กระบวนการชุบผิวของชิ้นส่วนกลึง

ฟอสเฟตเป็นกระบวนการของปฏิกิริยาเคมีและไฟฟ้าเคมีเพื่อสร้างฟิล์มแปลงเคมีฟอสเฟตซึ่งเรียกว่าฟิล์มฟอสเฟตวัตถุประสงค์ของฟอสเฟตคือส่วนใหญ่เพื่อป้องกันโลหะฐานและป้องกันโลหะจากการกัดกร่อนในระดับหนึ่งใช้สำหรับรองพื้นก่อนทาสีเพื่อเพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของฟิล์มสีใช้สำหรับหล่อลื่นกันเสียดสีในกระบวนการทำงานเย็นโลหะ

1. เหตุผล:
กระบวนการฟอสเฟตประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีและไฟฟ้าเคมีกลไกปฏิกิริยาฟอสเฟตของระบบและวัสดุฟอสเฟตที่แตกต่างกันมีความซับซ้อนแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะทำการวิจัยมากมายในด้านนี้ แต่ก็ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้นานมาแล้ว กลไกการเกิดฟิล์มฟอสเฟตถูกอธิบายง่ายๆ ด้วยสมการปฏิกิริยาเคมี:
8Fe+5Me (H2PO4) 2+8H2O+H3PO4Me2Fe (PO4) 2 · 4H2O (เมมเบรน)+Me3 (PO4) · 4H2O (เมมเบรน)+7FeHPO4 (ตะกอน)+8H2 ↑
ฉันคือ Mn, Zn ฯลฯ Machu ฯลฯ เชื่อว่าเหล็กที่แช่ในสารละลายที่อุณหภูมิสูงที่มีกรดฟอสฟอริกและไดไฮโดรเจนฟอสเฟตจะสร้างฟิล์มผลึกฟอสเฟตที่ประกอบด้วยตะกอนฟอสเฟต และผลิตตะกอนเหล็กฟอสเฟตไฮโดรเจนและไฮโดรเจนคำอธิบายของกลไกนี้ค่อนข้างหยาบและไม่สามารถอธิบายกระบวนการสร้างฟิล์มได้อย่างสมบูรณ์ด้วยการวิจัยฟอสเฟตที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ในปัจจุบัน นักวิชาการเห็นพ้องกันว่ากระบวนการสร้างฟิล์มฟอสเฟตส่วนใหญ่ประกอบด้วยสี่ขั้นตอนต่อไปนี้:
① การกัดกรดจะลดความเข้มข้นของ H+ บนพื้นผิวของโลหะพื้นฐาน
เฟ – 2e→ Fe2+
2H2－+2e→2[H] (1)
H2
② ตัวเร่งปฏิกิริยา (ออกซิไดซ์)
[O]+[H] → [R]+H2O
Fe2++[O] → Fe3++[R]
ในสูตร [O] เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (ออกซิไดซ์) และ [R] คือผลิตภัณฑ์รีดักชันเนื่องจากเครื่องเร่งปฏิกิริยาออกซิไดซ์อะตอมไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกของปฏิกิริยา ความเร็วของปฏิกิริยา (1) จึงถูกเร่ง ซึ่งจะทำให้ความเข้มข้น H+ บนพื้นผิวโลหะลดลงอย่างรวดเร็วในเวลาเดียวกัน Fe2+ ในสารละลายจะถูกออกซิไดซ์เป็น Fe3+
③ การแยกตัวของฟอสเฟตแบบหลายขั้นตอน
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－ (3)
เนื่องจากความเข้มข้นของ H+ ลดลงอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวโลหะ สมดุลการแยกตัวของฟอสเฟตในทุกระดับจะเคลื่อนไปทางขวา และสุดท้าย PO43 -
④ ฟอสเฟตตกตะกอนและตกผลึกเป็นฟิล์มฟอสเฟต
เมื่อ PO43 - แยกออกจากพื้นผิวโลหะถึงค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย Ksp ที่มีไอออนของโลหะ (เช่น Zn2+, Mn2+, Ca2+, Fe2+) ในสารละลาย (ส่วนต่อประสานโลหะ) จะเกิดการตกตะกอนของฟอสเฟต
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓ （4)
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓ （5）
การตกตะกอนของฟอสเฟตและโมเลกุลของน้ำรวมกันเป็นนิวเคลียสของผลึกฟอสเฟต ซึ่งยังคงเติบโตเป็นธัญพืชที่มีฟอสเฟต และเมล็ดพืชจำนวนนับไม่ถ้วนถูกเรียงซ้อนกันอย่างใกล้ชิดเพื่อสร้างฟิล์มฟอสเฟตแบบเลื่อนลอย
ปฏิกิริยาข้างเคียงของการตกตะกอนฟอสเฟตจะสร้างตะกอนฟอสเฟต
Fe3++PO43－=FePO4 (6)
กลไกข้างต้นไม่เพียงแต่อธิบายกระบวนการขึ้นรูปฟิล์มฟอสเฟตของซีรีส์สังกะสี ชุดแมงกานีส และชุดแคลเซียมสังกะสีเท่านั้น แต่ยังเป็นแนวทางในการออกแบบสูตรและกระบวนการฟอสเฟตอีกด้วยจากกลไกข้างต้น จะเห็นได้ว่าสารออกซิไดซ์ที่เหมาะสมสามารถเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยา (2);ความเข้มข้นของ H+ ที่ต่ำกว่าสามารถทำให้สมดุลการแตกตัวของปฏิกิริยาการแยกตัวของฟอสเฟต (3) เลื่อนไปทางขวาได้ง่ายขึ้นเพื่อแยก PO43 -;หากมีการยึดเกาะพื้นผิวของจุดแอ็คทีฟบนพื้นผิวโลหะ ปฏิกิริยาการตกตะกอน (4) (5) สามารถสร้างนิวเคลียสการตกตะกอนของฟอสเฟตโดยไม่มีความอิ่มตัวมากเกินไปการสร้างตะกอนฟอสเฟตขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา (1) และปฏิกิริยา (2)ความเข้มข้นสูงของสารละลาย H+in และตัวเร่งปฏิกิริยาที่แรงจะทำให้ตะกอนเพิ่มขึ้นดังนั้น ในสูตรฟอสเฟตจริงและการใช้กระบวนการ พื้นผิวคือ: ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่ง (ออกซิไดซ์);อัตราส่วนกรดสูง (กรดอิสระค่อนข้างต่ำ เช่น ความเข้มข้นของ H+);การปรับพื้นผิวโลหะให้มีจุดแอคทีฟสามารถปรับปรุงความเร็วของปฏิกิริยาฟอสเฟต และสามารถสร้างฟิล์มที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้อย่างรวดเร็วดังนั้น กลไกข้างต้นจึงเป็นไปตามการออกแบบสูตรฟอสเฟตอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำ และเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาแรง อัตราส่วนกรดสูง กระบวนการปรับพื้นผิว ฯลฯ
เกี่ยวกับตะกอนฟอสเฟตเนื่องจากตะกอนฟอสเฟตส่วนใหญ่เป็น FePO4 จึงต้องลดปริมาณ Fe3+ ลง เพื่อลดปริมาณตะกอนนั่นคือ มีการนำสองวิธีมาใช้: ลดความเข้มข้น H+ของสารละลายฟอสเฟต (ความเป็นกรดอิสระต่ำ) เพื่อลดการเกิดออกซิเดชันของ Fe2+to Fe3+
กลไกการฟอสเฟตของสังกะสีและอะลูมิเนียมโดยทั่วไปจะเหมือนกับข้างต้นความเร็วฟอสเฟตของวัสดุสังกะสีนั้นรวดเร็ว และฟิล์มฟอสเฟตนั้นประกอบด้วยสังกะสีฟอสเฟตเท่านั้น และมีตะกอนเพียงเล็กน้อยโดยทั่วไป สารประกอบฟลูออรีนมากขึ้นจะถูกเติมลงในอะลูมิเนียมฟอสเฟตเพื่อสร้างเป็น AlF3 และ AlF63 -กลไกของกระบวนการพอลิเมอไรเซชันขั้นตอนอะลูมิเนียมฟอสเฟตนั้นโดยทั่วไปเหมือนกับข้างต้น

2. การจำแนกประเภทฟอสเฟต
มีวิธีการจำแนกหลายประเภทสำหรับฟอสเฟต แต่โดยทั่วไปจะจำแนกตามระบบการขึ้นรูปฟิล์มฟอสเฟต ความหนาของฟิล์มฟอสเฟต อุณหภูมิฟอสเฟต และชนิดเร่ง
2.1 การจำแนกตามระบบฟิล์มฟอสเฟต
ตามระบบการขึ้นรูปฟิล์มฟอสเฟต ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นหกประเภท: ระบบสังกะสี ระบบแคลเซียมสังกะสี ระบบแมงกานีสสังกะสี ระบบแมงกานีส ระบบเหล็ก และระบบเหล็กอสัณฐาน
ส่วนประกอบหลักของสารละลายอาบน้ำสังกะสีฟอสเฟตคือ: Zn2+, H2PO3 -, NO3 -, H3PO4, สารเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ องค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟตที่เกิดขึ้น (ชิ้นส่วนเหล็ก): Zn3 (po4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O.เมล็ดพืชฟอสเฟตมีลักษณะเป็นฟันเดนไดรต์ มีหนามแหลม และมีรูพรุนใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับรองพื้นก่อนทาสีป้องกันการกัดกร่อนและการหล่อลื่นต้านการเสียดสีในการทำงานเย็น
ส่วนประกอบหลักของสารละลายอาบน้ำสังกะสีแคลเซียมฟอสเฟตคือ: Zn2+, Ca2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 และสารเติมแต่งอื่นๆองค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟต (ชิ้นส่วนเหล็ก): Zn2Ca (PO4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2Oเมล็ดพืชฟอสเฟตเป็นเม็ดเล็ก (บางครั้งมีเข็มขนาดใหญ่เหมือนเมล็ดพืช) มีรูพรุนน้อยใช้สำหรับรองพื้นและป้องกันการกัดกร่อนก่อนทาสี
องค์ประกอบหลักของสารละลายอาบน้ำสังกะสีแมงกานีสฟอสเฟต: Zn2+, Mn2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 และสารเติมแต่งอื่น ๆองค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟต: Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2O, (Mn, Fe) 5H2 (PO4) 4 · 4H2Oเม็ดฟอสเฟตจะอยู่ในรูปแบบเม็ดเข็มเดนไดรต์ผสมคริสตัลที่มีรูพรุนน้อยใช้กันอย่างแพร่หลายในการทารองพื้นก่อนทาสีป้องกันการกัดกร่อนและการหล่อลื่นต้านการเสียดสีระหว่างการทำงานที่เย็น

องค์ประกอบหลักของสารละลายอาบน้ำแมงกานีสฟอสเฟต: Mn2+, NO3 -, H2PO4, H3PO4 และสารเติมแต่งอื่น ๆองค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟตที่เกิดขึ้นบนชิ้นส่วนเหล็ก: (Mn, Fe) 5H2 (PO4) 4 · 4H2Oฟิล์มฟอสเฟตมีความหนาและมีรูพรุนน้อย และเมล็ดฟอสเฟตมีความหนาแน่นสูงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการหล่อลื่นป้องกันการกัดกร่อนและงานเย็น
องค์ประกอบหลักของสารละลายอาบน้ำเหล็กฟอสเฟต: Fe2+, H2PO4, H3PO4 และสารเติมแต่งอื่น ๆองค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟต (ชิ้นงานเหล็ก): Fe5H2 (PO4) 4 · 4H2Oฟิล์มฟอสเฟตมีความหนา อุณหภูมิฟอสเฟตสูง เวลาในการรักษานาน ฟิล์มมีรูพรุนมากมาย และเมล็ดฟอสเฟตมีลักษณะเป็นเม็ดใช้สำหรับหล่อลื่นป้องกันการกัดกร่อนและงานเย็น
ส่วนประกอบหลักของสารละลายอาบด้วยเหล็กฟอสฟอรัส: Na+(NH4+), H2PO4, H3PO4, MoO4 - (ClO3 -, NO3 -) และสารเติมแต่งอื่นๆองค์ประกอบหลักของฟิล์มฟอสเฟต (ชิ้นส่วนเหล็ก): Fe3 (PO4) 2 · 8H2O, Fe2O3ฟิล์มฟอสเฟตมีความบาง และโครงสร้างไมโครฟิล์มคือการกระจายระนาบของเฟสอสัณฐาน ซึ่งใช้สำหรับรองพื้นก่อนทาสีเท่านั้น

2.2 การจำแนกตามความหนาของฟิล์มฟอสเฟต
ตามความหนาของฟิล์มฟอสเฟต (น้ำหนักของฟิล์มฟอสเฟต) แบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ ซับไลท์เวท ไลท์เวท ซับเฮฟวี่เวท และเฮฟวี่เวทน้ำหนักของฟิล์มรองน้ำหนักเบาเพียง 0.1~1.0g/m2โดยทั่วไปแล้วจะเป็นฟิล์มฟอสเฟตระบบเหล็กอสัณฐานซึ่งใช้สำหรับการรองพื้นก่อนทาสีเท่านั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ผิดปกติฟิล์มน้ำหนักเบานี้มีน้ำหนัก 1.1~4.5 ก./ตร.ม. และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสีรองพื้นก่อนทาสี แต่ไม่ค่อยใช้ในอุตสาหกรรมป้องกันการกัดกร่อนและการแปรรูปเย็นความหนาของฟิล์มฟอสเฟตชนิดย่อยหนักคือ 4.6 ～ 7.5 g/m2เนื่องจากฟิล์มมีน้ำหนักมาก ฟิล์มจึงมีความหนา (โดยทั่วไป>3 μ m) ใช้เป็นสีรองพื้นก่อนทาสีน้อยกว่า (ใช้เป็นสีรองพื้นก่อนทาสีสำหรับชิ้นส่วนเหล็กที่ไม่เสียรูปโดยทั่วไปเท่านั้น) และสามารถใช้ป้องกันการกัดกร่อนได้ และการแปรรูปเย็นเพื่อลดแรงเสียดทานและการหล่อลื่นฟิล์มหนักมีน้ำหนักมากกว่า 7.5 g/m2 และไม่ใช้สีรองพื้นก่อนทาสีใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันการกัดกร่อนและงานเย็น

2.3 การจำแนกตามอุณหภูมิการบำบัดฟอสเฟต
ตามอุณหภูมิการรักษา สามารถแบ่งออกเป็นอุณหภูมิปกติ อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิปานกลาง และอุณหภูมิสูงฟอสเฟตอุณหภูมิปกติไม่มีความร้อนฟอสเฟตอุณหภูมิการรักษาทั่วไปของฟอสเฟตอุณหภูมิต่ำคือ 30-45 ℃อุณหภูมิฟอสเฟตปานกลางโดยทั่วไปคือ 60 ~ 70 ℃ฟอสเฟตอุณหภูมิสูงโดยทั่วไปจะมากกว่า 80 ℃วิธีการแบ่งอุณหภูมินั้นไม่เข้มงวดบางครั้งมีอุณหภูมิปานกลางและอุณหภูมิสูงขึ้นอยู่กับความต้องการของแต่ละคน แต่โดยทั่วไปแล้ววิธีการแบ่งตามด้านบนจะปฏิบัติตาม

2.4 จำแนกตามประเภทคันเร่ง
เนื่องจากมีสารเร่งปฏิกิริยาฟอสเฟตเพียงไม่กี่ชนิด จึงควรทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารละลายในการอาบน้ำตามประเภทของสารเร่งอุณหภูมิการบำบัดด้วยฟอสเฟตโดยทั่วไปสามารถกำหนดได้ตามชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น NO3 accelerant ส่วนใหญ่เป็นฟอสเฟตอุณหภูมิปานกลางเครื่องเร่งอนุภาคแบ่งออกเป็นประเภทไนเตรต ประเภทไนไตรต์ ประเภทคลอเรต ประเภทไนไตรด์อินทรีย์ ประเภทโมลิบเดต และประเภทหลักอื่นๆคันเร่งแต่ละประเภทสามารถใช้ร่วมกับคันเร่งอื่น ๆ และมีหลายสาขาย่อยประเภทไนเตรตประกอบด้วย: NO3 - type, NO3 -/NO2 - (autogenous type)ประเภทคลอเรต ได้แก่ ClO3 －, ClO3 －/NO3 －, ClO3 －/NO2 －ไนไตรต์ประกอบด้วย: ไนโตรกัวนิดีน R - NO2 -/ClO3 -ประเภทโมลิบเดตประกอบด้วย MoO4 -, MoO4 -/ClO3 -, MoO4 -/NO3 -
การจำแนกประเภทฟอสเฟตมีหลายวิธี เช่น แบ่งเป็นชิ้นส่วนเหล็ก ชิ้นส่วนอลูมิเนียม ชิ้นส่วนสังกะสี และชิ้นส่วนผสมตามวัสดุ

2、 การปรับสภาพก่อนฟอสเฟต
โดยทั่วไป การบำบัดด้วยฟอสเฟตกำหนดให้พื้นผิวของชิ้นงานควรเป็นพื้นผิวโลหะที่สะอาด (ยกเว้นสองในหนึ่ง สามในหนึ่ง และสี่ในหนึ่งเดียว)ก่อนทำการชุบฟอสเฟต จะต้องปรับสภาพชิ้นงานก่อนเพื่อขจัดคราบไขมัน สนิม ผิวออกไซด์ และการปรับพื้นผิวโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟอสเฟตสำหรับรองพื้นก่อนทาสีต้องมีการปรับพื้นผิวเพื่อให้พื้นผิวโลหะมี "กิจกรรม" บางอย่าง เพื่อให้ได้ฟิล์มฟอสเฟตที่สม่ำเสมอ ละเอียด และหนาแน่น และตรงตามข้อกำหนดในการปรับปรุงการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของสี ฟิล์ม.ดังนั้นการปรับสภาพฟอสเฟตก่อนจึงเป็นพื้นฐานเพื่อให้ได้ฟิล์มฟอสเฟตคุณภาพสูง
1. ลดความมัน
จุดประสงค์ของการกำจัดไขมันคือการขจัดไขมันและสิ่งสกปรกที่เป็นมันบนพื้นผิวของชิ้นงานรวมทั้งวิธีการทางกลและวิธีทางเคมีวิธีการทางกลส่วนใหญ่รวมถึงการแปรงด้วยมือ การพ่นทรายและการยิงระเบิด การเผาไหม้ด้วยเปลวไฟ ฯลฯ วิธีการทางเคมีส่วนใหญ่รวมถึงการทำความสะอาดด้วยตัวทำละลาย การทำความสะอาดด้วยกรด การทำความสะอาดสารละลายด่างเข้มข้น และการทำความสะอาดสารทำความสะอาดที่เป็นด่างต่ำข้อมูลต่อไปนี้อธิบายกระบวนการล้างไขมันด้วยสารเคมี
1.1 การทำความสะอาดตัวทำละลาย
โดยทั่วไปจะใช้วิธีการตัวทำละลายเพื่อขจัดไขมันโดยวิธีไอฮาโลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ติดไฟหรือวิธีอิมัลซิฟิเคชั่นวิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการใช้ไอไตรคลอโรอีเทน ไตรคลอโรเอทิลีน และเปอร์คลอโรเอทิลีนเพื่อขจัดไขมันการขจัดคราบไขมันด้วยไอน้ำทำได้รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ สะอาดและทั่วถึง และมีผลในการกำจัดน้ำมันและไขมันทุกชนิดได้เป็นอย่างดีการเพิ่มอิมัลชันจำนวนหนึ่งลงในคลอรีนไฮโดรคาร์บอนมีผลดีทั้งในการแช่และการฉีดพ่นเนื่องจากความเป็นพิษของคลอรีนฮาโลเจนและอุณหภูมิการกลายเป็นไอสูง ตลอดจนการปรากฏตัวของสารทำความสะอาดที่เป็นด่างต่ำแบบใช้น้ำแบบใหม่ จึงไม่ค่อยได้ใช้วิธีการล้างไขมันด้วยไอน้ำด้วยตัวทำละลายและโลชั่น