钢铁表面处理详细介绍：除锈、防锈、磷化、发黑对比

金属表面处理技术

近年来，金属表面处理技术发展迅速，已广泛应用于许多领域。预处理在表面处理技术和工程中起着极其重要的作用，不仅是表面处理前的一种".预处理过程"；不可或缺，与后续表面处理的成败密切相关。

除油、除锈、磷化、防锈等基体预处理是为金属涂层技术和金属保护技术做准备的。基体预处理的质量对涂层制备和金属使用有很大的影响。例如，同一涂层的磷化和无磷化试验的结果是防腐能力的两倍左右。可以看出，除油、除锈、防锈、磷化等预处理在涂层的防锈能力和金属的保护能力中起着至关重要的作用。

基体预处理的目的：一是增加涂层与基体的附着力，二是增加防腐、耐磨、润滑等特殊功能。

随着金属加工业、铁路制造业和汽车工业的快速发展，对生产各种金属产品、铁路和汽车零部件的质量有了更高的要求。长期实践证明，一些简单简单的预处理方法已不能满足金属加工和涂装的基本要求。只有采用标准的预处理生产工艺，钢表面才能形成标准的磷酸盐膜和保护膜，以满足金属加工和涂装处理的质量要求。因此，选择低成本、低能耗、高质量的金属预处理产品是企业保证涂装质量和保护质量稳定性的重要因素。

在轧制或应用过程中，钢表面有不同程度的油、氧化皮或锈等杂质。在加工和涂装之前，需要清除，然后才能作为商品出售。如果不这样做，会严重影响产品的外观质量和使用寿命，失去产品的竞争力。如果钢表面未经处理涂层，涂层中的氧化皮、锈或油被涂层覆盖，涂层很快就会脱落，使销售的产品呈现锈迹斑斑的外观，失去了产品在市场上的竞争力。因此，钢表面预处理的必然性引起了广大企业的高度重视。1.钢表面除油处理:

我们了解到，常用的除油方法有：溶剂除油、电化学除油、化学除油、表面活性剂除油、手动除油、机械除油等。不同的除油方法具有不同的除油特性。溶剂除油是利用有机溶剂与油污结构的相似性，将油污溶解在有机溶剂中，达到除油的目的；电化学除油一般以稀碱液为电解液，以工件为电极进行电解处理，利用电解过程中从电极表面沉淀的气体强行将油污与工件表面分离；化学除油是利用碱与油污的皂化反应进行除油；表面活性剂除油是利用其乳化、溶解、润湿、分散等达到除油的目的。机械和手动除油是不言而喻的。

在现代除油技术中，通常采用几种物质的协同作用来达到较佳的除油效果。

适用于电镀、发黑、磷化、金属加工过程中钢铁制品的除油清洗。

在钢制品的加工过程中，必须对其表面的氧化皮和铁锈进行化学清洗，使钢制品暴露在钢基体中，更有效地提高电镀、磷化、氧化（黑蓝）、拉伸、压延、轧制、防锈等处理效果。

化学除锈较常用的方法是盐酸除锈，因为盐酸除锈速度快，可以在室温下进行，所以应用广泛。但在实际操作中，存在盐酸除锈"过腐蚀"和"氢脆"现象，产生大量酸雾，造成环境污染和社会公害。

除锈添加剂与盐酸混合，具有以下特点：

常温下除锈速度快，除锈效果好；

氧化皮和铁锈具有渗透、溶解、分散、切割的功能；

质量好。除锈质量达到或超过瑞典除锈标准；Sa三级、西德Be级；

缓蚀抑雾效果好。由于溶剂中各种添加剂的协同作用，钢在除锈过程中不会产生腐蚀和氢脆。酸雾标准低于国家规定的浓度，有利于除锈后处理；

成本低。除锈成本仅为0.15元/㎡一吨溶液重复使用后，可处理一级锈蚀工件约5000-7000㎡，酸洗除锈是喷砂除锈的1/10；

应用广泛。可适用于各种尺寸、构件复杂的钢制品；

改善工作环境和条件，降低劳动强度，不危害操作人员健康，不消耗能源。

磷化概述：

磷化是一种常用的预处理技术，原则上应属于化学转化膜处理。钢材表面磷化主要用于工程，但铝、锌等有色金属也可用于磷化。

磷化原理：

工件（钢或铝、锌）浸入磷化液（部分酸磷酸盐溶液），形成不溶于水的结晶磷酸盐转化膜，称为磷化。

将金属放入含锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐保护膜，称为金属磷酸盐处理。磷酸化膜层为微孔结构，与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐腐蚀性，不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn）电绝缘性高。

磷化分类：

高温型(75-1000℃，能耗大，磷化物沉积多，形成的磷化膜厚度达10-30g/㎡）、中温型（50-75℃，处理时间5-15min，磷化膜厚度为1 -88g/㎡）、低温型（30-50℃）和常温型（10-30℃，节能，使用方便，除氧化剂外，还添加促进剂，能耗小，但溶液制备复杂，膜厚0.2-7g/㎡）。

磷化液成分：锌磷化、锌钙磷化、锌锰磷化、铁磷化、锰磷化、复合磷化等。

化学磷化磷化和电化学磷化。

磷化膜质量分为重量级(膜重7).5g/㎡以上)量级(膜重4).6-7.5g/㎡）、轻量级(膜重1.1-4.5g/㎡）和次轻量级(膜重0.2-1g/㎡）。

分为浸渍磷化、喷淋磷化和刷涂磷化。

磷化作用及用途：

涂装前磷化：增强涂层膜（如涂层）与工件的结合力；提高涂装后工件表面涂层的耐腐蚀性；提高装饰性。

非涂层磷化：提高工件的耐磨性，使工件在加工过程中具有润滑性；经过适当的后处理，可提高工件的耐磨性。

磷化用途：磷化膜主要用于涂料底层、金属冷加工润滑层、金属表面保护层、电机硅钢板绝缘处理、压铸模具防粘处理等。广泛应用于汽车、船舶、航空航天、机械制造、家电等工业生产。

磷化的必要性：钢表面涂装预处理工艺是指脱脂（除油）、除锈、表面调整、磷化。但由于工件表面条件不同，生产工艺也不同，有些工艺无脱脂或除锈工艺，有些工艺无表面调整工艺，但磷化工艺绝对不可或缺。

在涂装过程中，如果不去除油脂、氧化皮和锈层，不进行磷化处理，直接涂漆和静电喷涂，

钢表面的涂层会脱落，失去涂层的意义。

目前，国内外金属加工、薄板加工、石 业及汽车、自行车、高低压开关柜、防盗门、铁路等制造业普遍采用的是中、高温磷化，存在着操作不方便、能源和材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。为解决以上问题，常温磷化已成为国际磷化行业的必然和研究课题。常温磷化不仅可以有效地降低能源消耗，还可以解决操作不方便、材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。

常温锌锰磷化:(标准磷化)

优点：

1、是一种先进的常温锌镍多磷化处理，是金属涂料预处理的理想选择。广泛应用于汽车、铁路、电动汽车、自行车制造、机械制造、钢门钢窗、仪器外壳、高低压电气设备、箱柜外壳等钢结构工件喷涂、油漆、塑料喷涂、防锈、电泳油漆等磷化处理。

2.磷化膜结晶致密均匀。膜层质量好，外观灰色，磷化膜表面无挂灰和返白。

3.由于锰盐的存在具有良好的耐腐蚀性，本产品形成的磷化膜与基体附着力强，耐腐蚀性和耐冲击性明显。

4、常温使用，磷化时间短，沉渣少，使用性能稳定，操作简单。

5膜速度快，用量少，处理面积大，成本低，可反复调整。

6.常温锌锰镍多元磷化是金属预处理行业的发展趋势。

7.本品无腐蚀、不燃、不爆、使用方便、运输储存。

8.节能。

9.由于不需要加热，消耗少，调整不频繁。

缺点：

磷化工作液需要定期监测。

2.掌握磷化工作液的技术指标和调整方法。

三、应用槽体较多。(7-9个槽体)

常温铁系磷化:(简易磷化)

优点：

1、又称彩色磷化，适用于涂装质量要求低或受客户生产条件限制的厂家(槽体要求少)。

2.操作使用方便，不需要经常调整，不含亚硝酸盐，不需要经常检测和。

3.本产品形成的磷化膜为磷酸铁磷化膜，外观为蓝色，色彩鲜艳。磷化膜薄而致密，表面无灰、痕迹、白色等现象，膜本身无脆性。

4.应用槽体较少。(4-6槽)

5.产品用量少，成本低，消耗少，处理面积大。

6.本品无腐蚀、不燃、不爆、使用方便、运输储存。

缺点：

1、简易磷化，膜层为钝化膜。

膜的外观颜色不稳定，呈多彩系列。

膜薄，吸附性弱，耐腐蚀性弱。

4.工作液难以调一旦疲劳，只能重新配槽。

5.市场份额逐年下降。

传统的发黑方法是碱性氧化和发黑。碱性氧化和发黑通常以高温和亚硝酸盐为氧化剂，使钢零件在极浓的碱性氧化液中加热氧化，使零件表面形成蓝色至黑色Fe3O4.保护性氧化膜。由于工件发黑时加热不均匀，温度过高，溶液含量变化迅速，常导致发黑膜不均匀。因此，人们渴望在室温下寻求发黑过程，以节约能源，降低成本，操作简单，发黑膜均匀。常温发黑剂调节剂能有效解决上述问题，达到要求的目的。

适用范围 :

本产品广泛应用于各种合金钢、铸铁制品及机械、五金工具、标准件、光学仪器等金属制品的室温发黑处理。

产品特点 ：

与传统热，比传统高温碱性发黑工艺节能90%以上；

黑化时间短，随用，操作简单，不污染环境，不需要排气设施，达到改善劳动条件、提高工作效率的目的；

黑色调节剂能有效提高黑色调节剂的使用寿命，提高性能；

外观：蓝色透明液体无异味、无挥发性气体、无腐蚀性；

稳定性：长期储存不变质。

安全:不燃、不爆、运输储存安全。

黑膜致密均匀，黑度深，不脱色，膜厚10以上μm。

附着力强，耐磨性优于同类产品。

耐腐蚀性：

①用硫酸铜41分析纯试剂和蒸馏水g/l，氯化钠35g/l，0.1mol/l盐酸13ml混合溶液在15℃--20℃条件下，变色时间大于3分钟；

②15%化学纯硫酸铜℃--20℃条件下，变色时间大于5分钟；

③点滴5%硫酸溶液，露出基底时间超过6分钟；

④浸泡在3%氯化钠溶液中，生锈时间超过80分钟。

钢铁的防锈处理通常分为三种方法和要求：工艺间防锈、工艺防锈和较终防锈。

工艺间防锈处理一般采用水基防锈、脱水防锈等防锈方法，防锈时间短，能满足工艺间防锈要求。

由于工艺要求不同，工艺防锈处理包括钝化防锈、磷化防锈、脱水防锈油等。

较后的防锈处理主要是油性防锈。防锈时间长，因为防锈油不易挥发。

随着我国工业技术的快速发展，防锈问题逐渐成为磷化产品、钝化产品、黑色产品、水基防锈剂、脱水防锈油、硬膜防锈剂、切割防锈液等一系列产品的主题。

适用范围 :

适用于各种金属或设备清洗后的机械加工、研磨、热处理、电解加工、黑兰处理、脱水防锈、工艺间防锈、工艺防锈、长期密封防锈等。

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。

目前，我国大多采用传统的钝化、皂化、硼化产品，润滑工艺复杂，效果不理想。借鉴国内外先进技术开发FH-LH8磷化液和FH-RR润滑剂产品是一种集各种工艺和技术于一体的高科技复合产品。是冷积压、冷拉拔行业开发的专用磷化润滑产品。磷化液和润滑剂操作方便，调整简单，中温使用，用量少，处理面积大，成本低。磷化膜和吸附润滑膜致密均匀，附着力好，耐腐蚀性强。此外，润滑过程可以取代传统的皂化和硼化过程，解决生产效率低、拉伸速度慢、磨具使用寿命短等问题。