钢铁发黑磷化技术简介

发黑磷化技术似乎已经比较成熟， 现成的磷化发黑液也有很多的厂家在卖，但都存在一个较大的问题就是价格偏高。

磷化有两大制约因素， 一是磷化温度， 越高成本则越高， 一般倾向于室温较好，但是磷化的效果一般是温度越高越好， 但最好也好像没超过90摄氏度的。

第二个因素就是磷化后材料（一般是碳素钢或者合金刚）的色泽，现在大家都喜欢黑色，灰色的结果一般市场都是不太好的。

一般调研黑色磷化方法，做出的效果很好，但是由于用料中二氧化硒，亚硒酸钠的价格偏高，使总的成本偏高。

下面介绍一个钢铁的磷化处理技术：

钢铁的磷化处理

    金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法,叫做金属的磷酸盐处理,简称磷化。其中磷化膜层为微孔结构，厚度一般在5～20微米，膜的颜色一般由暗灰到黑灰色，与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属（锡、铝、锌）性及较高的电绝缘性等。磷化膜主要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及用作电机硅钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。磷化处理所需设备简单，操作方便，成本低，生产效率高，被广泛用于汽车、船舶、航空航天、机械制造及家电等工业生产中。目前用于生产的磷化工艺按磷化温度可分为:高温磷化，中温磷化，常温磷化。

磷化膜的形成机理
    磷化处理是在含锰、铁、锌的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。这些磷酸二氢盐可用M(H2PO4)2表示。处理过程中，二价的锰、铁、锌生成一价、二价和三价磷酸盐，一价磷酸盐可溶，二价磷酸盐稍可溶，三价磷酸盐不溶解，三价磷酸盐在金属表面沉积即形成所谓的磷化膜。磷化过程中，磷酸盐水解首先发生，即M(H2PO4)2→MHPO4↓+ H3P04，3MHPO4→M3(PO4)2↓+H3P04；然后，待处理的钢铁零件放入溶液后，铁与磷酸相互作用，铁开始溶解，即Fe+2H3P04→Fe(H2P04)2+H2↑，3Fe(H2P04)2→Fe3(PO4)2↓+4H3P04。
    在磷化过程中，即磷化膜的形成过程中，氧化性催化剂是非常重要的，它大大缩短了磷化时间。常用的催化剂有氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化物等。Dolphin提到发黑溶液中的二氧化硒、亚硒酸钠就是常见的氧化剂。另外，磷化虽然是一个化学反应，但从根本上是一个电化学反应。这是因为金属表面一浸人磷化液，就会产生微阳极或微阴极。W·Machu认为，沉积就发生在微阴极部位，增加阴极区将加速成膜。上述氧化剂的加人对阴极有去极化作用，提高了微电池的电流密度，甚至使阳极大部分表面被极化封闭，由此增加了“阴极—阳极”的面积比，结果大大增加了磷化膜的形成速率。

磷化处理工艺比较
   高温磷化:在90～98℃的温度下进行处理。优点:膜层较厚，膜层的耐蚀性,结合力,硬度和耐热性都比较好,磷化速度快；缺点: 工作温度高，能耗大,溶液蒸发量大，成分受化快，常需调整,且结晶粗细不均匀。
   中温磷化:在50～70℃的温度下进行处理。优点: 膜层耐蚀性接近高温磷化膜,溶液稳定,磷化速度快,生产效率高；缺点: 溶液成分较复杂,调整麻烦。
   常温磷化：在15～35℃的温度下进行处理。优点:不需要加热,节约能源,成本低,溶液稳定；缺点:膜层耐蚀性差,结合力欠佳,处理时间较长,效率低。

后处理
    为了提高磷化膜的防护能力，磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理。利用重铬酸钾、碳酸钠溶液填充处理后，可以根据需要在锭子油、防锈油或润滑油中进行封闭。如需涂漆，应在钝化处理干燥后进行，工序间隔不超过24小时。