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前言 1

第1章 概述 1

1.1基本概念 1

1.1.1表面处理 1

1.1.2化学转化膜 2

1.1.3磷化及磷化技术 3

1.1.4氧化与着色 3

1.1.5前处理与后处理 3

1.1.6涂装与塑性加工 3

1.2化学基础 4

1.2.1化学反应 4

1.2.2电化学反应 6

1.2.3缓冲溶液 8

1.2.4难溶强电解质的溶度积 8

1.2.5相似相溶原理 9

1.2.6溶液的含量 10

1.3磷化技术的发展过程及发展趋势 11

1.3.1磷化技术的发展过程 11

1.3.2磷化技术的发展趋势 11

1.4磷化处理的典型工艺 12

1.5磷化技术的应用范围 13

1.6磷化所涉及的相关技术 14

1.6.1除油与磷化的关系 14

1.6.2除锈与磷化的关系 14

1.6.3表面调整与磷化的关系 15

1.6.4磷化、氧化、钝化与退漆 15

1.6.5磷化与磷化设备 15

1.7清洁生产与保护环境 15

第2章 除油 17

2.1工件上油污的来源 17

2.2工件上油污的性质 17

2.2.1防锈油 18

2.2.2润滑油 22

2.2.3润滑脂 23

2.2.4切削液 26

2.3除油机理 26

2.3.1溶解 26

2.3.2皂化 28

2.3.3表面张力 29

2.3.4润湿 29

2.3.5卷离 30

2.3.6乳化 30

2.3.7分散 31

2.3.8增溶 31

2.3.9鳌合 31

2.3.10温度 33

2.3.11压力 33

2.4除油方法 33

2.4.1除油方法分类 33

2.4.2有机溶剂除油 34

2.4.3碱液除油 36

2.4.4表面活性剂除油 37

2.4.5脱脂剂除油 39

2.4.6电化学除油 41

2.4.7超声波除油 42

2.4.8其他除油方法 42

2.5影响除油效果的因素及除油中注意的问题 44

2.5.1影响除油效果的因素 44

2.5.2除油中应注意的问题 45

2.6各种除油剂配方 46

2.7除油剂常用化工原料简介 51

2.7.1有机溶剂类 51

2.7.2无机类 52

2.7.3表面活性剂类 57

第3章 除锈 63

3.1锈的基本成分与成因 63

3.1.1金属腐蚀 63

3.1.2锈的成因 63

3.1.3生锈的化学反应过程 63

3.1.4锈的成分及性质 65

3.1.5金属腐蚀的基本特征 66

3.1.6金属腐蚀的鉴别 66

3.1.7金属锈蚀程度等级 67

3.2除锈机理 67

3.2.1机械剥离 67

3.2.2化学溶解 67

3.2.3电化学还原性溶解 67

3.2.4化学剥离 67

3.2.5氧化作用 68

3.2.6还原反应 68

3.2.7络合作用 68

3.3除锈方法 68

3.3.1除锈方法分类 68

3.3.2物理除锈法 69

3.3.3化学除锈法 72

3.3.4电化学除锈法 73

3.3.5超声波除锈法 74

3.3.6除锈后的等级及表面状况 74

3.4除锈常用酸 75

3.4.1盐酸 75

3.4.2硫酸 75

3.4.3硝酸 76

3.4.4磷酸 76

3.4.5氢氟酸 77

3.4.6铬酸 77

3.4.7氨基磺酸 77

3.4.8有机酸 78

3.5除锈添加剂 78

3.5.1缓蚀剂 78

3.5.2抑雾剂 79

3.5.3渗透剂 79

3.5.4络合剂 79

3.6除锈后的防锈 79

3.7影响除锈效果的因素及注意事项 80

3.7.1影响除锈效果的因素 80

3.7.2除锈时需注意的事项 82

3.8常用除锈剂配方 83

3.9除锈剂常用化工原料简介 88

3.9.1酸类基本化工原料 88

3.9.2缓蚀剂类化工原料 90

第4章 表面调整 92

4.1表面调整的目的 92

4.2表面调整的作用 92

4.3表面调整对磷化膜质量的影响 93

4.3.1表面调整对磷化膜晶体结构的影响 93

4.3.2表面调整对磷化膜重量的影响 94

4.3.3表面调整对磷化膜性能的影响 95

4.4表面调整方法 96

4.4.1表面调整方法分类 96

4.4.2机械法表面调整 96

4.4.3化学法表面调整 98

4.4.4物化法表面调整 98

4.5表面调整剂配方 99

4.6表面调整的应用 100

第5章 磷化 102

5.1磷化的作用及分类 102

5.1.1磷化的作用 102

5.1.2磷化的分类 103

5.2磷化机理 103

5.2.1磷酸及磷酸盐 103

5.2.2磷化成膜过程 105

5.2.3磷化过程动力学 106

5.2.4磷化速率 106

5.2.5晶核的形成 107

5.2.6碱金属磷酸盐的成膜机理 108

5.3磷化加速剂 109

5.3.1重金属离子促进剂 110

5.3.2硝酸盐促进剂 110

5.3.3亚硝酸盐促进剂 111

5.3.4有机硝基化合物促进剂 112

5.3.5氯酸盐促进剂 112

5.3.6过氧化物促进剂 113

5.3.7钼酸盐促进剂 114

5.3.8氟化物促进剂 114

5.4磷化膜的基本特性 114

5.4.1磷化膜的结晶形状 114

5.4.2磷化膜的组成 115

5.4.3磷化膜的重量与厚度 116

5.4.4磷化膜的“P”比 117

5.4.5“P”比对磷化膜性能的影响 118

5.4.6磷化膜的孔隙率 119

5.4.7磷化膜的热稳定性 120

5.4.8磷化膜的绝缘性及抗腐蚀性 121

5.5磷化工艺参数 121

5.5.1磷化槽液的pH值 121

5.5.2磷化槽液的游离酸度 121

5.5.3磷化槽液的总酸度 122

5.5.4磷化槽液的酸比 123

5.5.5磷化槽液的促进剂浓度 124

5.5.6磷化槽液的锌离子浓度 124

5.5.7磷化温度 124

5.5.8磷化时间 125

5.6磷化方式 125

5.6.1浸渍磷化 125

5.6.2喷淋磷化 126

5.6.3喷浸结合磷化 127

5.6.4刷涂磷化 127

5.7磷化处理液的配制 127

5.8磷化后处理 128

5.8.1磷化后的水洗 128

5.8.2磷化后的纯水洗 129

5.8.3磷化后的钝化 129

5.8.4磷化后的干燥 131

5.9影响磷化膜质量的因素及生产管理 132

5.9.1影响磷化膜质量的因素 132

5.9.2磷化生产管理及质量管理 134

5.10有色金属的磷化 135

5.10.1铝及其合金的磷化 136

5.10.2锌及其合金的磷化 137

5.10.3镁及其合金的磷化 137

5.11特殊磷化工艺 138

5.11.1有机磷化 138

5.11.2“二合一”磷化处理 139

5.11.3“四合一”磷化处理 139

5.11.4磷化漆与磷化底漆 140

5.11.5着色磷化 140

5.12磷化残渣的清除 141

5.12.1磷化残渣的生成 141

5.12.2磷化残渣的组成 141

5.12.3磷化残渣的危害 142

5.12.4磷化残渣的控制 142

5.12.5磷化残渣的清除 142

5.13常用磷化液配方 145

5.14磷化剂常用化工原料简介 156

第6章 磷化应用 161

6.1防锈 161

6.1.1金属的重型磷化 161

6.1.2重型磷化后的钝化 162

6.1.3重型磷化后涂油 162

6.1.4重型磷化后皂化或涂蜡 163

6.1.5重型磷化后的着色 163

6.2涂装底层 163

6.2.1漆前处理 163

6.2.2油漆涂装 164

6.2.3电泳涂装 166

6.2.4粉末涂装 168

6.3冷塑性加工 171

6.3.1冷塑性加工前处理 171

6.3.2冷镦 172

6.3.3冷挤压 173

6.3.4拔管 173

6.3.5拉丝 175

6.3.6深拉延 177

6.4减摩及润滑 178

6.5绝缘 179

第7章 分析与检测 181

7.1磷化分析中常用的仪器 181

7.2常用标准液及指示剂的配制 181

7.2.1氢氧化钠标准溶液的配制 181

7.2.2硫酸标准溶液的配制 182

7.2.3盐酸标准溶液的配制 182

7.2.4高锰酸钾标准溶液的配制 183

7.2.5常用指示剂的配制 184

7.3槽液分析 184

7.3.1除油槽液的分析 184

7.3.2除锈槽液的分析 188

7.3.3水洗工序水的测定 189

7.3.4磷化槽液的分析 190

7.3.5磷化槽液的全自动分析与补加 195

7.3.6润滑处理槽液的分析 196

7.3.7钝化槽液的分析 196

7.4工件除油后的检验 199

7.4.1水润湿法 199

7.4.2验油试纸法 199

7.5工件除锈后的检验 199

7.6磷化膜的检验 199

7.6.1磷化膜外观的检验 199

7.6.2磷化膜重量的测定 200

7.6.3磷化膜厚度的测定 201

7.6.4磷化膜孔隙率的测定 201

7.6.5磷化膜耐蚀性能的测定 201

7.6.6磷化膜电泳时溶出量的测定 202

7.7磷化膜与涂膜配套性能的检测 202

7.7.1涂膜光泽的检测 202

7.7.2涂膜厚度的检测 202

7.7.3涂膜硬度的检测 202

7.7.4涂膜的附着力的检测 203

7.7.5涂膜耐冲击性能的检测 204

7.7.6涂膜耐弯曲性能的检测 204

7.7.7涂膜耐杯突性能的检测 205

7.7.8涂膜耐盐雾性能的检测 205

7.7.9涂膜耐酸碱性能的检测 205

第8章 磷化处理设备 206

8.1浸渍式设备 206

8.1.1槽体 206

8.1.2加热装置 211

8.1.3通风装置 216

8.1.4搅拌装置 218

8.2喷淋式设备 219

8.2.1喷淋式设备分类 219

8.2.2喷淋式设备简介 219

8.2.3喷淋式设备结构 221

8.2.4喷淋式设备设计 224

8.3干燥设备 227

8.3.1干燥设备分类 227

8.3.2加热方式简介 228

8.3.3干燥加热装置 229

8.3.4干燥设备结构 233

8.3.5干燥设备设计 238

8.3.6干燥室温度的控制 241

8.4输送设备 242

8.4.1输送设备的类型 242

8.4.2悬挂输送机的组成 243

8.4.3悬挂输送设备的计算 246

8.4.4悬挂输送机的设计与安装 247

8.5制纯水设备 248

8.5.1离子交换原理 248

8.5.2砂滤柱 249

8.5.3离子交换柱 249

8.5.4离子交换树脂 249

8.5.5离子交换柱组合形式 249

8.5.6支架及管路 250

第9章 磷化应用实例 251

9.1小型面包车壳体的整车磷化处理 251

9.2轻型汽车的漆前磷化处理 252

9.3自行车的漆前磷化处理 257

9.4洗衣机壳体的磷化处理 258

9.5钢丝拉拔前的磷化处理 260

9.6钢管拉拔前的磷化处理 263

9.7仪器仪表壳体的磷化处理 264

9.8吊扇的漆前磷化处理 265

9.9健身器材的漆前磷化处理 266

第10章 氧化 268

10.1钢铁的氧化处理 268

10.1.1钢铁在金属熔融液中的氧化及回火着色 268

10.1.2钢铁的水蒸气氧化 269

10.1.3钢铁在碱溶液中的发蓝 269

10.1.4钢铁在化学溶液中的常温发黑 273

10.1.5钢铁氧化的后处理 275

10.1.6钢铁氧化处理的典型工艺流程 275

10.2铝及其合金的氧化处理 276

10.2.1铝的水氧化处理 276

10.2.2铝及其合金的化学氧化处理 276

10.2.3铝及其合金的电化学氧化处理 280

10.2.4铝及其合金的微弧氧化 290

10.2.5铝的氧化着色 291

10.2.6铝氧化后的封闭处理 292

10.2.7铝及其合金氧化膜的检测 294

10.2.8影响铝氧化膜质量的因素及氧化缺陷与对策 295

10.3镁合金的氧化处理 299

10.3.1镁合金的化学氧化处理 299

10.3.2镁合金的电化学氧化处理 301

10.4铜及其合金的氧化处理 301

10.4.1铜在盐浴中的氧化 302

10.4.2铜及其合金的化学氧化 302

10.4.3铜及其合金的电化学氧化 302

10.4.4铜及其合金的钝化 303

10.4.5铜及其合金的着色 304

第11章 退漆 306

11.1退漆方法 306

11.1.1物理退漆法 306

11.1.2化学退漆法 306

11.2有机脱漆剂的组成 307

11.3有机脱漆剂的性能检测 308

11.3.1脱漆速度的检测 308

11.3.2脱漆效率的检测 308

11.3.3脱漆剂其他性能的检测 308

11.4脱漆剂配方 309

第12章 三废治理 314

12.1概述 314

12.1.1工业污染治理所面临的问题 314

12.1.2我国经济发展面临的问题 314

12.1.3清洁生产的意义 315

12.2磷化处理过程中“三废”的来源 315

12.2.1废气的来源 315

12.2.2废水的来源 316

12.2.3废渣的来源 316

12.3“三废”排放的控制 316

12.3.1废气排放的控制 317

12.3.2废水排放的控制 317

12.3.3废渣排放的控制 318

12.4“三废”处理方法 318

12.4.1有机废气的处理 318

12.4.2酸性废气的处理 320

12.4.3废气处理设备 322

12.4.4含油废水的处理 324

12.4.5酸性废水的处理 326

12.4.6含铬废水的处理 327

12.4.7磷化废水的综合治理 331

12.4.8废渣的治理 332

12.5“三废”的综合利用 333

12.5.1废溶剂的回收利用 333

12.5.2利用盐酸废液制备三氯化铁 333

12.5.3利用硫酸废液制备硫酸亚铁 334

12.5.4利用硫酸废液制备钙铁黄颜料 335

12.5.5磷化残渣、除锈废液和磷化废液的综合利用 336

12.5.6含铬废渣的处理与应用 338

参考文献 341