磷化原理
⒈磷化
工件（鋼鐵或鋁、鋅件）浸入磷化液（某些酸式磷酸鹽為主的溶液），在表面沉積形成一層不溶於水的結晶型磷酸鹽轉換膜的過程，稱之為磷化。
⒉磷化原理
鋼鐵件浸入磷化液（由Fe(H2PO4）2 Mn(H2PO4）2 Zn(H2PO4）2 組成的酸性稀水溶液，PH值為1-3，溶液相對密度為1.05-1.10）中，磷化膜的生成反應如下：
吸熱
3Zn(H2PO4）2 =Zn3(PO4）2↓+4H3PO4 或
吸熱
3Mn(H2PO4）2= Mn3(PO4）2↓+4H3PO4
吸熱
鋼鐵工件是鋼鐵合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成無數原電池，在陽極區，鐵開始熔解為Fe2+，同時放出電子。
Fe+2H3PO4 =Fe (H2PO4）2+H2↑
Fe =Fe2+ +2e-
在鋼鐵工件表面附近的溶液中Fe2+不斷增加，當Fe2+與HPO42-，PO43-濃度大於磷酸鹽的溶度積時，產生沉澱，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↑
陰極區放出大量的氫：
2H+ +2e- =H2↑
O2 + 2H20 + 4e- =4OH-
總反應式：
吸熱
3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+4H3PO4
吸熱
吸熱
Fe+3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+FeHPO4↓+3 H3PO4+ H2↑
放熱
磷化分析
在國內用微譜分析技術，可以分析出高品質磷化液的主成分和微量主要的配方。
磷化分類
1、按磷化處理溫度分類
（1）高溫型 80—90℃處理時間為10-20分鐘，形成磷化膜厚達10-30g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（7-8）優點：膜抗蝕力強，結合力好。缺點：加溫時間長，溶液揮發量大，能耗大，磷化沉積多，游離酸度不穩定，結晶粗細不均勻，已較少套用。
（2）中溫型 50-75℃，處理時間5-15分鐘，磷化膜厚度為1-7g/m2，溶液游離酸度與總酸度的比值為1：（10-15）優點：游離酸度穩定，易掌握，磷化時間短，生產效率高，耐蝕性與高溫磷化膜基本相同，目前套用較多。
（3）低溫型 30-50℃節省能源，使用方便。
（4）常溫型 10-40℃常（低）溫磷化（除加氧化劑外，還加促進劑），時間10-40分鐘，溶液游離酸度與總酸度比值為1：（20-30），膜厚為0.2-7g/m2。優點：不需加熱，藥品消耗少，溶液穩定。缺點：處理時間長，溶液配製較繁。
2、按磷化液成分分類
（1）鋅系磷化 （2）鋅鈣系磷化 （3）鐵系磷化 （4）錳系磷化 (5）複合磷化磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。
3、按磷化處理方法分類
（1）化學磷化 將工件浸入磷化液中，依靠化學反應來實現磷化，目前套用廣泛。
（2）電化學磷化 在磷化液中，工件接正極，鋼鐵接負極進行磷化。
4、按磷化膜質量分類
（1）重量級（厚膜磷化）膜重7.5g/m2以上。（2）次重量級（中膜磷化）膜重4.6-7.5g/m2。（3）輕量級（薄膜磷化）膜重1.1-4.5g/m2（4）次輕量級（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0g/m2。
5、按施工方法分類
（1）浸漬磷化 適用於高、中、低溫磷化特點：設備簡單，僅需加熱槽和相應加熱設備，最好用不鏽鋼或橡膠襯裡的槽子，不鏽鋼加熱管道應放在槽兩側。
（2）噴淋磷化 適用於中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰櫃、洗衣機殼體。特點：處理時間短，成膜反應速度快，生產效率高，且這種方法獲得的磷化膜結晶緻密、均勻、膜薄、耐蝕性好。
（3）刷塗磷化 上述兩種方法無法實施時，採用本法，在常溫下操作，易塗刷，可除鏽蝕，磷化後工件自然乾燥，防鏽性能好，但磷化效果不如前兩種。
磷化作用及用途
1、磷化作用
（1）塗裝前磷化的作用 ①增強塗裝膜層（如塗料塗層）與工件間結合力。②提高塗裝後工件表面塗層的耐蝕性。③提高裝飾性。
（2）非塗裝磷化的作用①提高工件的耐磨性。②令工件在機加工過程中具有潤滑性。③提高工件的耐蝕性。
2、磷化用途
鋼鐵磷化主要用於耐蝕防護和油漆用底膜。
（1）耐蝕防護用磷化膜
①防護用磷化膜用於鋼鐵件耐蝕防護處理。磷化膜類型可用鋅系、錳系。膜單位面積質量為10-40g/m2。磷化後塗防鏽油、防鏽脂、防鏽蠟等。
②油漆底層用磷化膜 增加漆膜與鋼鐵工件附著力及防護性。磷化膜類型可用鋅系或鋅鈣系。磷化膜單位面積質量為0.2-1.0g/m2（用於較大形變鋼鐵件油漆底層）；1-5g/m2（用於一般鋼鐵件油漆底層）；5-10g/m2（用於不發生形變鋼鐵件油漆底層）。
（2）冷加工潤滑用磷化膜 鋼絲、焊接鋼管拉拔單位面積上膜重1-10g/m2；精密鋼管拉拔單位面積上膜重4-10g/m2；鋼鐵件冷擠壓成型單位面積上膜重大於10g/m2。
（3）減摩用磷化膜 磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對於有較小動配合間隙工件，磷化膜質量為1-3g/m2；對有較大動配合間隙工件（減速箱齒輪），磷化膜質量為5-20g/m2。
（4）電絕緣用磷化膜 一般用鋅系磷化。用於電機及變電器中的矽片磷化處理。
工藝流程
預脫脂→脫脂→除銹→水洗→（表調）→磷化→水洗→磷化後處理（如電泳或粉末塗裝）
主要鋁件及鋅件
磷化發黑液
常溫使用，磷化保護一步成型！又稱鋼鐵著色劑！1：4-5稀釋後使用，常溫浸泡30分鐘左右，最後封閉保護！
處理工藝：除油除銹——防鏽水浸泡——磷化發黑——晾乾——封閉保護
質量檢驗
①外觀檢驗
肉眼觀察磷化膜應是均勻、連續、緻密的晶體結構。表面不應有未磷化德的殘餘空白或銹漬。由於前處理的方法及效果的不同，允許出現色澤不一的磷化膜，但不允許出現褐色。
②耐蝕性檢查
⑴浸入法
將磷化後的樣板浸入3﹪的氯化鈉溶液中，經兩小時後取出，表面無銹漬為合格。出現銹漬時間越長，說明磷化膜的耐蝕性越好。
②點滴法
室溫下，將藍點試劑滴在磷化膜上，觀察其變色時間。磷化膜厚度不同，變色時間不同。厚膜﹥5分鐘，中等膜﹥2分鐘，薄膜﹥1分鐘。
十、游離酸度及總酸度的測定。
⒈游離酸度的測定
用移液管吸取10 ml試液於250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加2—3滴甲基橙指示劑（或溴酚藍指示劑）。用0.1mol/l氫氧化鈉標準液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚藍指示劑滴定至由黃變藍紫色）即為終點，記下的耗氫氧化鈉標準液毫升數即為滴定的游離酸度點數。
⒉總酸度的測定
用移液管吸取10 ml試液於250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加2—3滴酚酞指示劑。用0.1mol/l氫氧化鈉標準液滴定至粉紅色即為終點，記下的耗氫氧化鈉標準液毫升數即為滴定的總酸度點數。
