化学词典告诉你磷化处理的原理和作用。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，形成的磷酸盐转化膜称为磷化膜。磷化处理工艺已应用于该行业90多年，大致可分为三个时期：磷化技术的基本时期、磷化技术的快速发展和广泛应用时期。 磷化处理的工艺原理是什么？它的作用是什么？
磷化处理工艺原理
磷化过程包括化学和电化学反应。不同磷化系统和基材的磷化反应机制比较复杂。虽然科学家们在这方面做了很多研究，但他们还没有完全理解。很久以前，磷化成膜机制被简单地用化学反应方程表示：
8Fe 25me(H2PO4) 8H2O H3PO4- Me2Fe(PO4)2.4H2O(膜) Me3(PO4)4H2O(膜) 7FeHPO4(沉渣) 8H2↑
Me为Mn、Zn Machu认为，将钢浸泡在含磷酸盐和磷酸二氢盐的高温溶液中，形成由磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，产生磷酸一氢铁沉淀物和氢气。这种机理解释粗糙，不能完全解释成膜过程。随着磷化研究的深入，学者们同意磷化成膜过程主要由以下四个步骤组成：
① 酸的侵蚀使基体金属表面的H 浓度降低
Fe – 2e→ Fe2
2H2－ 2e→2[H](1)
H2
② 加速促进剂(氧化剂)
[O] [H] → [R] H2O
Fe2 [O] → Fe3 [R]
式中[O]促进剂(氧化剂)，[R]为了还原产物，促进剂氧化第一步反应产生的氢原子加速了反应(1)，进一步导致金属表面H 浓度急剧下降。同时，溶液中的Fe2 氧化成Fe3 。
③ 磷酸根多级离解
H3PO4 H2PO4－ H HPO42－ 2H PO43－ 3H－（3）
由于金属表面的H 浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④ 磷酸盐沉淀结晶成磷化膜
PO43，当金属表面离解时－与溶液中(金属界面)的金属离子(如Zn2) 、Mn2 、Ca2 、Fe2 ）当达到溶度积常数Ksp时，磷酸盐沉淀就会形成
Zn2 Fe2 PO43－ H2O→Zn2Fe(PO4)2.4H2O↓（4）
3Zn2 2PO43－ 4H2O=Zn3(PO4)2.4H2O↓（5）
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续生长成磷化晶粒，无数晶粒紧密堆积，形成磷化膜。
磷酸盐沉淀的副作用将形成磷化沉淀物
Fe3 PO43－=Fepo4(6)
上述机制不仅可以解释锌、锰、锌、钙磷化成膜过程，还可以指导磷化配方和磷化工艺的设计。从上述机制可以看出，适当的氧化剂可以提高反应(2)的速度；低H PO43的浓度可以使磷酸根离解反应(3)的离解平衡向右移动-；如果金属表面有活性点，沉淀反应(4)(5)可以形成磷酸盐沉淀晶核，无需过饱和；磷化沉淀物的产生取决于反应(1)和反应(2)，溶液H 浓度高，强促进剂会增加沉渣。相应地，在实际磷化配方和工艺实施中，表面为：适当强的促进剂（氧化剂）；酸比较高(游离酸相对较低，即H 浓度）；将金属表面调整到活性点，可以提高磷化反应速度，在较低温度下快速成膜。相应地，在实际磷化配方和工艺实施中，表面为：适当强的促进剂（氧化剂）；酸比较高(游离酸相对较低，即H 浓度）；将金属表面调整到活性点可以提高磷化反应速度，并在较低温度下快速成膜。因此，在设计低温快速磷化配方时，一般遵循上述机制，选择强促进剂、高酸比、表面调整工艺等。
关于磷化沉渣。由于磷化沉渣主要是FePO4，因此必须减少Fe3才能减少沉渣量 有两种方法可以减少磷化液的H 浓度(低游离酸度)；为了降低Fe2，降低促进剂浓度 氧化成Fe3 。
锌和铝的磷化机制基本相同。锌磷化速度快，磷化膜仅由磷酸锌盐组成，沉淀物少。铝磷化通常需要添加更多的氟化合物来形成AlF3、 铝磷化步聚与上述机制基本相同，AlF63-。
磷化处理的作用
为基体金属提供保护，在一定程度上防止金属腐蚀；涂漆前用于打底，提高漆膜层的附着力和防腐能力；减摩润滑用于金属冷加工工艺。
