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什么是磷酸盐皮膜处理
金属制品若能经常保持一定的光泽，是多么美丽的事啊！然而，这
仅是一种理想，金
属已变色或生锈腐蚀以至变形，不能发挥其原来的机
能。因此，对金属所造出来的日用品
、机械、建筑物、汽车，甚至高级
美术品的表面，必须想办法来处理以防止前述的变化。
那么，防止金属表面的变化有什么方法呢？大致上，有电镀、
化学
镀、染色法、阳极酸化法、涂装法、化学处理法、喷镀法、表面硬化法、
其他等方法。通常，金属产品都采用上述某种方法来处理。
Pallond
处理法就是把这些处理法之中化学处理法的一种。
是钢铁上
产生磷酸盐皮膜方法的总称。
磷酸盐皮膜化成是一种腐蚀反应，将腐蚀成份停留在金属表面，用
巧妙的
方法利用腐蚀生成物变成一种皮膜。
磷酸盐皮膜药品是由磷酸
（
H
3
PO
4
）与第一磷酸盐
[Me
（
H
2
PO
4
）
2
…
Me
< br>是
Mn
、
Zn
< br>等二价金属
]
所组成，其生成机理如下：
⑴
Fe
（被处理物）＋
2 H
3
PO
4<
/p>
→
Fe
（
H
2
PO
4
）
2
＋
2H
2
⑵
Me
（
H
2
PO
4
）
2
→
< br>Me HPO
4
＋
2H
3
PO
4
⑶
3Me HPO
4
< br>→
Me
3
（
PO
4
）
2
＋
H
3
PO
4
（皮膜主要成分）
首先，被处理品预
处理液接触后即引起⑴的反应。然后，产生氢而
溶解于液中，因此，处理液全体的
H
3
PO
4
→减少了，为了要恢复所减少
的
H
3
PO
4
，
继续引起⑵及⑶的反应。
结果，
处理品表面产生不溶性
的
Me
3
（
P
O
4
）
2
、<
/p>
XH
2
O
·
Me HPO
4
、
H
2
O
的皮膜。
这样所得的磷酸盐皮膜的性质有：
⑴所造出来的皮膜是无机质的
⑵是由化学反应所造出来的皮膜
⑶皮膜是电气的不良导体
⑷皮膜是多孔性等
妥善利用这些特质而决定磷酸盐皮膜法的价值。
金属涂装一定先做好底子防锈处理
新建筑物外面或路侧隔栏，道路表识等，在室外所使用的金属制品
以非常漂亮的颜色涂装，不仅增加本身的美观，也增加都市或环境的美
观。但是，外观
上看起来很坚固的这些金属制品，在世外景日晒雨淋，
其原来的金属（特别是铁材）及很
容易生锈腐蚀，若果涂装以前，未做
好或疏忽底子的防锈处理，那么，不久即发生绣斑，
逐渐扩大，以致涂
料剥落，变成很难看的样子。
以前，一般人认为一经涂装即发生防锈效果，也许以前所使用的油
性防锈涂料
，完工后虽不太美观，但也有相当的防锈作用。但是，最近
很普遍被使用的合成树脂涂料
，外观上较为美观，但底子处理的好否，
1
将影响到防锈效果及涂料的粘固力。这种情形如同女性化妆时使用化妆
水来做粉
底一样的重要。
处理材质
加工目的
皮膜剂
用途
Pallond
880
钢铁
防锈
铁骨、铁管、窗框、保
Pallond
210
弹子、
油压机、
耐厚性
Ferrico
at
7
钢板、建筑外装
Weather
Coat
1000
底成涂装
Pallond
880
窗框、
三角拱膜、
建筑
Ferricoat
7
内外装、镶扳
Pallond
137
棚材、
照明器具、
镶板、
装饰架
各种齿轮、金属活塞、油
耐磨耗性
Palfos
M
(Palfos
M
处理后＋
Deric
压、高压、折动零件
冷间锻造
(Pallond
181X
或
Pallond
冷间锻造、
高电压螺丝
延伸润滑
421WD+Palube235
或
帽、
洗衣机、
伸线管材
Palube
4601)
弹簧类、精密机器工具
着色防锈
Palblack(
染黑处理
)
铝及合金
底层涂装
Palchrom 713
窗框、
三角拱膜、
< br>金属
Palcoat 3751 Albond
A
板、镶板类
活塞类、照相机零件、轴、
Palchrom+Defric
耐磨损
螺钉
锌及合金
底层涂装
Pallond3308
Ferricoat 7
导向轨、警报机、电脑零
件
精密机器
Brusbond
铜及合金
着色
钢铁
铝
防锈
Dacrotized
汽车零件、螺栓、螺丝帽、
座金弹簧、其他零件
磷酸盐皮膜的用途
·磷酸及非铁金属的防锈。
·磷酸及非铁金属的质地涂装。
·钢铁制折动零件的耐磨损。
·钢铁、铝等的变形加工是的润滑助剂。
·矽素钢板的电气绝缘。
涂装前的耐蚀性
5%<
/p>
盐水喷雾试验
HS-Z-2371
相片是
Expand metal
（铁制）在未涂装
< br>情形下，施行耐蚀性试验（
JIS-Z-2371
）经过
6
小时后的结果。
2
小时后
4
小时后
6
小时后
铁
原
材
50%
红锈
80%
红锈
100%
红锈
2
铁上面由磷酸盐皮膜处理
无变化
1%
红锈
3%
红锈
只
镀
锌
5%
白锈
30%
白锈
60%
白锈
镀锌上面由磷酸盐皮膜处理
无变化
无变化
1%
白锈
磷酸盐皮膜处理的标准工艺
脱脂
水洗
除锈
水洗
中和
水洗
表面
皮膜
水洗
汤洗
干燥
调整
化成
用浸渍法的磷酸盐皮膜处理
·以防锈目的所做原膜形态
·涂装质地用薄膜形态
·回转折动零件的润滑皮膜
磷酸锰皮膜处理
磷酸锰皮膜处理是什么？
用浸渍法是
钢铁表面生成厚度
5~15
μ
较薄的磷
酸锰系的不溶解性
皮膜，为钢铁的防锈，耐磨损等目的所做化成皮膜法之一。特别是这种
磷酸锰系皮膜较各种化成皮膜（磷酸锌、磷酸铁皮膜）更硬，耐磨性也
< br>强。不同于电镀，或被覆层等，本处理容易浸透到原材料，表面上产生
均匀的皮膜
，所以皮膜全部不会玻璃，对钢铁产品的回转、折动——例
如活塞、活塞环、气缸衬涛、
轴轮等需要耐磨损的产品，处理上颇有功
效。经过这种处理，在金属的磨损量，产品的寿
命，为润滑所使用的油
量等问题上也较为经济。
磷酸盐皮膜的特色
·磷酸锰皮膜的耐磨性较磷酸锌皮膜为优。使皮膜因压力减少应力，增
加润滑作
用。润滑剂使用石墨，或二硫化钼，则其效果更为显著。
皮膜
由多孔质的结晶体所组成，所以有的吸收性，保持性良好，帮助回
转，折动部位的润滑。
·皮膜是回转、折动部位不易接触，能预防烧焦，咬缠等现象
。
（为防止
运转初期的烧焦，咬缠现象，经显微镜观察，表面上
稍微粗糙较有利。
）
·皮膜能消除机
械作业后所留下的削痕，并使回转，折动部位的初期运
转良好。
·具有防蚀性，不虑内燃瓦斯的受害。
MIL-16232E
Type
M
条件
<
/p>
皮膜重量
1500mg/ft
2
（
16.15g/m
2
）以上
盐水喷雾试验，
1.5
小时以内不生锈
依据（
ASTM-B117-54T
…
20%
盐水喷雾）
试验项目
皮膜重量
盐水喷雾试验
3
g/m
2
mg/ft
2
（
1.5
小时）
试验片
18.4
1710
SK-4
碳工具钢
(JIS-G-4401)
无变化
S45C
< br>机械构造用碳钢
8
种
(JIS-
G-3102)
18.4
1710
无变化
22.6
2100
SNCM8
镍铬钼钢
8
种
(JIS-
G-4103)
无变化
24.6
2190
SCM-4
铬钼钢
(JIS-G-4105)
无变化
Palfos
M
皮膜是一种磷酸锰系的化学反应生成皮膜，
< br>所以处理前后的
尺寸变化，重量变化极少，依其材质保持一定的量。处理温度在<
/p>
100
℃
以下，几乎没有物理变化。
用四球磨损试验机所做磨损试验(例)
2
.5
2
无处理
PALFOSM处
理
Palfos
M-1A
加工条件给余生成皮膜的影响
(
例
)
CL
：
PALKALIN
项目
时间
5
分
10
分
CL-110
Trichloroethylene
CL-110
Trichloroethylene
脱脂
40
50
30
40
50
30
40
50
总酸
30
40
50
30
8
8
8
13
14
15
8
8
9
13
14
16
皮膜厚度
μ
13.2
1.65
14.0
1.75
15.6
1.95
18.8
1.45
20.3
1.45
22.5
1.50
12.9
1.61
15.6
1.83
17.6
1.96
18.8
1.45
20.3
1.45
24.2
1.51
皮膜重量
(g/m
2
)
结晶比重
磨耗mm
1.5
1
0.5
0
0
100
180
荷重kg
220
275
塑性加工用润滑处理
金属再化成处理上，磷酸盐皮膜主要是被用于防锈，但其中约
15~20%
石碑用于伸线、伸管、冷间断造等钢铁的塑性润滑剂。塑性加工
用润滑处理法是经磷酸盐皮膜处理后，配合肥皂系润滑，在中间层使其
< br>产生金属皂处理的方法。这种金属皂具有低的摩擦系数，耐热性，与化
成皮膜合组
时的耐压力（约有
100~300kg/mm
2
）
，所以润滑性非常良好，
使用于伸线时有减少钢型磨
损及机械转动率的上升，增加加工速度。用
于压榨加工时可防止因皮膜润滑而引起损伤等
很多优点。
塑性加工用润滑处理断面构成
·肥皂（硬脂酸纳）
2~3
μ
4
·金属皂
0.2~2
μ
·磷酸盐皮膜
3~10
μ
·金属素材
化成皮膜的特长
·
< br>化成皮膜润滑剂的特性，
在于所形成的润滑层是由化学的结合而来的。
同时一般的润滑油在塑性加工时，材料与工具间的润滑膜会变成数
Angs
trom
层，若果增加加工速度，则在金属表面的凸出部位产生金属的
< br>结合，
但利用化成皮膜就是经过相当的加工，
在金属表面
却残留数
micron
的润滑层。
伸线前后的润滑层重量变化（例）
引拔加工前
引
拔
加
工
後
磷酸盐皮膜
润滑剂
磷酸盐皮膜
1.8g/m
2
<0.1g/m
2
0.4g/m
2
5.5
0.2
2.0
8.8
0.3
2.4
伸线到
2.6mm
→
1.
0mm
·
化成皮膜本身的摩擦系数
并不低。
（例
lek
≒
0.5
）
但与润滑剂混合后
（
本
法使用肥皂系润滑剂）则显出非常低的摩擦系数，通常，钢铁用的化成
处理剂都使用摩擦系数低的磷酸锌皮膜。
有否皮膜而产生摩擦系数的差异（例）
荷重
有否皮膜
摩擦系数
0.9kg/mm
2
1.8
无
处
理
0.6
磷酸盐皮膜
1.8
0.4
无
处
理
0.25
磷酸盐皮膜
3.6
1.8
无
处
理
0.55
磷酸盐皮膜
9.0
0.9
无
处
理
0.25
磷酸盐皮膜
润滑剂是硬脂酸钠
·化成皮膜是多孔性，所以具有幼稚的保持性，加工使耐高压。经本法
的施行，
在中间层会产生金属皂的摩擦系数极低，而且与皮膜很坚固的
结合，塑性加工时受得住极
压，可保持其润滑性。
·磷酸盐皮
膜既有前述特色，广被利用，尤其与涂装，防锈油混合使用
时，因具有保持性，所以显出
其优良的耐蚀性。
磷酸盐皮膜的耐蚀性
5
皮膜重量
耐蚀性
10~20g/m
2
磷酸锌系
4~20
小时
5~8g/m
2
磷酸锌系
1~4
小时
2~5g/m
2
磷酸锌系
0.5~4
小时
10g/m
2
+3g/m
2
磷酸锌系—金属皂
24~48
小时
浸渍与
3%NaCl
溶液到生锈的时间
·化成皮膜以处理剂的种类，前处理，材质等之别，皮
膜状况会发生变
化，
但作为塑性加工用以
3~15 g/m
2
之重量最为适当。
对磷酸锌皮膜不能
使用的材质如不锈钢硬先施行草酸盐皮膜，铝合金用磷酸盐或氟化铝
皮
膜等做化成处理后施行塑性加工用润滑处理。
模型寿命试验结果
素材材质
型材质
型寿命数
收缩率
SKD11
塑性加工用
S45C
2500
支
约
15%
HRC60
润滑处理
SKD11
不用润滑剂
S45C
5000
支
约
15%
HRC60
润滑剂是硬脂酸钠
塑性加工润滑处理工程
脱
水
酸
水
中
水
表
面
水
化
成
水
中
润滑
干
脂
洗
洗
洗
和
洗
调整
洗
处理
洗
和
处理
燥
锈安定化处理
锈安定化处理法是在耐
候性钢的表面，用化学方法，使其产生锈安
定化的皮膜，是一种抑制钢铁使用初期所流出
的锈，使之安定化，是由
日本帕卡濑精株式会社
（
Nihon Parkerizing
）
所研究开发的技术。
虽然外观上与一般的涂装
很相似，其实，一般的涂装是以遮断外气与钢
的外面来抑制生锈，而锈安定化处理法则是
促进锈的安定化。机能上有
很大差异。因为施行涂装后若果涂装恶化，即引起涂料剥脱现
象，由此
生锈，为维持美观不得不再涂装。然而，锈安定化处理法是将皮膜慢慢
溶化，
使所产生的锈安定，
逐渐扩大到全部，<
/p>
在钢表面覆盖一层皮膜，
不
须在保养。
特长
·没有黄锈流出或红锈飞散。
·具有耐候性的重厚感触。
·不同于
一般涂膜，是酸化反应型，所以逐渐变化，日经月久即自然消
失。
6