在電鍍行業中,磷酸憑借其酸性、絡合性及成膜特性,在多個關鍵環節發揮著重要作用。從表面預處理到鍍液維護,磷酸的應用貫穿電鍍生產流程,對鍍層質量和生產效率影響顯著。
在表面預處理階段,磷酸常用于金屬工件的酸洗和活化。電鍍前,金屬表面通常存在氧化膜、銹跡及油污等雜質,會影響鍍層與基體的結合力。磷酸的酸性能夠緩慢而均勻地溶解金屬表面的氧化物,相比鹽酸、硫酸等強酸,磷酸的腐蝕性較弱,不易造成金屬過腐蝕,可有效保護基體金屬。同時,磷酸與金屬氧化物反應生成的磷酸鹽膜層,能在金屬表面形成一層微觀粗糙結構,增加表面積,提高后續鍍層的附著力。例如,在鋼鐵件電鍍前處理中,使用磷酸進行酸洗,可使金屬表面形成均勻的磷化膜,增強鍍層與基體之間的結合強度。
在鍍液配制和維護方面,磷酸也扮演著重要角色。在某些電鍍工藝中,磷酸被用作鍍液的成分之一,調節鍍液的 pH 值。合適的 pH 值對于電鍍過程至關重要,它直接影響著金屬離子的沉積速率、鍍層的結晶形態和表面質量。通過添加磷酸,可以精確控制鍍液的酸性環境,確保電鍍過程在最佳條件下進行。此外,磷酸還具有一定的絡合能力,能夠與金屬離子形成穩定的絡合物,改善金屬離子在鍍液中的存在形態,促進金屬離子的均勻沉積,從而獲得更平整、致密的鍍層。在鋅鎳合金電鍍中,磷酸與鋅、鎳離子形成絡合物,有助于提高合金鍍層中鎳的含量,改善鍍層的耐蝕性能。
磷酸在化學鍍和陽極氧化工藝中也有廣泛應用。在化學鍍鎳磷合金時,磷酸作為重要的成分參與反應,它不僅提供酸性環境,還參與形成鎳磷合金鍍層中的磷元素。通過調整鍍液中磷酸的含量,可以控制鍍層中磷的含量,進而影響鍍層的硬度、耐磨性和耐蝕性。在鋁及鋁合金的陽極氧化工藝中,磷酸常用于制備磷酸陽極氧化膜。這種膜層具有良好的吸附性和耐磨性,適用于對表面質量要求較高的裝飾性和功能性電鍍。與硫酸陽極氧化膜相比,磷酸陽極氧化膜的孔隙率較低,硬度更高,且顏色較淺,更適合染色和封閉處理,能夠獲得色彩豐富、持久的表面效果。
雖然磷酸在電鍍行業應用廣泛,但也存在一些問題需要注意。磷酸使用后產生的廢水含有大量的磷元素,若直接排放會導致水體富營養化,因此需要對廢水進行嚴格處理。通常采用化學沉淀法,投加石灰等藥劑,使磷酸根離子形成磷酸鈣沉淀,降低廢水中磷的含量,達到排放標準。同時,在使用過程中,操作人員需要采取適當的防護措施,避免磷酸接觸皮膚和眼睛,防止造成化學灼傷。
磷酸在電鍍行業的應用涵蓋了從表面預處理到鍍后處理的多個環節,對提高鍍層質量、改善生產工藝起到了重要作用。隨著環保要求的不斷提高和電鍍技術的持續發展,對磷酸的應用也提出了更高的要求,未來需要進一步探索更加環保、高效的使用方法,以滿足電鍍行業的發展需求。