四合一磷化液

四合一磷化液反应机理：

    四合一磷化液反应原理钢铁表面不需要做任何的预处理，直接将生锈钢材浸渍在磷化液中，或将磷化液擦拭在金属表面，除油，除锈的同时生成均匀、致密的磷化盐膜和钝化膜。本公司研发的四合一磷化液不含有毒的亚硝酸盐和六价铬盐，对环境友好。可以在常温条件下，通过在生锈钢铁表面擦拭磷化液，就能生成牢固稳定的磷化液膜和钝化膜，操作简便工时短，完全满足钢铁制品工序间的防护需求，而且能节能降耗减排。

　　成膜机理： 

　　1）黑色金属的溶解过程： 

　　当金属件浸入磷化液中时，先与磷化液中的磷酸作用，生成一价磷酸铁，并有大量的H2析出，其反应式有 

　　Fe + 3H3PO4 → Fe（H2PO4）2 + H2↑ 

　　上式说明，磷化开始的时候，仅有金属的溶解而没有膜的生成。 

　　2）促进剂的加速作用。 

　　上一式反应释放出的H2↑被吸附在金属表面，进而阻止了磷化膜的形成，因此加入氧化型促进剂以除去H2，其硝酸盐作为促进剂的反应机理如： 

　　2 NO2 + 2H + 3 H2 →N2 + 4H2O 

　　6Fe + 2 NO2+ 8H →6Fe + N2 + 4H2O 

　　3）水解反应和H3PO4的三级解离反应。 

　　化成槽中的基本成分是多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式可以写为Me（H2PO4）2，这些酸式磷酸盐溶于水，在一定浓度下和PH值下发生水解反应，产生游离磷酸。 

　　电离过程有： 

　　Me（H2PO4）2 ═ MeHPO4 + H3PO4 

　　3MeHPO4 ═ Me3（PO4）2↓ + H3PO4 

　　H3PO4 ═ H2PO4+ H ═ HPO4+ 2H ═ PO4+ 3H 

　　由于在反应的过程中，金属表面的H浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，较终生成磷酸根。 

　　4）磷化膜的形成。 

　　当金属表面离解出的三级磷酸根与磷化槽中的的金属离子（如：Zn，Mn，Ni，Fe等）达到饱和的时候，即结晶沉积在金属表面上，晶粒持续长大，直到在金属工件表面上是生成连续的不溶于水的粘结牢固的磷化皮膜。 

　　具体反应： 

　　①普通金属表面上的皮膜反应生成机理 

　　2Zn+ Fe + 2PO4+ 4H2O ═ Zn2 Fe（PO4）2?4H2O↓ 

　　3Zn+ 2 PO4+ 4H2O ═ Zn3（PO4）2?4H2O↓ 

　　②其他金属表面上的皮膜反应生成机理 

　　2Zn+ Mn + 2PO4+ 4H2O ═ Zn2 Mn（PO4）2?4H2O↓ 

　　2Zn+ Ni + 2PO4+ 4H2O ═ Zn2 Ni（PO4）2?4H2O↓ 

　　3Zn+ 2 PO4+ 4H2O ═ Zn3（PO4）2?4H2O↓ 

　　另外在其金属表面溶解出来的二价铁离子一部分作为化成皮膜的组成部分被消耗掉了，另一部分残留在槽液当中的Fe被氧化，并且与磷酸根反应，生成沉淀，此沉淀既通常说的磷化成渣的主要组成物质，反应如下： 

　　Fe→ Fe + PO4→ FePO4↓ 

　　在化成反应的过程中，我们采用的是铁锌系磷化液，主要的目的是因为处理液当中含有的Mn和Ni离子能够参与皮膜的生成，得到Zn2 Mn（PO4）2?4H2O和Zn2 Ni（PO4）2?4H2O皮膜，他的好处是克服了金属在单纯锌系化成处理液中生成的Zn3（PO4）2?4H2O皮膜不具有较强的耐碱性。

  所加工的金属表面一般都会有氧化铁，加工过程中部分氧化铁会沉积到槽底，很少一部分分解为磷酸二氢铁与磷化膜结合于金属表面，干燥后有较少铁离子析出吸附在金属磷酸盐膜表层。