为了抑制金属的腐蚀，各类缓蚀剂被广泛地应用于金属 清洗剂与金属除垢剂中。缓蚀剂按其组成，可以概括为只 类:无机缓蚀剂、其典型组分有聚磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐和亚砷酸盐等;有机类缓蚀剂，其组分多 为有机胺类及含硫有机物;复合型缓蚀剂。优良的缓蚀剂应具有如下特性:防蚀率高、廉价易造、 xx或低毒、无恶臭、低泡、性能稳定、不易分解和失效。 以表面活性剂为主要成分的缓蚀剂具有许多优点:高效、低 毒、价廉、易于生产制造;而且清洗废液经过处理，可用作 金属油污清洗剂、除锈剂等。我们从数种表面活性剂中，经过认真筛选，研制成功HF一1、HF一2型钢铁缓蚀剂和HA型铝质金属(或银合金)缓蚀剂，并测试其防蚀性能。 一、性能试验 (一)HF型缓蚀剂 实验条件:普通铁丝于搅拌着的28~80℃、5一10%Hcl 中腐蚀4小时。实验结果见表1、2、3。 从表1可以看出，防蚀率随着缓蚀剂HF一1添加量的增加而增加;随着酸浓度的提高，防蚀能力有所下降，但幅度不 大。表2表明，HF型缓蚀剂与“02”缓蚀剂、“若丁”缓蚀 剂的防蚀能力对比防蚀率有所改善。表3表明HF一l、HF一2缓 蚀剂的缓蚀能力虽温度升高略有下降。 表1(实验温度50℃) HF一l腐蚀度(mg/em、)防蚀率% 添加量6%HCI 10%HC16%HCI 10%HCI 0 9.1700103400 0乃12名8003兮403 68.50 62刀l 0刀5 1.12021.540287名085.10 0刀80名0 170乡400 9120 90月0 0.100 072000，8704 9230 91.60 0，500 0.5501 07018 94.00 9321 10()0 045120，5817 95.07 94.刀 表3(】我〕浓度5%) Hr，l型 Hr.2型 温度℃20 防蚀率%%刀 竺 i为.U 团SD 2D40印8O 94.5 93.096夕95294‘8 932 (二)HA型缓蚀剂 HA型缓蚀剂用于各类家用铝器及工业铝制容器的污垢 酸液xx操作，具有很强的缓蚀能力，其性能见表4。 表4 HA添加量腐蚀度印创亡衬h防腐率% 5%HN03 10%HN035%HN03 10%HN《〕3 7 .24 15> 094 081 0、77 038 8t42 182 1 .22 093 0 .87 0 .42 79注4 87刃1 88名l 8936 弘.50 79.60 86j0 89.50 8967 9530 表2(HCI浓度5%，缓蚀剂添加量1%，实验温度50℃) HF一l型 HF一2型 02若丁 组分%EDT入LAS CMS其它EDTA TWeen类其它 10 79 10 1 10 80 91 尝 防蚀率%95 93 948 实验条件:5%HNo，与10%HN03，30℃，铝板。 HA型缓蚀剂的组成: EDTA:15%sPan:14%LAs:70%消泡剂及其它助剂: 1% 二、酸洗废液的综合利用 酸洗废液的成分，以HF一1型为例，含Hcll.0一7.5%、活性剂0.8一1.2%，此废液可以直接用来处理电镀，喷漆前金 属件表面，效果很好，在50℃下经测试，除锈除污率达90% 以上。 如将废液用于精密仪器、机床、汽车等零件的清洗，可 预先将废液进行化学处理，如添加适量NaZCO。、NaN02以中 和废液的残酸，使其PH值在5一6之间，中和完毕进行过滤，而后加人适量LAS或ABS，使废液中性物含量在1.5%以上。 此废液的清洗效果远优于70#汽油，去污率达90.8%。 三、问题讨论 HF与HA型缓蚀剂通过实验室测试证明，有良好的防蚀效果，但缺乏工业规模应用数据，有待进一步完善。这共 种缓蚀剂主要成分是LAS，我们采用十二烷基的LAS，是因 为它不仅有很强的防蚀能力，而且生物降解速度快，不会 造成污染。HF与HA型在应用中泡沫多是一大缺点，可加适 量消泡剂xx之。表面活性剂作用金属缓蚀剂@陈家安$哈尔滨轻工业研究所
@张喜斌$哈尔滨轻工业研究所<正>为了抑制金属的腐蚀,各类缓蚀剂被广泛地应用于金属清洗剂 与金属除垢剂中。缓蚀剂按其组成,可以概括为三类:无机缓蚀剂,其典型组分有聚磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐和亚砷酸盐等;有机类缓蚀剂,其组分多为有机胺类及含硫有机物;复合型缓蚀剂。
发现磷酸的酸洗效果要优于硫酸.对添加不同缓蚀剂的酸洗液酸洗效果进行分析,结果表明,六次甲基四胺作为缓蚀剂可以更好地保证试样的酸洗质量.运用正交试验优选酸洗液的{zj0}工艺配方.试验结果同时表明,酸度及缓蚀剂对镁合金材料的酸洗效果及表面质量有很大的影响,酸洗添加剂也可以提高酸洗的效果.

乌洛托品 六次甲基四胺
产品英文名 Hexamethylenetetraamine;Hexamine;Urotropine
产品别名 六亚甲基四胺;海克沙;六胺;六次甲基四胺
分子式 C6H12N4
产品用途 用于xx及医药行业;也用作橡胶、塑料的促进剂
CAS号
毒性防护 本品具有中等毒性，刺激皮肤，能引起皮炎及皮肤湿疹。对小鼠腹腔注射LD50为512mg/kg。对大鼠LD为1200mg/kg。经皮下注射本品后，曾发现大鼠有致癌作用。当皮肤溅上本品时，应用大量的水冲洗。出现急性皮炎和湿疹加重，甚至患皮肤角化病，此时应就医诊治。生产设备应密闭，防止跑、冒、滴、漏，车间应保持良好通风，操作人员应穿戴防护用具，注意安全。
包装储运 本品内用聚乙烯薄膜塑料袋、外用聚丙烯纤维编织袋包装，每袋净重25kg。袋上应注明防火防潮标志。应贮存于干燥、清洁、通风的仓库内，不得露天堆放。避免受潮、污染。运输时应装在带篷货车或清洁的船舱中。贮运过程中应与氧化剂隔离。
物化性质 白色吸湿性结晶粉末或无色有光泽的菱形结晶体，可燃。熔点263℃。如超过此熔点即升华并分解，但不熔融。升温至300℃时放出氰化氢，温度再升高时，则分解为甲烷、氢和氮。相对密度1.331(20/4℃)。闪点250℃。几乎无臭，味甜而苦。可溶于水和氯仿。难溶于xxxx、丙酮、苯和乙醚，不溶于石油醚。在弱酸溶液中分解为氨及甲醛。与火焰接触时，立即燃烧并产生无烟火焰。

适用于各种无机酸、有机酸，氧化性酸、非氧化性酸，例如盐酸、硝酸、硝酸-氢氟酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸、柠檬酸、草酸、醋酸、EDTA、NTA、HEDP等常见的各种酸洗用酸。

铜缓蚀剂及酸洗缓蚀剂

1>铜缓蚀剂苯骈三氮唑（BTA）别名：水溶性苯骈三氮唑
铜缓蚀剂BTA可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀；铜缓蚀剂BTA在循环冷却水系统中可与多种阻垢剂、xx灭藻剂配合使用，对循环冷却水系统缓蚀效果良好，在循环水中用量为2-4mg/L。BTA也可以作为铜银的防变色剂、汽车冷却液、润滑油添加剂。

2>铜缓蚀剂巯基苯骈噻唑（MBT） 别名：水溶性巯基苯骈噻唑
铜缓蚀剂MBT可以作为循环冷却水系统中的铜缓蚀剂。铜缓蚀剂MBT缓蚀作用主要依靠和金属铜表面上的活性铜原子或铜离子产生一种化学吸附作用；或进而发生螯合作用从而形成一层致密而牢固的保护膜，使铜材设备得到良好的保护，使用量一般为4mg/L，MBT也可以用作增塑剂、酸性镀铜光度剂等使用。

3>铜缓蚀剂甲基苯骈三氮唑(TTA)
铜缓蚀剂TTA可以作为有色金属铜和铜合金的缓蚀剂，对黑色金属也有缓蚀作用。铜缓蚀剂TTA吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及水中有害介质的腐蚀。铜缓蚀剂TTA成膜更均匀，和巯基苯骈噻唑 (MBT)复合使用效果更佳。

4>酸洗缓蚀剂
酸洗缓蚀剂为系列产品，属咪唑啉类。在用盐酸清洗金属时，加入盐酸酸洗缓蚀剂，即可抑制盐酸对钢材的腐蚀。盐酸酸洗缓蚀剂应用的前提为清洗介质为盐酸，清洗对象的基材为黑色金属。盐酸酸洗缓蚀剂适用于各种

NTA氨三乙酸又叫氮川三乙酸、氨基三乙酸、次氮基三乙酸、次氨基三乙酸、特里隆A，英文名称Nitrilotriacetic acid，简称NTA。分子式为N(CH2COOH)3，分子量为 191.14。

外观为白色棱形结晶或粉末。沸点167℃（13毫米汞柱），加热到≥246℃时分解，产生含有一氧化碳、二氧化碳以及氮氧化物的有毒烟雾。溶于氨水和碱性溶液，微溶于热水，不溶于有机溶剂。与强氧化剂、铝、铜、铜合金和镍不能共存。

能为金属离子提供四个配位键，而且它的分子又较小，因而它具有非常强的络合能力，能与各种金属离子形成稳定的螯合物。

氮川三乙酸（NTA）具有很强的生物可分解性。据报道，NTA通过xx作用分解试验，其最终产物为CO2和NH3。试验证明：NTA在河流中，在2℃的温度下，两周后分解率为82-88%，几周后就可以xx生物降解。

用途:

NTA是一种相当重要的氨羧络合剂，可以广泛应用于精细化工领域，在国外，它被广泛的应用于各个工业领域，尤其是洗涤剂、阻垢剂和除垢剂、无氰电镀、聚氨酯泡沫发泡催化剂等。下面列出了具体的用途：
3.1 洗涤剂
3.2 化学镀和电镀
3.3 除垢剂和阻垢剂
3.4 塑料添加剂
3.5 印染
3.6 脱硫
3.7 化学分析
3.8 照相
3.9 其它

除上述用途外，NTA还有许多其它用途：

NTA用于聚氨酯泡沫的发泡催化剂，这个用途是近年来在国外NTA使用的新用途 ，能立即发泡而迅速凝胶，使用量大，是非常具有发展前景的。

NTA可用于稀土元素的洗涤。

NTA可用于水稻、大麦、番茄等农作物的生长抑制剂、可调节农作物的生长，而调节其收获期。

NTA的高级脂肪氨盐可抑制xx和xx的生长。

用NTA配制的除臭剂，对NH3的脱臭率达92.2%，对MeSH、Me3N、H2S、吲哚、3-甲基吲哚的脱臭率分别为90.3%、88.9%、89.4%、81.6%、80.0%。

在印刷油墨及其它工业生产的浆料中加入NTA，可调节其粘度。作为稳定剂，NTA可加至金属防腐涂料、纸张防水涂料、农药、日用化学品、双丙酮醇等化学药品中，都能使产品的稳定性提高。

【CAS】 2809-21-4  Dequest:2010 别名：

分子式  C₂H₈O₇P₂                 相对分子质量：206.02 

结构式

在缺少阻垢剂和缓蚀剂的锅炉水系统中会产生大量水垢和腐蚀，而造成热效率降低浪费能源，而且还可能会导致蒸汽泄漏，每年因水垢严重引起的事故超过事故总数的20%；水垢在冷却系统内形成将会缩小流道截面积, 增加水循环阻力,阻碍正常的热交换随着水垢层的不断加厚,将造成设备严重的冷却不良而带来一连串的恶果，寻找一种有效的阻垢缓蚀剂成为当务之急。

HEDP是一种高效的有机磷类阻垢缓蚀剂。在高温、高pH值条件下稳定。HEDP与其它水处理药剂复配效果理想。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂。HEDP能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的金属离子络合物，因此具有阻垢能力。HEDP不仅可以作为阻垢剂，而且还能溶解金属表面的氧化物，具有一定的缓蚀作用。HEDP在250℃下能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。HEDP的耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。HEDP可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而具较好的阻垢效果并具明显的溶限效应，当HEDP和聚羧酸型阻垢分散剂复合使用时，表现出理想的协同效应。

HEDP的应用范围与使用方法:

HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中、低压锅炉、油田注水及输油管线，作为阻垢剂和缓蚀剂；HEDP在轻纺工业中，可以作金属和非金属的清洗剂，漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂，无氰电镀工业的络合剂。HEDP作阻垢剂一般使用浓度1~10mg/L，作缓蚀剂一般使用浓度10~50-mg/L；作清洗剂一般使用浓度1000~2000mg/L；HEDP通常与聚羧酸型阻垢分散剂配合使用。

HEDP液体为塑料桶包装，每桶30Kg或250Kg；HEDP固体内衬聚乙烯袋的塑料编织袋包装，每袋净重25kg，也可根据用户需要确定。贮于室内阴凉通风处，防潮，贮存期十个月。

HEDP为酸性，应避免与眼睛、皮肤接触，一旦溅到身上，应立即用大量水冲洗。

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[wiki]氟[/wiki]素表面活性剂在金属表面处理剂的应用

氟素表面活性剂在金属表面处理剂的应用 xuchengstar氟素表面活性剂在金属表面处理剂的应用。
金属浸蚀剂、光亮处理剂及[wiki]酸[/wiki]洗缓蚀剂
金属材料在加工前必须进行除锈、去除表面[wiki]氧[/wiki]化层及污垢的工艺，常用的[wiki]化学[/wiki]清理剂是[wiki]硫酸[/wiki]、[wiki]盐[/wiki]酸等无机酸，如在酸中加入表面活性剂可提高酸洗的效果。在酸洗液中加入少量氟表面活性剂，不仅去锈效果快，表面平整性好，而且对金属防酸蚀有一定的缓蚀保护作用，可以明显提高[wiki]清洗[/wiki]效果，因此称不酸冼缓蚀剂。
在对金属表面进行浸蚀处理或光亮处理时，在处理剂中加入(0.01%)的两性离子型氟表面活性剂可改善金属表面的润湿情况，并有减少处理剂[wiki]蒸发[/wiki]损失，缩短处理时间，提高处理后表面光洁度等作用。
在强酸强碱介质中，在通常的表面活性剂会失效的情况下使用氟表面活性剂做润湿剂会更有效，因为在这种条件下，它们的性能是稳定的。
在金属蚀刻浴中加入少量的氟表面活性剂，能使刻蚀操作更顺利。在光刻工艺中，把氟表面活性剂加入光致抗蚀膜中可以改善基片的密着性，抗蚀膜变得容易剥离，可以得到更清晰的图形花纹。
在金属抛光剂中添加少量的氟表面活性剂，使镀[wiki]镍[/wiki]-[wiki]磷[/wiki]合金的[wiki]铝[/wiki][wiki]磁盘[/wiki]，在抛光后，[wiki]表面粗糙度[/wiki]为21，表面无划痕，凹坑、结节等缺陷。也可在宝石制品的表面增光处理液中添加氟素表面活性剂，增加光处理效果。
金属防腐抑制剂，防污处理剂
在金属后处理加工中进行表面处理可以减少金属被[wiki]腐蚀[/wiki]，增强基防污能力。　用氟素表面活性剂作金属防腐抑制剂，由于基在金属表面的定向吸附而抑制了酸对金属的腐蚀。在[wiki]不锈钢[/wiki]、铝等处理剂中加入0.01%的氟素表面活性剂，就可以大大提高处理后的防腐蚀效果。
用含有氟表面活性剂的金属光洁处理剂对钢、不锈钢、铜、黄铜、铝等金属做光泽处理时，都可以得到均匀的汹涌表面，与末加氟表面活性剂的处理剂相比，可缩短浸泡时间，并增强抗污能力。
在金属防污处理剂中加入氟表面活性剂，可使金属表面有防水、防油、防污效果，如铝板在用含氟烷基[wiki]磷酸[/wiki][wiki]酯[/wiki]的防污处理剂处理后，不仅防污，而且可使水在其表面减少80%的吸附量，用这样的处理过的飞机、汽车挡风[wiki]玻璃[/wiki]，可以防止其表面在冬季结冰。
金属清洗剂
　　去除金属[wiki]机械[/wiki]表面的油污，可以用[wiki]汽油[/wiki]等成品油。但这种方法清洗，不仅浪费[wiki]能源[/wiki]，而且毒性很大，易引起火灾和[wiki]污染[/wiki][wiki]环境[/wiki]。
改用以表面活性剂为主要活性成份的水基化学清洗剂代替或部分代替油品和油基型清洗剂，这样不不仅能节约能源，减少对环境的污染，并能提高清洗效果，保护清洗人员免受化学物的侵害，降低劳动强度。国内外使用的水基化学清洗剂是以阴离子、非离子表面活性剂复配而成的，不仅清洗效果好，而且使用量较少。用于清洗机械的金属零件和精密零件的清洗剂应具有良好的润湿性、渗透性、乳化性、分散性等能力，对零件无腐蚀作用。在水基化学清洗剂中，加入少量氟表面活性剂与[wiki]碳[/wiki][wiki]氢[/wiki]表面活性剂复配，则能起到去油污性能好，对金属不侵蚀，提高乳化能力，提高清洗工作效率的作用，而且可赋予清洗后的金属有防水、防油、防污的效果。
氟素表面活性剂在[wiki]电镀[/wiki]液添加剂的应用
[wiki]铬[/wiki]雾抑制剂
　　铬抑雾剂是氟表面活性剂的一项十分重要而典型的应用。
镀铬是电镀中常见的一种工艺，有许多形式的镀铬，其中,最主要的是防护装饰镀铬和镀硬铬（又称耐磨铬）。防护装饰镀铬是利用铬镀层的纯化能力，良好的化学稳定性和反射性，在被保护金属形成一层光亮、美观而坚固的保护层。由铬层与铜、镍、锡合金组成的防护装饰性体系广泛应用于汽车、自行车、钟表、仪器和仪表上，铬层厚度约0.5μm。其硬度可达镍[wiki]钴[/wiki]等金属的2倍而与刚玉的硬度相当。从而具有高硬度和低磨擦因数，可提高镀件的抗磨损能力，延长使用寿命，用于对切削工具，各种压制模、铸模、[wiki]轴承[/wiki][wiki]齿轮[/wiki]的电镀。也可用于修复磨损件的尺寸。
但镀铬液的浓度高，常常因为[wiki]电流[/wiki]效应产生[wiki]气体[/wiki]，而带出大量的[wiki]铬酸[/wiki]雾，大约占总量的20~30%，造成很大的浪费和损失。不仅如此，毒性和腐蚀性很强的铬雾对环境和人体造成极大的污染和伤害。为及时排除酸雾，不得不设置通风设备，而风机的噪音对操作人员健康也有损害，而排出的酸雾若处理不当将造成更大的污染。
最根本的解决办法是抑制铬雾产生，但由于电镀铬液是强酸和强氧化性的，使用普通的表面活性剂（碳氢表面活性剂）在很快就会失效,只有使用化学稳定性优良的氟表面活性剂才有效。若在电镀液中添加少量（0.01%）氟表面活性剂，就能大大降低镀液的表面张力，并在液面形成连续致密的细小[wiki]泡沫[/wiki]层，能有效地阻止铬雾的逸出，使空气中的铬酐的{zg}浓度也只有0.01~0.02mg每[wiki]立方[/wiki]米，低于国标的空气中的允许浓度。也节省30%的铬酐使用量，而且镀铬质量有了明显的提高。

1...磷酸、硝酸、铝粉、氧化锌、明胶等在使用温度5℃—50℃具有除锈磷化的低温化锈防锈磷化液，其特征在于它由磷酸、磷酸二氢锌、亚铁氰化钾、苯甲酸钠、酒石酸、多聚磷酸钠及水配制成，外观呈深褐色半透明液体，比重为1．2— 1．3，溶液的pH值为0．5—1。钢铁构件经本发明处理后，在其表面的锈蚀原电池xx，并将表面的氧化铁锈逆转生成具有防锈性能的磷化膜，有效地保护金属免受锈蚀。磷化后与油漆的结合力增强，与未磷化直接涂漆相比，结合力提高2—10倍。
2...由磷酸、Cu盐、Se盐、ZnO 、次磷酸钙、钼酸铵、EDTA及含有多羟基磷酸酯的化合物和水组成。本液磷化发黑温度低，工作性能稳定，形成的磷化膜呈均匀黑色，板块状致密结晶，耐蚀性强，对基材附着力好，适宜于钢材涂装前处理。

常 温 磷 化 技 术

常温磷化是当前研究最活跃、技术进步最快磷化技术〔1，2〕，它克服了高、中温磷化的能耗大、成本高、
效率低等缺点，具有低能耗、低成本、低污染、快速等特点，因而受到普遍xx，近几年相关报道很多
〔3～8〕。

1 磷化机理

磷化反应是一种典型的局部多相反应，本质上属电化学反应。当金属浸入磷化液中，在其表面形成许多微
腐蚀电池，轻微浸蚀发生，且在溶液金属界面处，酸浓度降低。

张安富〔9〕较详细地讨论了磷化过程的热力学数据并指出，在常温下金属的氧化能力弱，须添加少量氧
化剂，作为磷化反应促进剂，使得金属表面的混合电位低于氧化促进剂的电极电位。

2 磷化过程及磷化膜组成

周谟银〔10〕采用腐蚀电压和电流两种方法研究了磷化过程，指出磷化可分成从基体开始腐蚀、成膜到过腐
蚀等7个阶段。宋锦福〔12〕等扫描电镜仔细地考察了常温磷化成膜过程：当钢铁试样浸入磷化液的瞬间，
试片表面形成彩虹色膜(可能是Fe2O3和FeO的混合物)，接着某些活性点形成晶核，随着浸泡时间的延长、
晶核长大，这种长大位向与钢原始组织似乎并无多大关系。{zh1}，松针状结晶覆盖整个表面，整个反应(溶
解与沉积)趋于动态平衡状态，磷化膜xx形成。K F Ang〔13〕等在对低碳钢磷化试样扫描电镜观察时发
现，短时间磷化的试样上形成了一层较薄的背景膜。随时间延长，背景膜和磷化结晶膜同时发展，{zh1}，
磷化结晶膜将背景膜遮盖住了。常温下的磷化结晶较缓慢。EDX分析发现，微晶粒中的元素为Zn、Fe、P，
而远离晶粒的背景膜中的元素为Fe和P。杨中发〔11〕从磷酸盐外延成核、微晶相生长、接触生长中止等方
面对磷化膜生长特点作了研究，指出磷酸锌外延核以短程有序方式生成，其底层明显取向基体晶格。俞敦
义〔15〕等通过测定不同磷化促进剂下磷化过程的电位时间(φ-t)曲线，及用JSM-35C扫描电镜分析磷化
膜的成分(主要为磷酸锌铁)，制得了性能良好的常温磷化液。胡德强〔16〕等用X射线及电子探针对常温磷
化膜的晶型、膜组成元素及其含量进行了分析，确定了膜的组成，并提出了改进工艺的设想。以上的工作
用不同方法研究了磷化过程，揭示了磷化膜形成、组成和性能之间的联系。

磷化膜由金属磷酸盐沉积而成，其主要组成为金属磷酸盐。对于钢铁锌系磷化，膜主要由磷酸锌铁
(P相：Zn3Fe(PO4)2·4H2O)和磷酸锌(H相：Zn3(PO4)2·4H2O)所组成。邬庆平〔17〕等为详细地比较了P相和
H相两种晶体，指出前者具有较强的耐碱性，适宜作阴极电泳涂料的底层，在磷化膜中应占较大比例，即
应提高P相比〔P／（P+H）〕。

3 常温磷化液的组成

3.1 基本成膜物质

成膜物质包括金属离子(如Zn2+、Fe2+等)、磷酸根离子及一定浓度的游离磷酸。一般Zn2+1.5～10 g/L(一般
铁离子不直接添到磷化液中，而由铁基材溶解获得)，PO3-410～25 g/L，喷淋浓度偏低，浸渍浓度偏高。
pH值2.5～3.5，酸比(总酸／游酸)20～50。要严格控制适当酸比，才能获得结晶细密、膜层完整的优质磷
化膜，其相互关系见表1〔2〕。

表1 总酸、游离酸、温度、pH值相互关系

磷化方式
总酸度／点
温度／℃
游离酸/点
酸比(总酸/游酸)
pH值

浸渍磷化
25～30
＜20
0.5
＞50
＞3.5

25～30
0.5～1
30～40
3.1～3.4

＞30
1～1.5
20～30
2.8～3.0

喷淋磷化
15～20
30～40
0.1～0.5
50～80
3.5～3.9




3.2 磷化促进剂

3.2.1 氧化促进剂

(1)NO-2是最常用的促进剂，常与NO3配合使用。但NO-2不稳定、易分解，用NO-2作促进剂的磷化液都采用
双包装的，使用时定量混合，并定期补加。NO-2含量应严格控制在0.1～1.0g/L。含量少，促进作用弱；
含量过高，则渣多，且形成的膜粗厚，易泛黄。

(2)NO-3也是常用氧化剂，可直接加入到磷化液中，含量约0.8～10g/L。NO-3/PO3-4比值越高，磷化膜形成
越快，但过高会导致膜泛黄，单一使用NO-3会使磷化膜结晶粗大。

(3)ClO-3一般只用于锌系磷化。ClO-3较稳定，无须经常补加，使用浓度为0.5%～1.0%。但Cl-Y有腐蚀性会
使磷化膜产生“白斑”等现象，故不单独使用。

(4)H2O2是工业应用中最强的促进剂，但不稳定、易分解，工艺上难以控制，渣多，不常用。

(5)MoO-4是较为理想的常温磷化促进剂〔18〕，并有钝化和净化作用，使用钼酸盐的突出优点为：沉渣少、
溶液稳定、使用寿命长、易调整；单独使用能迅速形成薄而致密的膜层；可不进行磷化前金属基板的表面
调整；直接参与成膜，成为膜的构成组分，从而降低了磷化液中有效成分的消耗等。MoO-4的用量一般为
1～4g/L。

(6)硝基化合物 硝基弧、三硝基苯酚、硝基芳香族化合物等用作促进剂均有报道〔19〕。使用较多、效果较
好的是硝基苯磺酸钠(SNBS)，具有控制范围宽、稳定性好等。但其成本高，溶解度低不能混入浓缩液中，
氧化后产生有色物质等，不能单独作用，必须与其他促进剂如ClO-3、NO-2、NO-3等配合使用。

(7)其他氧化促进剂 硫酸羟胺(HAS)〔20〕能改变磷化膜结构，生成粒状或柱状结构的磷化膜，还与其他促
进剂起协同促进作用。吡啶、磺基水杨酸也可用于磷化加速剂。还有报道用淀粉为原料合成促进剂的〔21〕。

综上所述，硝酸盐形成的晶粒粗大，氯酸盐易产生粉状沉淀，过氧化氢不稳定、工艺难以控制，SNBS价格
较高，故以亚硝酸盐应用最广。但是，除了钼酸盐外，没有一种氧化剂单独起作用可达到良好的常温磷化
效果。所以，常常是两种或以上的氧化促进剂进行复配使用。

3.2.2 金属离子促进剂

在磷化液中添加金属盐(一般为硝酸盐)，如Cu、Ni、Mn、Ca、Co等电位较正的金属盐，有利于晶核生成和
晶粒细化，有利于加速常温磷化的进程。

(1)Cu2+ 极少量的铜盐会大幅度提高磷化速度。工作液中含Cu2+0.002%～0.004%时其磷化速度提高6倍以
上，但铜的添加量一定要适度，否则，铜膜会代替磷化膜，性能下降。

(2)Ni2+ 是xxx、最常用的磷化促进剂。它不仅能加速磷化、细化结晶，而且能提高膜的抗腐蚀能力。
Ni2+含量不宜过低，否则膜层薄；与Cu盐不同的是，大量添加Ni盐并无不良影响，但会增加成本。一般控
制Ni2+含量为0.7～5.0 g/L。

(3)Mn2+ 降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚，还可降低昂贵的金属镍的用量(Mn/Ni比值应在0.5
以下)；此外，Mn的加入还可提高基材表面的耐磨损性能。国外大量采用Zn-Ni-Mn磷化体系，Ni、Mn在成膜
过程中被结合到磷化膜晶体内，形成耐蚀性优良的磷酸锰或磷酸镍锰。

(4)Ca2+ 抑制磷化晶体的生长，并使其呈短棒状和颗粒状，晶粒得到了细化。但它所要求的温度较高，一
般不适合于常温磷化。

(5)其他金属离子 钨酸钠〔20〕是一种良好的辅助成膜剂，起到细化结晶作用。也有人将Ti离子直接加到磷
化液中而省去表面调整工序〔22〕。稀土元素促进剂使成膜性能优良〔23〕。

上述金属离子促进剂可单独使用，也可将两种或多种金属离子进行复配以获得良好的协同效应，得到性能
{zj0}的磷化膜层。实际应用表明，三阳离子(Zn、Ni、Mn)磷化体系是{zj0}的体系之一。

3.2.3 复合促进剂

一般说来，常温磷化体系均同时含有氧化促进剂、金属离子促进剂及成膜助剂。氧化促进剂保证常温磷化
反应在热力学上是可行的；金属离子促进剂及成膜助剂确保常温磷化反应在动力学上是可行的，并起改善
膜性能、稳定运行条件等作用。可以说，常温磷化体系均为复合促进剂体系，如梁钢〔28〕的以SNBS为主
的复合促进剂体系，张丕俭等自行研制的促进剂体系〔29〕，张景双研制成功的一种稀土元素复合促进剂
体系〔23〕。

3.3 磷化助剂

此类物质主要起稳定磷化液、细化结晶、改良膜性能等作用。NaF可以用作缓冲剂，使磷化液的pH值较长时
间稳定在一定范围内(如3±0.5)。同时，F-还有细化结晶、掩蔽杂质的作用，如其和Al3+络合，阻止Al3+对
形成磷化膜的干扰。酒石酸、柠檬酸钠、焦磷酸钠在磷化液中起络合作用，如其和Al3+络合，阻止Al3+对
形成磷化膜的干扰。酒石酸、柠檬酸钠、焦磷酸钠在磷化液中起络合作用，能稳定槽液、降低沉渣量，同
时还可降低膜厚，改善膜的质量。少量表面活性剂，如OP乳化剂、十二烷基磺酸钠可以改善磷化液对工件
表面的润湿性能，降低对前处理的要求〔24〕。C18胺及连二硫氨基甲酸酯可降低磷化层的渗透性，提高耐
蚀性能〔25〕。非离子表面活性剂三梨醇单硬脂酸酯用作磷化促进剂可有效地改善膜性能〔26〕。六次甲基
四胺起润湿作用，能使成膜速度加快〔27〕。十八烷基胺(ODA)能使磷化膜变薄，附着力增强，耐蚀性提
高〔28〕。

4 常温磷化工艺

(1)磷化前预处理〓磷化前须进行除油除锈处理，磷化膜性能与预处理质量有关，磷化中很多常见故障是
由于预处理不良造成的〔30,31〕。

(2)表面调整 汪泉发〔32〕等详细分析了表面调整的原理及作用。唐春华〔33〕把表面调整剂作了较为详细
的分类。有效的、适用于常温磷化的表面调整剂是胶体磷酸钛，其配制已有较为详细的报道。也有人将钛
离子直接加到磷化液中而省去表面调整工序〔22〕。SEM结果表明，经钛离子活化处理者，磷化膜晶粒细而
均匀，钛离子清晰可见。

(3)磷化过程 磷化是一动态平衡过程。随着磷化的进行，物料被消耗，有可能平衡遭破坏，有必要进行跟
踪检测，尤其对于NO-2/NO-3促进体系。根据检测结果，及时添加被消耗物质或更换磷化液。

(4)选择适当的磷化方式 常温磷化也可按浸渍或喷淋方式进行〔1〕。喷淋磷化成膜时间短(很少超过60s)，
温度和磷化液浓度也较低，能形成更细更紧缩紧密的膜层。此外，喷淋设备尺寸和占地空间少，易于实现
连续流水线作业。浸渍磷化一般需时5～8min，形成的晶核较粗，可获得较厚的膜层。由于对H膜、P膜性
能的看法不同，日本汽车车体的前处理大部分采用全浸渍处理，而英美则大部分以喷浸二合一处理。有关
超声波用于磷化的报道较多〔34，35〕，据称超声波可以加速磷化过程、细化结晶、提高膜的耐蚀性能。

(5)磷化后处理 磷化后一般用水冲洗，然后干燥。也可不用水洗而直接干燥(自然晾干或烘干)。实践证
明，烘干可脱除磷化膜中的部分结晶水，有利于提高膜性能，防止水锈和泛黄，烘干温度{zh0}在
120 ～160℃，时间为5～10min。但也有人认为烘干温度不宜超过110℃〔22〕，否则磷化膜会失去结晶水，
导致表面发白，甚至有一层白灰。

为减少膜层孔隙率和提高耐蚀性，可采用铬酸或铬酸盐的稀溶液进行封闭处理，但浓度一般不大于0.1%，
以防止溶解磷化膜。可采用0.005%～5.00%(V/V)的水溶性的有机钛螯合物作为封闭剂〔19〕。有报道认为
三聚氰胺甲醛树脂和丹宁(1：1)混合液的钝化效果与稀铬酸相当〔14〕。

5 常温磷化技术发展趋势

(1)由粗晶厚膜向微晶薄膜发展 获得细致、均匀耐蚀性好的磷化膜。

(2)成膜物质由高浓度向低浓度转化 有利于降低成本、减少沉渣。

(3)替代NO2体系 为克服NO-2体系的双包装，使用时需随时添加，且产生较多沉渣等缺点，取代NO-2的、可
混入浓缩液的新型促进剂的研制引起人们的广泛兴趣。现在这方面的研究较多〔44〕，如采用硫酸羟胺
(HAS)〔20〕等。

(4)无镍磷化 随着人们环保意识的加强，有关环境立法严格限制重金属镍的使用，应尽力开发无镍磷化工艺。

(5)无铬后处理 从80年代中期开始研制无铬后处理剂，现已广泛使用〔37〕。

(6)常温有机溶剂磷化技术 采用有机溶剂代替水溶液进行金属的磷化〔37〕，温度为5～40℃，时间为
5～10min，磷化膜具良好的耐蚀性能。

6 关于常温磷化的几个问题

6.1 磷化技术的分类

磷化有多种分类法，最常用的是根据磷化液的组成来分类，主要有铁系和锌系。但对于常温磷化，这种分
类法，可能引起人们理解上的混乱。例如，同一种磷化液可用作处理钢板和锌板的磷化液，但其处理钢
板时，有铁离子存在(金属溶解产生的)，处理锌板时却无铁离子。常温磷化的关键是氧化促进剂的选择和
研制，而且，不同体系氧化促进剂的磷化技术有较大的差异。常用的常温磷化液可分为两大类：亚硝酸盐
系(包括硝酸盐、氯酸盐及硝基化合物等为主要促进剂的体系)和钼酸盐系(见表2)。

常温亚硝酸盐系、钼酸盐系磷化液均已用于金属的磷化处理。作者认为，钼酸盐系更适于实际生产。我国
南方的企业、大都采用钼酸盐系磷化液进行金属涂装前的处理。

6.2 颜色控制

磷化膜颜色与金属离子种类、促进剂类型、膜厚及结晶状态等有关。钼酸盐系磷化膜一般呈蓝色或彩虹
色；亚硝酸盐系则随金属离子的不同而有差别。Zn3(PO4)2薄膜显灰色，厚膜显灰黑色，如果ClO-3作促进
剂，则膜颜色变深；除锌外还有锰元素的磷化膜则呈灰到灰黑色，即添加锰后膜颜色加深。有人认为可通
过添加促进剂来控制颜色。也有人认为，不同的金属离子导致不同的膜颜色，但这不能很好地解释实际中
的诸多现象；或由于膜及金属表面对光的折射、散射而产生干涉光导致不同的色彩，磷化膜发色机理，尚
待进一步研究。

作者在研究中深感膜颜色控制较难。即使同一磷化体系，磷化时间不同或磷化后处理不同，也会导致不同
的膜颜色。如磷化后自然晾干较之用水冲洗后晾干的膜颜色深。随着对涂料涂层装饰性要求的提高，用户
希望得到某种特定颜色的磷化膜，以增强其装饰效果。如何得到所希望的色彩而又不影响耐蚀性，急需
研究。

6.3 磷化温度

常温磷化一般宜控制在15～35℃，高于35℃往往要加热，低于15℃，金属的溶解速度慢，这必然会延长磷
化时间，必须通过调整氧化剂的浓度来提高反应速度。

由于常温磷化是薄膜型磷化，其质量受环境温度影响大，工艺条件控制较严格，一般只适用于批量不大的
间歇式生产。并且，常温磷化膜质量一般低于中温磷化。

6.4 沉渣及控制

亚硝酸盐磷化体系在使用过程中会产生沉渣，可能粘附在工件的表面，妨碍磷化膜的形成，最终影响涂层
质量。对于钢铁、锌及其合金基材，沉渣的主要成分是Fe(PO4)、Zn3(PO4)2；对于铝及其合金基材，必须
添加F-才能成膜，其沉渣为Na3AlF6。刘娅莉〔38〕研究指出：一方面应优化磷化工艺，减少磷化渣的产
生；另一方面是除去磷化渣并进行综合利用。除渣方法有多种〔39〕，如分离过滤、自动沉降及除渣机自动
除渣等，均能取得较好的效果。

6.5 泛黄、白粉及其控制

磷化膜干燥后，有时在其表面上会出现一层粉状物，这不仅影响外观，而且影响膜质量。其形成的主要原
因是〔40〕：(1)游离酸过低；(2)促进剂过量；(3)沉渣泛起。根据以上原因作出相应的调整可能控制白
粉。在实际生产过程中，泛黄现象比白粉现象更为普遍，其形成原因也较复杂〔33，44〕，如酸比失调，游
离酸过高；Cl-污染磷化液：工件有残酸；NO-3不足或NO-3严重超标〔45〕。张丕俭〔46〕等对常温磷化泛黄
现象作了较详细的探讨，并认为选择好的促进剂体系是关键。

6.6 不同金属基体的常温磷化

锌的磷化和钢铁基本一致〔43〕，膜主要成分为Zn3(PO4)2·4H2O。铝的磷化则有所不同。在锌系磷化液中添
加SiF-6或BF-4可处理铝及其合金，形成的磷化膜主要是Zn3(PO4)2·4H2O。铝及其合金的磷化〔48～49〕有两
种方式，一是先经锌酸 盐处理(锌置换)，这实际上是锌的磷化。另一种就是直接磷化，但磷化液中一般要
加F-(NaF或NaSiF6)。因Al3+在磷化液中是危害很大的负催化剂〔33〕，其含量超过0.5g/L时，磷化膜发
花、不均匀，或xx停止成膜，而F-则是Al3+的良好的络合剂。

近年来，多金属同时磷化受到人们的xx〔48，49〕。这与F-添加量有关。含磷酸氢铵、氟化铵、钼或钨盐
添加剂，至少一种锌络合剂、NaBF4、硝基苯磺酸钠及硝酸锌的磷化液可同时xxx、锌和钢〔14〕。随着
汽车用材的多样化(钢材、镀锌钢板、铝材)，开发能同时处理多种底材的常温磷化液是今后研究开发的方
向之一。