7.5g/m2，由于膜重較大，膜較厚（一般>3μm），較少作為漆前打底（僅作為基本不變形的鋼鐵件漆前打底），可用于防腐蝕及冷加工減摩滑潤。
重量級(jí)膜重大于7.5g/m2，不作為漆前打底用，廣泛用于防腐蝕及冷加工。
磷化處理溫度
按處理溫度可分為常溫、低溫、中溫、高溫四類。
常溫磷化就是不加溫磷化。
低溫磷化一般處理溫度30～45℃。
中溫磷化一般60～70℃。
高溫磷化一般大于80℃。
溫度劃分法本身并不嚴(yán)格，有時(shí)還有亞中溫、亞高溫之法，隨各人的意愿而定，但一般還是遵循上述劃分法。
促進(jìn)劑類型
由于磷化促進(jìn)劑主要只有那么幾種，按促進(jìn)劑的類型分有利于槽液的了解。根據(jù)促進(jìn)劑類型大體可決定磷化處理溫度，如NO3－促進(jìn)劑主要就是中溫磷化。
促進(jìn)劑主要分為：硝酸鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機(jī)氮化物型、鉬酸鹽型等主要類型。每一個(gè)促進(jìn)劑類型又可與其它促進(jìn)劑配套使用，有不少的分支系列。
硝酸鹽型包括：NO3－型，NO3－/NO2－（自生型）。
氯酸鹽型包括：ClO3－，ClO3－/NO3－，ClO3－/NO2－。
亞硝酸鹽包括：硝基胍R-NO2－/ClO3－。
鉬酸鹽型包括：MoO4－，MoO4－/ClO3－，MoO4－/NO3－。
磷化用途
按磷化用途可分為：防銹磷化液、耐磨減摩潤滑磷化液、裝飾性磷化液、漆前磷化液、塑前磷化液等類別。
裝飾性磷化液如發(fā)黑磷化液等，漆前磷化液包括噴漆磷化液、電泳磷化液等。
塑前磷化液分為靜電噴塑磷化液、浸塑磷化液等
浸塑磷化液又可分為聚酯粉末浸塑磷化液、環(huán)氧粉末浸塑磷化液等。
其他分類
如按材質(zhì)可分為鋼鐵件、鋁件、鋅件以及混合件磷化等。