替分步脱脂除锈的方法已经应用有几十年的历史，同样可获满意效果。对于酸洗和脱脂除锈“二合一”一般采用非挥发性的无机酸较适宜。 磷化的基本原理之五——磷化工艺及配方
在磷化工序中，由于各个磷化液生产厂家和就应用厂家基于不同的性能要求，涉及不同配方的磷化液在磷化工艺中应用。但规模商品化应用的也仅只有几大主要类型，如轻铁系、锌系（含改性锌系如三元系）、锰系、锌钙系，所采用的的促进剂基本都是钼酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝硝基化合物等。磷化处理温度通常为常温型5～30℃，低温型35～45℃，中温型50～70℃。
在磷化配方中，大家也许还经常可见到“三合一”、“四合一”，即除油除锈磷化钝化综合处理剂，这里不作叙述。 1 配方组成及性能 1.1 常温低温型磷化
常温磷化是不加温磷化，温度范围是5～30℃。低温磷化通常指磷化温度为35～45℃的磷化工艺，在有些情况下即使温度偏高偏低一点，也认为是低温磷化，尚无统一的标准。常温低温磷化绝大部分以轻铁系磷化、锌系磷化为主，当然也有改进型，如在锌系磷化中加入Mn2+、Ca2+、Ni2+等改性，仍习惯称之为锌系磷化。
铁系轻型磷化形成彩色或灰色磷化膜。轻铁系磷化不能形成厚膜，膜重总是在1g/m2以下。它与涂漆配套的一个显著特点是使漆膜的抗弯曲、抗冲击性能特别好。一般优于其他类型如锌系、锰系、锌钙系磷化。轻铁系磷化槽液还有一些独特的优点，即不需要表面调整；磷化沉渣特别少；槽液工艺范围宽，管理方便，但不足之处是耐盐雾性能稍差。轻铁系磷化可与粉末、涂启、阳极电泳配套，但不适合硝基、过氧乙烯底漆配套，而锌系磷化配套范围要广些。 有一种脱脂-磷化“二合一”的轻铁系磷化，其槽液成分基本与常规轻铁系磷化相同，只不过额外加入一些表面活性剂起脱脂作用，通常以喷淋方式使用，当然还需加一定的消泡剂。这种脱脂-磷化“二合一”工艺，在国内外都有应用：还有一类高游离酸度（含有较高浓度的磷酸）的轻铁系磷化，同样形成轻铁系磷化膜，它同时还可以兼顾除油除锈功能。这种轻铁系除油除锈磷化液与那些不水洗型“三合一”、“四合一”有着本质区别，真正形成了轻铁系磷化膜。 常温低温锌系磷化是使用非常广泛的一种磷化工艺，特别是在家用电器行业，低温锌系磷化完全占有统治地位。甚至在汽车行业，低温锌系磷化也占有一定的比重。常温低温锌系磷化一般需要胶体钛表面预处理，一则细化磷化晶粒形成薄型磷化膜；二则提高磷化成膜速度。低温锌系磷化经表面胶体钛调整预处理的工件，在35～45℃温度范围内，喷淋时只需1～2min，浸泡
也只需要3～8min即可形成均匀完整细致的磷化膜，膜重1.5～2.5g/m2，通过调节游离酸度等方法可稍微增加膜厚。常温低温磷化与各类涂漆均具有很好的配套性。 1.2 中温型磷化
中温磷化通常是指处理温度50～70℃的磷化工艺，温度范围偏高偏低一些也可属于中温磷化之列。中温磷化用于漆前打底，主要是锌系、锰系、锌钙系磷化三大类，它们在工业应用中占有最大的份额。
中温锌系磷化是所有各种类型磷化中应用最为普遍的一种磷化工艺，在涂装行业，它与各类涂装的配套性均好。中温锌系磷化大部分是NO3-单独作为促进剂（在中温50～70℃，NO3-氧化过程中会自动产生NO2-，成为自生NO3-/ NO2-促进剂体系），NO3-含量，通常大于15g/l。采用NO2-或ClO3-与NO3-混合型促进剂可大幅度提高成膜速度，并使磷化膜细密。但NO3-、NO2-、ClO3-三种类型的促进剂均可单独或混合使用，要视具体情况来作出选择。在中温锌系磷化工序中，即使不经过表面调整处理也能形成均匀完整的磷化膜。但表面调整处理可提高磷化速度和细化磷化晶粒，形成细密磷化膜。表面调整可选用胶体钛型或草酸型，草酸型表调还具二次除锈的功能。中温锌系磷化是一种传统的成熟工艺，槽液控制简便，通过选择不同的促进剂、表面调整工序、酸比可获不同的成膜速度和厚度的磷化膜。
在当今汽车行业，比较流行低锌磷化（锌含量在1.5g/l以下）。低锌磷化与阴极电泳配套性好，可充分发挥阴极电泳的优势。在发达国家，高档一些的汽车大都采用低锌磷化。一般在低锌磷化液中还加入Mn2+、Ni2+，一则是为了提高耐蚀性，二则是为了能形成颗状磷化晶粒的磷化膜。低锌磷化一般采用NO3-/NO2-促进剂体系，处理温度50～60℃磷化膜重1.5～2.5g/m2. 纯锰系磷化在涂装行业应用不多，它主要用于防锈与润滑。在涂装行业锌锰系磷化有一定的市场，磷化膜的颜色要比锌系深。常规锌锰系磷化槽液主要是由酸式磷酸锰（商品名马日夫盐）和硝酸锌组成，利用硝酸根作为促进剂，也可加入ClO3-、NO2-提高磷化速度。不管是锰系还是锌锰系磷化，均可控制形成颗粒状紧密磷化晶粒的磷化膜，据报道，这种含锰的颗粒状结晶磷化膜的溶解量达到10%～30%。因此一般阳极电泳前的磷化，往往在磷化槽液中加入一些Mn2+,以改善磷化膜的阳极溶解性能，而表面调整工序会使锰系磷化膜更细密。 锌钙系磷化是锌系磷化的改进型，它具备锌系磷化的一般特点，由于引入Ca2+，它抑制了磷酸锌晶粒的粗大趋势。因此只要加入足够的Ca2+，就能形成颗粒状晶粒细密磷化膜，如果Ca2+的含量不够，仍将存在部分粗大的磷酸锌晶粒。锌钙系磷化不表面调整处理照样能形成细密磷化膜，不用胶体钛表调而用草酸型表调，因为它可除“二次锈”，对磷化非常有利。锌钙系磷化由于引入Ca2+，形成含钙系磷化膜不能厚，膜重1.5～2.5g/m2最适宜，厚膜会影响漆膜抗
弯曲，抗冲击性能。
在锌系、锰系、锌钙系磷化槽液中加入一定的Ni2+可提高耐蚀性，又可使磷化膜的微观结构为颗粒状晶粒，含镍的磷酸盐膜耐碱溶性特别好，提高了漆膜的耐腐蚀能力；只能少量加入聚磷酸盐、多羟基酸，起到降渣、降膜厚的作用，太多时会导致膜薄甚至完全不能成膜；氟化合物起到活性作用，特别是铝件、锌件，氟还改善磷化成膜均匀性。
在中温磷化液中，由于含有大量氧化型促进剂，只要槽液不是大负荷连续操作，一般不会产生Fe2+过量问题，Fe2+形成磷酸铁沉渣。 防锈磷化工艺的应用及工艺流程介绍
磷化工艺的早期应用是防锈，钢铁件经磷化处理形成一层磷化膜，起到防锈作用。经过磷化防锈处理的工件防锈期可达几个月甚至几年（对涂油工件而言），广泛用于工序间、运输、包装贮存及使用过程中的防锈，防锈磷化主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化三大品种。 铁系磷化的主体槽液成分是磷酸亚铁溶液，不含氧化类促进剂，并且有高游离酸度。这种铁系磷化处理温度高于95℃，处理时间长达30min以上，磷化膜重大于10g/m2,并且有除锈和磷化双重功能。这种高温铁系磷化由于磷化速度太慢，现在应用很少。
锰系磷化用作防锈磷化具有最佳性能，磷化膜微观结构呈颗粒密堆集状，是应用最为广泛的防锈磷化。加与不加促进剂均可，如果加入硝酸盐或硝基胍促进剂可加快磷化成膜速度。通常处理温度80～100℃，处理时间10～20min，膜重在7.5克/m2以上。
锌系磷化也是广泛应用的一种防锈磷化，通常采用硝酸盐作为促进剂，处理温度80～90℃，处理时间10～15min，磷化膜重大于7.5g/m2,磷化膜微观结构一般是针片紧密堆集型。 防锈磷化一般工艺流程：
除油除锈--水清洗--表面调整活化--磷化--水清洗--铬酸盐处理--烘干--涂油脂或染色处理。
通过强碱强酸处理过的工件会导致磷化膜粗化现象，采用表面调整活化可细化晶粒。锰系磷化可采用不溶性磷酸锰悬浮液活化。铁系磷化一般不需要调整活化处理。磷化后的工件经铬酸盐封闭可大幅度提高防锈性，如再经过涂油或染色处理可将防锈性提高几位甚至几十倍。 磷化液中总酸与游离酸的定义与皮膜品质关系
按照检验的方法可以测试出总酸度（TA）与游离酸度（FA），而酸比（AR）＝总酸度（TA）／游离酸度（FA）。
因此，总酸度和游离酸的关系的表示方式就是“酸比”。 一、总酸与游离酸的关系
是的，总酸和游离酸的关系的简单表示方式就是“酸比”。可是仅仅谈酸比这样的指针性问题的同时，还有很多的意义是必须让大家了解，因为这是品质与管理的直接关系。
大家都知道酸比是浓度管理的依据，实际上除了浓度外，还有温度和时间也是同时必须管理的，这三个因素是整体磷化的反应机构中不可或缺的。一般磷化的场合，温度和时间基本是固定的控制着，所以直接影响磷化品质的因素就只有浓度。
然而浓度的稳定性是由原料和制造工艺来决定的，在浓度里大做文章就会产生很不一样的磷化品质，甚至会产生不一样的磷化成本。最近有很多的朋友问过这样的问题真是不胜枚举，全部都是根本的问题，所以对于总酸度（TA）与游离酸度（FA）的定义，必须使大家都能明确了解才行。 二、酸比的作用
酸比的作用是和温度及皮膜有关，一般在讨论酸比时是以固定的总酸度而言，随着游离酸度的变化而产生不同的酸比。正确的酸比是：酸比大（10～30）则温度低（50℃～常温），酸比小（5～7）则温度高（70～90℃）。而酸比大温度高或酸比小温度低时，则磷化反应无法顺利完成。除了特殊的场合外，基本上酸比大时则皮膜薄，酸比小时则皮膜厚。
皮膜的重量、厚度和总酸度呈正比关系，但是必须考虑所有物质的平衡性，所以并不是无限制的皮膜量，不是因为总酸度高或处理时间长就可以得到重的皮膜。因为在磷化皮膜生成的过程中，主要是溶液的酸碱度（PH值）达到平衡时，反应就会逐渐停止，这可以从反应的气泡由大变小的过程得知，因此皮膜的生成就会逐渐完成。 一般处理物为钢铁时，其反应机构如下： １．化学反应（化）
铁＋磷酸（游离酸）→磷酸二氢铁（铁分）＋氢气（气泡） ．．．．．．(1) ↓ ↓ ↓〔促进剂〕 ↓〔促进剂〕
↓ └→水 ．．．．．．．．．(2)
└→磷酸铁（淡黄色沉渣） ．．．．．．．．．(3) ２．皮膜生成反应（成）
磷酸二氢锌→磷酸锌（Ｈ皮膜）＋磷酸 ．．．．．．．．．．．．．．．(4) 铁（离子）＋磷酸二氢锌→磷酸锌铁（Ｐ皮膜）＋磷酸 ．．．．．．．．(5) 三、磷化液的制作原理
这里是要谈到磷化液的制作过程，其实并不是很难的。有的家庭作坊仍旧使用磁器的水缸以人工生产；好点的使用塑料桶，小桶的用人工，大桶的用搅拌机；而生产量比较大的使用不锈钢反应釜。总之，先不论制作品质，大家应该知道磷化液的制作是很简单的，而且发现除了国际
知名的大公司外，从事这种工作的大都没有化工基础，只会偷工减料大赚黑心钱，所以磷化液的品质一直为人所诟病。
制作磷化液的三大基础原料是１．磷酸（70～85%） ２．硝酸（40～98%） ３．氧化锌（99.5～99.7%）
依混合酸化学反应的先后顺序，则磷化液的化学反应式为：
１．硝酸＋氧化锌→硝酸锌＋水 ２．磷酸＋氧化锌→磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋水 所以磷化液的组成＝磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌＋水 注：按《化工产品物性辞典》解释
１．磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体，溶于水和酸，水溶液呈酸性。为磷化皮膜剂的主要成分，用于钢铁的防腐蚀。
２．磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末，溶于无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、磷酸）；不溶于乙醇；水中几乎不溶，其溶解度随温度上升而减少。
要先知道磷化液的制作原理，才能推演总酸和游离酸的定义。大家从磷化液的组成（磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌＋水）里可以得知游离酸和总酸了。 没错，游离酸就是──磷酸，真的很简单！那么，总酸呢？ 四、总酸与游离酸的定义
其实，游离酸的定义除了99%来自磷酸外，还有1%来自磷酸二氢锌，不过只用磷酸来定义游离酸也是可以的。现在大家应该可以知道总酸的定义＝磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌，为什么？一一解释如下：（化学常识） １．磷酸→有游离酸和总酸，而且酸比约为2 ２．磷酸二氢锌→主要是总酸，几乎没有游离酸 ３．磷酸锌→只有总酸 ４．硝酸锌→只有总酸
再接再厉的来谈谈这些总酸所延伸出来的作用，那么对磷化液就更可以清晰如纯净水了。 五、皮膜品质
整个磷化的反应过程里，处理温度和处理时间的管理可以说是物理性质，而浓度的管理是和皮膜品质产生直接性密切关系的化学性质，这是众所周知的事实。因此，特别要剖析浓度的奥妙给大家知道，因为这样的磷化技术已经开始普及到每个地区，甚至于普及到每个工厂。原因是现行环境的趋势，为了将磷化工艺成本（磷化液的危险品运输＋包装＝1000～2000元／吨）降至最低（零），所以由每个使用单位自行制作磷化液的机制开始运作起来，所以必须了解磷