磷化效果怎么判断
1、磷化
工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。
2、磷化原理
钢铁件浸入磷化液(由Fe(H2PO4)2、 Mn(H2PO4)2、 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液,PH值为1-3,溶液相对密度为1.05-1.10)中,磷化膜的生成反应如下:
吸热
3Zn(H2PO4)2 =Zn3(PO4)2↓+4H3PO4 或
吸热
吸热
3Mn(H2PO4)2 =Mn3(PO4)2↓+4H3PO4
吸热
钢铁工件是钢铁合金,在磷酸作用下,Fe和FeC3形成无数原电池,在阳极区,铁开始熔解为Fe2+,同时放出电子。
Fe+2H3PO4= Fe (H2PO4)2+H2↑
Fe =Fe2+ +2e-
在钢铁工件表面附近的溶液中Fe2+不断增加,当Fe2+与HPO42-,PO43-浓度大于磷酸盐的溶度积时,产生沉淀,在工件表面形成磷化膜:
Fe(H2PO4)2= FeHPO4↓+ H3PO4
Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4↓+ H2↑
3FeHPO4= Fe 3(PO4)2↓+ H3PO4
Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2↓+H2↑
阴极区放出大量的氢:
2H+ +2e- =H2↑
O2 + 2H20 =4e- + 4OH-
总反应式:
吸热
3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+4H3PO4
吸热
吸热
Fe+3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+FeHPO4↓+3 H3PO4+ H2↑
放热
磷化和氮化的区别在于:通过查询Wiki得知,
1、磷化是将金属置于含有锰、铁、锌等金属的磷酸盐溶液中,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐薄膜。磷化膜的厚度约为3-20微米,成灰或暗灰色。磷化按操作温度可分为高温、中温、低温磷化三种类型。
2、氮化是将金属置于含有氮气或氨气等氮源的气氛中,使金属表面吸收氮原子并形成各种氮化物或改变晶格结构。氮化的方式有多种,如气体渗氮、离子渗氮、离子注入渗氮等。氮化层的厚度可达几十到几百微米,成银灰色或暗灰色。
磷化和氮化都是一种金属表面处理的方法,目的是为了提高金属的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等性能。