磷化是常用的前处理技术，原理上应属于 化学 转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化， 有色金属 （如铝、锌）件也可应用磷化。
简介
磷化是一种化学与电化学反应形成 磷酸盐 化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给 基体 金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前 打底 ，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
发展历程
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期：
1、奠定磷化技术基础时期
磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是 英国 Charles Ross于1869年获得的专利。从此，磷化工艺应用于工业生产。在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。 第一次世界大战 期间，磷化技术的发展中心由英国转移至 美国 。
2、磷化技术迅速发展时期
1909年美国T.W.Coslet将锌、 氧化锌 或 磷酸锌 盐溶 于磷酸中制成了第一个锌系 磷化液 。这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。Parker防锈公司研究开发的Parco 功率 配制磷化液，克服了许多缺点，将磷化处理时间提高到lho。1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min,1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
3、磷化技术广泛应用时期
第二次世界大战 结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。这个时期磷化处理技术重要改进主要有：低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
磷化分析
在国内用配方分析技术，可以分析出高品质 磷化液 的主成分和微量主要的配方。
磷化分类
⒈按磷化处理温度分类
⑴高温型
处理时间为 分钟，形成磷化膜厚达 ,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）
优点：膜抗蚀力强，结合力好。
缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。
⑵中温型
，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为 ，溶液游离酸度与总酸度的比值为
优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，应用较多。
⑶低温型
节省能源，使用方便。
⑷常温型
常（低）温磷化（除加 氧化剂 外，还加 促进剂 ），时间 分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为 ，膜厚为 。
优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。
缺点：处理时间长，溶液配制较繁。
⒉按 磷化液 成分分类
⑴锌系磷化
⑵锌钙系磷化
⑶铁系磷化
⑷锰系磷化
⑸复合磷化 磷化液由锌铁钙镍锰等元素组成。
⒊按磷化处理方法分类
⑴ 化学 磷化
将工件 浸入 磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，应用广泛。
⑵ 电化学 磷化
在磷化液中，工件接正极，钢铁接 负极 进行磷化。
⒋按磷化膜质量分类
⑴重量级（厚膜磷化）膜重 以上。
⑵次重量级（中膜磷化）膜重 。
⑶轻量级（薄膜磷化）膜重 。
⑷次轻量级（特薄膜磷化）膜重 。
⒌按施工方法分类
⑴浸渍磷化
适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应 加热设备 ，最好用 不锈钢 或 球磨机橡胶衬板 的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。
⑵喷淋磷化
适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
⑶刷涂磷化
上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。
作用用途
⒈磷化作用
⑴涂装前磷化的作用
②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。
③提高装饰性。
⑵非涂装磷化的作用
①提高工件的耐磨性。
②令工件在机加工过程中具有润滑性。
③提高工件的耐蚀性。
⒉磷化用途
钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。
⑴耐蚀防护用磷化膜
①防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护处理。磷化膜类型可用锌系、锰系。膜单位面积质量为 。磷化后涂防锈油、防锈脂、 防锈蜡 等。
②油漆底层用磷化膜
增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。磷化膜类型可用锌系或锌钙系。磷化膜单位面积质量为 （用于较大形变钢铁件油漆底层）； （用于一般钢铁件油漆底层）； （用于不发生形变钢铁件油漆底层）。
⑵冷加工润滑用磷化膜
钢丝、 焊接钢管 拉拔单位面积上膜重1-10 g/m2；精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重大于10 g/m2。
⑶减摩用磷化膜
磷化膜可起减摩作用。一般用锰系磷化，也可用锌系磷化。对于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱 齿轮 ），磷化膜质量为5-20 g/m2。磷化 涂层 钢丝绳 也是利用磷化膜的减摩、耐磨作用。
⑷电绝缘用磷化膜
一般用锌系磷化。用于电机及变电器中的 硅片 磷化处理。
工艺流程
1.预脱脂→脱脂→除锈→水洗→（表调）→磷化→水洗→磷化后处理（如 电泳 或粉末涂装）。
2.主要铝件及锌件
3.磷化发黑液
常温使用，磷化保护一步成型，又称钢铁 着色剂 。 稀释后使用，常温浸泡30分钟左右，最后封闭保护。
4.处理工艺：除油除锈——防锈水浸泡——磷化发黑——晾干——封闭保护。
影响因素
温度
1.温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。
2.温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。
3.但温度不宜过高，否则 易被氧化成 ，加大 沉淀物 量，溶液不稳定。
游离酸度
1.游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，以形成较多的晶核，使膜结晶致密。
2.游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层 磷酸盐 不易饱和，导致晶核形成困难， 膜层 结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。
3.游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。
总酸度
1.总酸度指磷酸盐、 硝酸盐 和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层 晶粒 细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。
2.总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。
3.总酸度过低，膜层疏松粗糙。
PH值
锰系磷化液一般控制在2-3之间，当pH>3时，工件表面易生成粉末。当pH<1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。
离子浓度
①溶液中 极易氧化成 ，导致不易成膜。但溶液中 浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。
② 的影响，当 浓度过高，磷化膜 晶粒 粗大， 脆性 增大，表面呈白色浮灰；当 浓度过低， 膜层 疏松变暗。
工件表面状态
金属工件表面状态对磷化质量影响较大，即使是同一磷化工艺，同一磷化制剂，同一工件的不同部位的磷化膜质量也可能相差较大，这就是因为工件表面状态差异所致。一般来说，高、 中碳钢 和 Q355 容易磷化，磷化膜黑而厚，但磷化膜结晶有变粗的倾向， 低碳钢 磷化膜结晶致密，颜色较浅，若磷化前进行适当的 酸洗 ，可有助于提高磷化膜质量， 冷轧板 因其表面有硬化层，磷化前最好进行适当的酸洗或表调，否则膜不均匀，膜薄，耐蚀性低。
水质
磷化后用水冲洗磷化膜的作用是去除 吸附 在膜表面的可溶性物质等，以防止涂抹在湿热条件下起泡，脱落，提高涂膜附着力，耐腐蚀性，通过对一同磷化膜分别采用 纯水 ，下水道水，车间排放水冲洗实验得知其耐蚀性、柔韧性逐个降低。对于要求较严的 阴极 电泳 涂装，最好再涂装前采用去离子水水洗。
涂装前处理
1.脱脂对磷化的影响
优质的磷化膜只有在去油污除彻底的工件表面才能形成，因为油污残留在工件表面，不仅会严重阻碍磷化膜的生长，而且会影响涂膜的附着力，干燥性能，耐腐蚀性能等。
2.除锈对磷化膜的影响
磷化膜不能在锈层或氧化皮上生长的，所以彻底除锈是磷化的必要条件。但除锈时间不能过长。否则易出现过腐蚀，工件表面粗燥导致结晶粗大多孔，沉淀增多。除锈时间过短，工件表面活化不够，同样使磷化膜结晶粗大。所以控制好除锈时间对于获得密集活化点，形成致密的磷化膜有着重要的作用。
3.脱脂后水洗对磷化的影响
脱脂后水洗，虽然属于涂装前处理的辅助工序，但同样需要引起足够的重视，这是因为若有清洗不彻底，很容易将脱脂槽中的不易洗净的 表面活性剂 及杂质离子带入磷化槽液中，从而使磷化膜变薄，返黄，甚至引起涂装后起泡、脱落。因此建议采用多级水洗，并控制最后清洗水的PH值接近中性。另外，选用不含 、 、难洗净的界面活性剂的 脱脂剂 。
对于水洗水的总碱度（TAL）、PH值、温度、时间都需要严格控制：TAL太高和PH值太高，已带入表调槽引起表调液总酸度多高不易于管理，带入磷化槽内使FA下降太快，导致槽液不稳定；PH值太低和时间太长，钢铁在水洗过程中易产 生锈 蚀，生成的磷化膜结晶粗大，耐腐蚀性降低，膜重超标，在连续线上，由于链速已定，所以清洗时间不可能改变，只能在清洗水中加入碱提高清洗水PH值至于 ，另可加入一定量的 ，以防止钢铁件生锈；清洗水温度过高，钢铁件易锈蚀，需加大补给水的流量，降低 脱脂剂 槽液的处理温度，清洗水温度过低，脱脂剂清洗效果不能保证，清洗水温度一般在 范围内比较好。
4.表调对磷化的影响
表调又称表面调整，通过调整，可以改善工件表面的 微观 状态，从而改善磷化膜外观，结晶细小，均匀，致密，进而提高涂膜性能。现代表调基本上都是 胶体 钛盐表调，对已表调液也需严格控制总碱度（TAL）、温度、pH值、钛含量，总碱度、pH值高易使磷化槽FA下降过快；温度过高，易产生工序间表干；钛含量过低表调效果不好，钛含量太高，磷化膜不易生成，膜重不达标。
5. 钝化 对磷化的影响
磷化后的钝化封闭可以提高磷化膜单层的防锈能力，同时也可以改善磷化膜的综合性能，但钝化液含铬， 废水 处理困难，一般不采用。
其他方面
1.磷化工艺流程设计是否合理；
2.设备是否符合要求；
3.工艺管理是否科学；
4.设备管理与维护；
5. 促进剂 的影响；
6.磷化膜的 烘干 过程。
后处理
目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。
磷化渣
⒈磷化渣的影响
①磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加 大清 渣工作量，处理不好还影响磷化质量，视为不利。
②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持 磷化液 的游离酸度，保持磷化液的平衡，视为有利。
⒉磷化渣生成的控制
①降低磷化温度。
②降低磷化液的游离酸度。
③提高磷化速度，缩短磷化时间。
④提高NO-3与PO3-4的比值。
质量检验
①外观检验
肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的 晶体结构 。表面不应有未磷化的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色。
②耐蚀性检查
(1) 浸入 法
将磷化后的样板浸入3%的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。
(2)点滴法
室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜﹥5分钟，中等膜﹥2分钟，薄膜﹥1分钟。
游离酸度及总酸度的测定
⒈游离酸度的测定
用 移液管 吸取10ml试液于250ml 锥形瓶 中，加50ml 蒸馏水 ，加2—3滴 甲基橙 指示剂 （或 溴酚蓝 指示剂）。用0.1mol/l 氢氧化钠 标准液 滴定 至溶液呈 橙色 （或用溴酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的游离酸度点数。
⒉总酸度的测定
用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴 phenolphthalein 指示剂。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的总酸度点数。