1背景

鋅-鈣系磷化液的磷化膜耐蝕性較高，細化晶粒，可形成微晶狀的磷化膜，降低了膜重；不需單獨調整工藝，同時降低磷化膜的孔隙率，增加附著力，并有較好的耐熱性和耐堿性。但鈣系磷化液成膜速度較慢，通常需中、高溫處理，這是鋅-鈣系磷化的一個問題。近年來，不少行業(yè)專家在常溫磷化液中將鈣作為添加成分，通過加入Mn2+、Ni2+、氧化劑、表面活性劑等，以實現(xiàn)在低溫下形成均勻細致的膜層。

鋼鐵表面黑化技術廣泛應用于航空、電子、儀表、武器等領域的表面裝飾和防護，尤其適用于不能電鍍和涂裝的精密器械。目前，大多數(shù)鋼鐵工件的黑色磷化是采用錳系的中高溫磷化，黑色磷化膜性能優(yōu)良，膜層致密、耐蝕性強,但該工藝效率低，能量消耗大，且磷化過程管理復雜。使用硒化物作為發(fā)黑處理劑，而硒化物是不環(huán)保的；所以，開發(fā)一種無環(huán)境污染、處理簡便且成本低的黑色磷化工藝具有很重要的現(xiàn)實意義。

2黑色磷化液

2.1影響黑化膜因素：

1)酸比的影響

磷化液的酸比用H3PO4和NaOH來調節(jié)，控制在15～20之間。酸比過高或者過低都對磷化膜有不利的影響。

2)Mn2+的影響

Mn2+對成膜主要起促進作用，同時加入馬日夫鹽會使黑化膜顏色加深，但馬日夫鹽加入量過多反而會使磷化膜外觀不均勻。

3)Sb3+的影響

Sb3+和Mn2+的作用一樣，都是對成膜起促進作用。此外，由于Sb3+,Mn2+,Fe2+等成膜離子的半徑及化學性質相似，所以能部分置換磷化膜中的以Mn2+,Fe2+形成的細致晶粒，加深顏色，增強膜與基體的結合力，提高耐蝕性。但應控制好加入量，太少時作用不明顯，太多則會使黑化液產(chǎn)生大量沉淀，使黑化膜上附著殘渣。

4)鉬酸鈉的影響。

從降低溫度，提高反應速度的角度考慮，氧化促進劑的氧化性越強越好；但另一方面，氧化性太強會加劇反應，增加沉渣量，使鐵片表面發(fā)藍，甚至使基體金屬發(fā)生鈍化,而無黑化膜生成。

5)復合添加劑的影響

用檸檬酸和EDTA組成復合添加劑，其作用是改善膜層的結構、增強膜層與涂層的結合力，增強膜的耐腐蝕能力等。

6)氟化鈉的影響

氟化鈉的加入有兩個作用：1)F-形成緩沖液，對磷化液的pH值起到緩沖的作用，2)F-絡合Al3+離子，避免其對磷化膜的形成產(chǎn)生不利的影響。