Tổng quan công nghệ phốt phát hóa

Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Mục lục
Lời nói đầu
I.
3

1

Tổng quan công nghệ
1.1 Sơ lược lịch sử hình thành của công nghệ Phốt Phát hóa……………………… .3
1.2 Khái niệm Phốt Phát hóa……………………………………………………….. 6
1.3 Phân loại Phốt Phát hóa………………………………………………………… 7.
1.3.1 Phân loại theo phương pháp……………………………………………...... 7
1.3.2 Phân loại theo màng Phốt Phát………………………………………….….7
1.3.3 Phân loại Phốt Phát theo nhiệt độ…………………………………….…….8

II.

Quy trình công nghệ

10
2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ …………………………………………………..….10
2.2 Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ ……………………………………..…11
2.2.1 Phun cát làm sạch bề mặt ( hoặc tẩy gỉ)……………………………..…...…11
2.2.2 Tẩy dầu mỡ hóa học……………………………………………………...…16
2.2.3 Tẩy nhẹ………………………………………………………….………..…18
2.2.4 Rửa……………………………………………………………………… …19
2.2.5 Phốtpháthóa…………………………………………………………………21
2.2.6 Xử lí sau khi phốt phát hóa………………………………………………….25
2.28 Sấy …………………………………………………………………………..26

2.28 Công đoạn tiếp theo (Sơn hay cromt hóa)………………………………...…26

III.

Ứng

Dụng

27
Tài liệu tham khảo……………………………………………………………… 29

Nhóm 10

1


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Lời nói đầu
Ngay từ đầu phát triển ngành công nghệ sơn đã chứng tỏ mình rất quan trọng; trong phát
triển công nghiệp hay sinh hoạt thì vấn đề bảo vệ bề mặt kim loại luôn được đặt ra bức thiết
hàng đầu. Và hơn thế nữa khi ngành sơn càng phát triển thì chúng ta thấy được tầm quan
trọng của công nghệ xử lí bề mặt hay nói cách khác đó là phốt phát hóa.
Phốt phát hóa thực chất là quá trình làm cho bề mặt chi tiết có độ nhám để cho lớp sơn có thể
bám chắc lên trên bề mặt chi tiết.
Đề tài này cho chúng ta thấy một cách tổng quan về công nghệ Phốt Phát hóa. Qua đây các
bạn có thể thấy được sơ lược quá trình hình thành của công nghệ, mục đích,tác dụng của phốt
phát hóa cũng như quy trình công nghệ phốt phát hóa. Đề tài sau trình bày tóm tắt quá trình
phốt phát hóa một chi tiết trước khi đem đi sơn hoặc xử lí.

Nhóm 10

2


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Lời cảm ơn
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Điện hóa
và Bảo vệ kim loại đặc biệt là sự nhiệt tình giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn cô: Lê
Thị Thu Hằng.
Nhóm sinh viên thực hiện :
 Nguyễn Mạnh Tuấn

20113444

 Đinh thị Tuyết
 Trần Thị Vân

Nhóm 10

3


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

I. Tổng quan công nghệ Phốt Phát Hóa
1. Sơ lược lịch sử hình thành công nghệ Phốt Phát Hóa
Xe hơi(hay ôtô) được sinh ra tại châu Âu, do người Pháp và Đức, được Viện Hàn
Lâm Khoa Học Paris đặt tên tiếng Pháp là “automobile” (ghép từ: từ “auto”, tiếng Hi

Lạp nghĩa là “tự thân” và từ “mobilis”, tiếng La Tinh nghĩa là “vận động”).
Đây là chiếc xe đầu tiên :

Hình ảnh chiếc oto đầu tiên
Càng về sau khi thế giới công nghệ phát triển, rất nhiều mẫu mã ô tô, xe máy, phương
tiện di chuyển khác ra đời. Thêm vào đó để phục vụ đời sống sinh hoạt con người thì
rất nhiều đồ dùng với mẫu mã và chủng loại rất đa dạng và phong phú. Khi đó một vấn
đề đặt ra đó là về độ bền của sản phẩm và trang trí trên sản phẩm. Để đáp ứng nhu cầu
này, người ta đã phủ lên các sản phẩm 1 lớp sơn vừa có tác dụng bảo vệ vật liệu ( chủ
yếu là sắt thép ) lại vừa có thể tạo vẻ đạp cho sản phẩm. VD: oto, tủ lạnh,..v.v

Nhóm 10

4


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Cuộc cách mạng kỹ thuật của thế giới đã
tác động thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp sơn từ thế kỷ 18 nhưng chất lượng sơn
bảo vệ và trang trí vẫn chưa cao vì nguyên liệu chế tạo sơn đi từ các loại dầu nhựa
thiên nhiên và các loại bột màu vô cơ có chất lượng thấp
Ngành công nghiệp sơn chỉ có thể phát triển nhảy vọt khi xuất hiện trên thị trường các
loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn cùng với các loại bột màu hữu cơ chất lượng cao và
nhất là sự xuất hiện của sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO 2) là loại bột màu chủ
đạo, phản ánh sự phát triển của công nghiệp sơn màu. Các mốc phát triển công nghiệp
sơn (được khởi đầu từ thế kỷ 20 đến cuối thế kỷ 20) có thể được phản ánh như sau:
-

Năm 1923: nhựa Nitrocellulose, alkyd

Năm 1924: Bột màu TiO2
Năm 1928: Nhựa Phenol tan trong dầu béo
Năm 1930: Nhựa Amino Urea Formaldehyde
Năm 1933: Nhựa Vinyl Clorua đồng trùng hợp
Năm 1934: Nhựa nhũ tương trong gốc dầu
Năm 1936: Nhựa Acrylic nhiệt rắn
Năm 1937: Nhựa Polyurethan
Năm 1939: Nhựa Amino melamin Formaldehyde
Năm 1944: Sơn gốc Silicone
Năm 1947: Nhựa Epoxy

Nhóm 10

5


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

-

Năm 1950: Nhựa PVA và Acrylic laquer
Năm 1955: Sơn bột tĩnh điện
Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhựa latex
Năm 1960: Sơn công nghiệp gốc nước
Năm 1962: Sơn điện di kiểu Anode
Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV
Năm 1971: Sơn điện di kiểu catode

Trong tương lai, thách thức của ngành công nghiệp sơn toàn cầu phải giải quyết bài
toán quen thuộc là tìm được giải pháp cân bằng giữa một bên là sức ép về chi phí của

năng lượng, nguyên liệu và đáp ứng quy định luật an toàn môi trường của chính phủ
với một bên là yêu cầu của thị trường là chất sơn phải hoàn hảo với giá cả tốt nhất.
Các thách thức này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho ngành sơn công nghiệp thế giới nghiên
cứu và triển khai các giải pháp công nghệ mới, nguyên liệu mới và sản phẩm mới đó
chắc chắn cũng là tác động tích cực đối với sự phát triển hơn nữa của ngành công
nghiệp này
Ở Việt Nam, cha ông ta từ gần 400 năm trước đã biết dùng sơn ta từ cây sơn mọc tự
nhiên chế biến thành sơn trang trí và bảo vệ cho chất lượng gỗ của các pho tượng thờ,
các tấm hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ này chất lượng hầu
như không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn được coi là
nguyên liệu chất lượng cao dùng cho ngành tranh sơn mài được ưa chuộng cả trong và
ngoài nước hoặc một số loại dầu béo như: dầu chẩu và dầu lai hoặc nhựa thông từ cây
thông ba lá mọc tự nhiên tại Việt Nam, từ lâu đã được người dân chế biến thành dầu
bóng (clear – varnish) gọi nôm na là “quang dầu” dùng trang trí và bảo vệ cho “nón lá”
hoặc “đồ gỗ”, nội ngoại thất.
Tuy nhiên, việc sử dụng sơn nói trên chỉ mang tính chất tự phát từ nhu cầu đời sống
thường ngày, đến năm 1913 - 1914 ở Việt Nam mới xuất hiện một xưởng sơn dầu ở
Hải Phòng do người Pháp mở mang nhãn hiệu TESTUDO , tiếp sau đó vài năm hãng
sơn Việt Nam đầu tiên “Công ty sơn Nguyễn Sơn Hà” được thành lập và tiếp theo có
các hãng sơn ở Hà Nội là Thăng Long, Gecko. Trong đó cần chú ý là loại sơn
RESISTANCO của hãng sơn Nguyễn Sơn Hà rất được người tiêu dùng trong và ngoài
nước ưa chuộng, đây có thể nói là hãng sơn đầu tiên lớn nhất tại Việt Nam lúc ấy và
còn để lại giấu ấn lịch sử tới ngày nay là Công ty cổ phần sơn Hải Phòng phát triển từ
mảnh đất mang tên Xí nghiệp sơn Phú Hà (hậu duệ sau này của ông Nguyễn Sơn Hà).
Vì vậy có thể nói rằng: ông Nguyễn Sơn Hà chính là ông tổ ngành sơn Việt Nam.
Nhưng ta thấy một số sản phẩm thường bị bóc lớp sơn 1 cách dễ dàng, chính vì thế
người ta phải xử lí bề mặt vật liệu trước khi sơn phủ với mục đính tạo chân bám cho
lớp sơn mà một trong nhưng phương pháp xử lí bề mặt phổ biến hiện nay là công nghệ
Phốt Phát hóa.

Nhóm 10

6


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

1.2 Khái niệm Phốt Phát hóa:
Phốt Phát hóa là quá trình xử lí chi tiết máy hoặc dụng cụ trong dung dịch muối
photphat có mangan, kẽm, sắt tạo nên lên trên bề mặt của chi tiết hoặc dụng cụ một
lớp màng bảo vệ muối photphat khó tan trong nước.
Màng phốt phát có màu tro hoặc màu đen, màng có nhiều lỗ, sau khi xử lí bịt lỗ
ngâm dầu hoặc sơn có tính bền chống gỉ cao trong khí quyển. Màng có khả năng hấp
thụ tốt nên được dung rộng rãi làm lớp lót của sơn. Màng có tính bôi trơn tốt nên
thường được dung làm lớp bôi trơn cho dập nguội, giảm ma sát, tránh và làm giảm xây
sát hoặc vết nứt trên bề mặt kéo dài tuổi thọ của khuôn. Màng còn có tính cách điện tốt
nên được dùng làm lớp cách điện cho những tấm tôn Silic.
Sau khi phốt phát hóa kích thước chi tiết có sự thay đổi ít, bởi vì trong quá trình
phốt phát, cùng với sự hòa tan của sắt tạo thành màng phốt phát với độ dày 5−12  m.
Những chi tiết có hình dạng phức tạp như đường ống bình khí…qua phốt phát hóa
được lớp màng bảo vệ tốt.
Hơn thế nữa thiết bị phốt phát hóa đơn giản thao tác dễ thực hiện. giá thành thấp,
hiệu quả cao vì thế được áp dụng rộng rãi để chống gỉ cho sắt thép.

1.3 Phân loại phốt phát hóa
1.3.1 Dựa theo phương pháp
a. Phốt phát hóa điện hóa
Là phương pháp Phốt Phát hóa mà trong quá trình xử lí bề mặt vật liệu bằng dung
dịch hóa học có sự tham gia của dòng điện một chiều.
Trong phương pháp này người ta treo chi tiết cần xử lí lên và làm chúng trở

thành anot sau đó nhúng vào trong dung dịch phốt phát và cho dòng điện một chiều
chạy qua.
b. Phốt phát hóa hóa học
Là phương pháp phốt phát hóa mà chi tiết được đưa qua các bể chứa dung dịch,
trải qua quá trình ngâm nhưng không có sự tham gia của dòng điện 1 chiều.

1.3.2 Phân loại theo màng phốt phát
 Hệ kẽm
a) Zn
Thành phần chủ yếu trong dung dịch phốt phát là Zn 2
Thành phần chủ yếu của lớp màng là Kẽm phốt phá, Sắt kẽm phốt phát
Bề ngoài lớp : kết tinh tro nhạt đến tro đậm
Chất lượng màng trên đơn vị diện tích (g/m²) 1−40
Thời gian chống gỉ màng(giờ): 2

Nhóm 10

7


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Công dụng: chịu ăn mòn, tăng độ bán dính với sơn, bôi trơn gia công nguội,
cách điện giảm ma sát.
b) Zn Ca
Thành phần chủ yếu trong dung dịch phốt phát là Zn 2 Ca 2 PO42
Thành phần chủ yếu của lớp màng là Kẽm Canxi phốt phá, Sắt kẽm phốt
phát
Bề ngoài lớp : kết tinh mịn tro nhạt đến tro đậm
Chất lượng màng trên đơn vị diện tích (g/m²) 1−15

Thời gian chống gỉ màng(giờ): 2
Công dụng: chịu ăn mòn, tăng độ bán dính với sơn
c) Zn Mn
Thành phần chủ yếu trong dung dịch phốt phát là Zn 2

PO42

Thành phần chủ yếu của lớp màng là Muối sắt mangan Kẽm phốt phát
Bề ngoài lớp : kết tinh tro nhạt đến tro đậm
Chất lượng màng trên đơn vị diện tích (g/m²) 1−40
Thời gian chống gỉ màng(giờ): 2
Công dụng: chịu ăn mòn, tăng độ bám dính với sơn
 Hệ mangan
Thành phần chủ yếu trong dung dịch phốt phát là

2
Mn 2 PO4

Thành phần chủ yếu của lớp màng là Muối sắt Mangan Phốt Phát
Bề ngoài lớp : kết tinh tro nhạt đến tro đậm
Chất lượng màng trên đơn vị diện tích (g/m²) 1−40
Thời gian chống gỉ màng(giờ): 1,5
Công dụng: giảm ma sát chịu ăn mòn tăng độ bám dính của sơn
 Hệ Sắt
2
Thành phần chủ yếu trong dung dịch phốt phát là Fe2 PO4

Thành phần chủ yếu của lớp màng là Sắt phốt phát
Bề ngoài lớp : kết tinh tro nhạt đến tro đậm
Chất lượng màng trên đơn vị diện tích (g/m²) 5−40

Thời gian chống gỉ màng(giờ): 1,5
Công dụng: chịu ăn mòn, tăng độ bám dính với sơn

1.3.3 Phân loại công nghệ Phốt Phát hóa theo nhiệt độ
Công nghệ phốt phát hóa tiến hành ở các nhiệt độ khác nhau cao trung bình và
thường. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm khác nhau cụ thể như:

Nhóm 10

8


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

a) Phốt phát hóa ở nhiệt độ cao (Ở nhiệt độ 90- 98ºC thời gian xử lí
là 10-20 phút).
+ Ưu điểm: Độ bền chống gỉ,độ bám chắc độ cứng chịu nhiệt tốt, tốc độ phốt phát hóa
nhanh.
+ Nhược điểm: làm việc ở nhiệt độ cao, bay hơi lớn, thành phần thay đổi nhanh, màng
phốt phát dễ bị lẫn tạp chất kết tủa, kết tinh không đều, tiêu hao năng lượng lớn

b) Phốt Phát hóa ở nhiệt độ trug bình (Ở nhiệt độ 50-70ºC, thời gian
xử lí 10-15 phút).
+ Ưu điểm: độ bền chống gỉ tương đối với màng phốt phát ở nhiệt độ cao, dung dịch
ổn định, tốc độ phốt phát hóa nhanh, năng suất cao
+Nhược điểm: thành phần tương đối phức tạp.

c) Phốt Phát hóa ở nhiệt độ thường (Ở nhiệt độ thường 15-30 ºC,
thời gian xử lí 10-60 phút).
+ Ưu điểm: không cần gia nhiệt, tiết kiệm năng lượng, giá thành thấp, dung dịch ổn

định
+ Khuyết điểm: độ bền chống gỉ không cao, chịu nhiệt kém,thời gian xử lí dài,năng
suất không cao.

1.3.4 Phương pháp Phốt Phát hóa tổng hợp
Đặc điểm công nghệ: bao gồm các công nghệ tẩy dầu, tẩy gỉ, phốt phát hóa, thụ
động hóa trong cùng một bể phốt phát. Cộng nghệ này có tác dụng: làm giảm quy
trình, giảm thiết bị, diện tích, rút ngắn công đoạn, nâng cao năng suất lao động, giảm
giá thành, cải thiện điều kiện lao động, có lợi cho việc cơ khí hóa, tự động hóa. Màng
phốt phát kết tinh mịn, khả năng chống gỉ nhất định, thích hợp là lớp nền cho sơn.

1.4 Chế độ của công nghệ Phốt Phát hóa
a) Phương pháp Phốt Phát hóa theo nhiệt độ
Ở phương pháp này với mỗi quá trình phốt phát hóa ở nhiệt độ khác nhau thì có
một chế độ công nghệ khác nhau. Tùy vào mục đích và yêu cầu của sản phẩm mà
người ta chọn chế độ phốt phát hóa khác nhau cụ thể là:
Chế độ công nghệ phốt phát hóa ở nhiệt độ cao:
Pha chế
Hàm lượng(g/l)
1
2
Thành phần và chế độ

Nhóm 10

3

4

5

6

9


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2

30-35

30-40

2530

H3PO4
Zn(H2PO4)2 2H2O
NH4H2PO4
Zn(NO2)2 6H2O

0,98-2,74
3040
55-65

Ca(NO3)2
Mn(NO3)2 6H2O
HNO3
MnCO3

7-9
1,5-18

5565

42-58

11-15
15-25
2-5
9,513,5

ZnCl2
Độ axit tự do
Độ axit tổng

5-8
40-60

3,5-5
36-50

Nhiệt độ(oC)

90-98

94-98

Thời gian(phút)

15-20

15-20

Nhóm 10

28-36

6-9
4058
8895
815

2-4
2835
9799
2530

3,5-4,5
1-2,8
20-28

5-6
60-80

85-95

92-98

6-9

10-15

10


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Pha chế
hàm lượng (g/l)
thành phần và chế độ
xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2
Zn(H2PO4)22H2O
H3PO4
Zn(NO3)2 6H2O
Mn(NO3) 6H2O
HNO3
NaNO3

1
30-40

2

3

30-45

4

5*

30 -40

40

6

30-40
41-45
70-100
25-40

80-100

90-100

80-100

120
50
23-25
27-30

1-2

ZnO

27-30

(CH2)6N4

4-5

C10H16O6N2

1-2

Độ axit tự do

5-8

5-7

5-7,5

4-7

3-7

5-7

Độ axit tổng

100-60

50-80

60-80

60-80

90-120

70-90

Nhiệt độ (0C)

60-70

50-70

60-70

50-70

55-65

35-50

Thời gian(phút)

7-15

15-20

10-15

10-15

20

10-20

+Trong đó: độ axit của dunh dịch phốt phát hóa là: số ml NaOH tiêu hao khi dùng
dung dịch NaOH 0,1 mol để chuẩn 10ml dung dịch phốt phát hóa. Khi dùng chất chỉ thị
là phenol flalein thì số ml dung dịch NaOH 0,1 mol cần dùng gọi là độ axit tổng dung
dịch phốt phát hóa. Khi dùng chất chỉ thị là Metyl da cam thì số ml dung dịch NaOH
0,1 mol cần dùng gọi là độ axit tự do dung dịch phốt phát.

Chế độ công nghệ phốt phát hóa ở nhiệt độ trung bình:
*Dung dịch 5 màn phốt phát dày 20 micromet ,sau khi phốt phát xong không cần thụ
động.
Chế độ công nghệ phốt phát hóa ở nhiệt độ thường:

Pha chế
Hàm lượng (g/l)
thành phần và chế độ
xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2
Zn(H2PO4)22H2O
Zn(NO3)26H2O

Nhóm 10

1

2

3

4

30-40
140-160

50-100

60-70
60-80

50-70
80-100
11


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

NaF
ZnO
NaNO2
Độ axit tự do
Độ axit tổng
Nhiệt độ (oC)
Thời gian (phút)

3-5

3-4,5
4-8

3,5-5
85-100
Thường
40-60

3-4
50-90
Thường
30-45

3-4,5
4-8
3-4
70-90
Thường
30-45

0,2-1
4-6
75-95
Thường
20-40

+ Dung dịch phốt phát hóa pha chế có rất nhiều loại, nhưng thành phần cơ bản
gồm:
1- H3PO4 tự do: dùng để duy trì độ axit của dung dịch phốt phát hóa.
2- Muối M(H2PO4): với M là ion kim loại hóa trị 2: Zn, Mn, Ca, Fe…,chúng là
chất tạo màng chủ yếu.
3- Chất xúc tác: làm tăng tốc độ phốt phát hóa, cải thiện chất lượng màng phốt
phát hóa. Nhứng chất xúc tác thường dùng:

.Là chất oxi hóa có: muối Nitrat, muối axit Clo, oxy già…nhằm làm giảm
thời gian phốt phát hóa, đề phòng muối sắt kết tủa trong dung dịch.
.Là chất khử có: NaNO2.
Chúng khử H2 và Fe+2, tăng nhanh tốc độ phản ứng, nâng tốc độ phốt phát hóa,
là chất quan trọng nhất trong dung dịch phốt phát hóa ở nhiệt độ thường.
.Muối kim loại so với sắt có điện thế dương như: muối Niken, muối
đồng…, ion niken là chất hoạt hóa,cho vào dung dịch, làm cho màng phốt phát kết tinh
mịn, nâng cao độ bền chống gỉ.
.Những chất hữu cơ: axit hưu cơ, hợp chất có gốc Nito, axit citric,
C4H6O6…có thể tạo phức với sắt tạo nên điểm kết tinh, làm giảm tạo mùn.
.NaF: là chất xúc tác đặc biệt, khi cho vào có tác dụng làm ổn định độ pH,
nâng cao tốc độ phốt phát.
b) Phương pháp phốt pháp hóa tổng hợp và phốt phát hóa màu đen
Ngoài phương pháp phốt phát hóa ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau thì người ta
còn đưa ra một phương pháp gọi là ‘phốt phát hóa tổng hợp’. Với phương pháp này
người ta cũng dựa trên yêu cầu của sản phẩm mà người ta chia nhiều loại dung dịch và
các điều kiện khác nhau cụ thể như :
Chế độ công nghệ phốt phát tổng hợp:
pha chế
hàm lượng(g/l)
Thành phần và chế độ
H3PO4
Zn(H2PO4)2 2H2O
ZnO
Zn(NO3)2 6H2O

Nhóm 10

2

3

4

100

10ml/l

30
160

40-50

1
50-65
30-40
12-18
180-210

80-100

12


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Mn(NO3)2 6H2O
9-10
C4H6O6
5

5
5
4
Cr(H2PO4)3
0,3-0,4
0,4-0,5
0,3-0,4
MgCl2
3
TiO2SO4
0,1-0,3
0,1
Chất hoạt động bề
15-20 ml/l
15-20 ml/l
20-30 ml/l
mặt AS
chất làm nhũ hóa OP 10-15 ml/l
12 ml/l
(NH4)MoO4
1
K2Cr2O7
0,3
HNO3
2 ml/l
Độ axit tự do
10-15
18-25
18-25
2

Độ axit tổng
130-150
75-100
180-220
25
o
Nhiệt độ ( C)
55-65
56-65
60-65
=<85
Thời gian (phút)
5-6
5-15
Bên cạnh đó còn có có tồn tại một công nghệ phốt phát hóa màu đen với chế độ như
sau :

Chế độ công nghệ Phốt phát hóa màu đen:
Pha chế
1
2
Hàm lượng (g/l)
Thành phần và chế độ
xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2
25-35
55
H3PO4 (1,7)
1-3 ml/l
13,6
Ca(NO3)2

30-50
Zn(NO3)2 6H2O
15-25
2,5
Ba(NO3)2
0,75
Na(NO3)2
8-12
CaO
6-7
Độ axit tự do
1-3
4,5-7,5
Độ axit tổng
24-26
58-84
o
Nhiệt độ( C)
85-95
96-98
Thời gian (phút)
30
Theo yêu cầu
Chú ý:
-Trước khi phốt phát pha chế 1 cần phải xử lý trong dung dịch Na2S 5-10 g/l, thời gian
5-20 giây.
-Pha chế 2 phải tiến hành phốt phát 2-3 lần. Lần thứ nhất phốt phát thấy không có
khí thoát ra, lấy ra, rửa, sau đó ngâm trong dung dịch H2SO4 15%, thời gian 1 phút,
rửa, tiến hành phốt phát hóa lần 2 và lần 3. (dung dịch và chế độ công nghệ giống
như phốt phát hóa lần 1).

Nhóm 10

13


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

II.

Quy trình công nghệ

2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Nhóm 10

14


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Gia công bề mặt
Rửa lạnh
Tẩy dầu mỡ

Rửa nóng rửa lạnh

Tẩy nhẹ

Rửa lạnh

Phốt Phát hóa

Rửa

Xử lí sau khi phốt phát hóa

Rửa
Công đoạn sau khi phốt phát hóa

2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nhóm 10

15


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

2.2.1 Gia công bề mặt
Để làm sạch bề mặt chi tiết người ta sử dụng công nghệ bắn cát ( phun cát), chi tiết
sẽ được thiết bị bắn những viên cát với vận tốc lớn đến va chạm với bề mặt chi tiết;
dưới vận tốc lớp các viên cát làm bề mặt chi tiết sạch( được dung phổ biến).
Một phương pháp khác cũng dung để làm sạch bề mặt đó là tẩy gỉ.
Tẩy gỉ là phương pháp tiến hành trên bề mặt chi tiết nhằm lấy đi lớp gỉ dày hoặc
lớp oxit mỏng. Dung dich tẩy gỉ là axit sunfuric, axit clohidric và các chất ức chế hữu
cơ khác để hạn chế sự hòa tan kim loại nền cũng như sự thoát hidro để tránh chi tiết bị
giòn. Tẩy gỉ chia làm 2 loại tẩy gỉ hóa học và tẩy gỉ điện hóa.
a) Tẩy gỉ hóa học:
Tẩy gỉ cho các ông thép trong dung dịch HCl 20% + 0.8% chất ức chế.

Tẩy gỉ cho thành nồi hơi bằng dung dịch gồm: 600-650 g HCl (d= 1,19), 10g chất ức
chế, 5ml rượu izoamilic, 390-400ml nước.
Dung dịch tẩy gỉ cho thép và gang

Thành phần
dd g/lít và
chế độ tẩy

Gang đúc

H 2 SO4

120-160

HCl
H 3 PO4

Chất ức chế
1
Chất ức chế
2
Urotropin
Nhiệt
độ(ºC))
Thời gian
tẩy

Dây
thép
100-150

-

Tấm

Bị gỉ

50-70
-

270
100
0.2

Bị oxy
hóa
180
100
-

Thường

Tẩy thô

150-350
-

120
0,8-1,0

-

30

5

8-10
40-50

60-70
Đến hết

40-60
Đến hết

40-60
Đến hết

30-40
Đến
hết

30-40
Đến hết

15-45
Đến hết

60-80
Đến hết

+Vật tẩy quá to dung kem tẩy gỉ chat lên bề mặt, để 1-6h sau đó cạy ra và rửa
sạch chi tiết. Thành phần kem tẩy:
H 2 SO4 (d=1,84)
29 ml
H 3 PO4 (d=1,70)

HCl (d=1,19)

Nhóm 10

46 ml
356 ml
16


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Urotropin
6g
Kiềm xenlulo sunfit (d=1,22)
50 ml
Đất sét
400 g
Nước
590 ml
Tẩy gỉ hóa học cho kim loại màu và hợp kim của chúng bằng cách nhúng vật tẩy
vào dung dịch tẩy, sau mỗi lần nhúng phải rửa cẩn thận và nhanh trong nước lạnh
Tẩy gỉ cho kẽm bằng phương pháp hóa học từ dung dịch gồm 100 ml (d=1,19) +
20ml ml
Tẩy gỉ cho kền và hợp kim của kền bằng dd H 2 SO4 20% có thêm 2-3% CrO hay

3

Fe2 ( SO4 )3 , tẩy ở 60-80ºC.

Đồng hay hợp kim của đồng sau khi tẩy bị mờ đi thì xử lí bằng các dung dịch sau:
300g HNO3 , 200g H 2 SO4 , 1,5g NaCl, 1-1,5g ZnSO4 , 1 lít nước.
100g K 2CrO7 , 60g H 2 SO4 , 1g NaCl, 1 lít nước.
b) Tẩy gỉ điện hóa
Tẩy gỉ điện hóa tiến hành trong các dung dịch xâm thực, vật tẩy được mắc thành
điện cực anot hay catot. Tốc độ tẩy nhanh hơn hóa học.
Tẩy catot, ngoài tác dụng xâm thực của dung dịch lên gỉ còn có hidro thoát ra làm
bong gỉ khỏi kim loại hoặc khử lớp oxit mỏng thành kim loại. Anot bằng chì hay hợp
kim Pb- (6-10%) Sb hoặc gang silic (20-24%Si).
Tẩy anot ngoài việc kim loại bị hòa tan điện hóa còn có oxy thoát ra tách lớp gỉ
khỏi bề mặt kim loại.Catot bằng Chì, Đồng, Sắt.
Cần tuân thủ các điều kiện kĩ thuật đẻ tránh ăn mòn không đều hoặc tẩy quá.
Tẩy gỉ Catot không bị tẩy quá, ăn mòn đều hơn, nhưng lâu hơn và kim loại bị giòn.
Vật tẩy có hình dạng phức tạp lại có lớp gỉ bền chắc cần phải tẩy đặc biệt:
 Tẩy dầu mỡ anot trong dung dịch 1, bảng 3.7.
 Tẩy gỉ Catot trong dung dịch 2, bảng 3.7. Phần bề mặt nào được tẩy sạch gỉ
liền bị Chì bám vào bảo vệ cho nền sắt thép không bị ăn mòn tiếp , nên không
bị thấm hidro, không bị giòn.
 Tẩy lớp chì ở trên bằng dung dịch 3, bảng 3.7
Sau mỗi khâu cần rửa sạch và cọ bằng bàn chải nếu cần.
Tẩy gỉ cho thép có nhiều cacbon tiến hành 2 bước:
+ Tẩy gỉ trong dung dịch gồm: H 2 SO4 10-15%, NaCl 20-15%, có them chất ức chế,
nhiệt độ 50-55 ºC.
+ Tẩy anot trong dung dịch NaOH 10%, nhiệt độ phòng, ia = 5-7 A/dm², thời gian 5
ph.

Nhóm 10

17


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Chú ý : Bóc lớp mùn đen trên bề mặt sau khi tẩy gỉ:
Thép cacbon dung dung dịch(g//l): HNO3 60-70 + H 2 SO4 80-100; tẩy ở nhiệt độ
phòng 3-5s.
Thép cacbon thấp và trung bình dung dung dịch(g/l): H 2 SO4 15-30 + CrO 70-120
3

+NaCl 3-5; tẩy ở nhiệt độ phòng 5-10ph.
Thép không gỉ dung dung dịch (g/l) : HNO3 350-400, HF 3-5; tẩy ở nhiệt độ phòng
1-20ph
Các loại thép khác: tẩy điện hóa trong dung dịch(g/l): NaOH 50-100 tẩy ở nhiệt độ
60-80 ºC trong 1-3 phút với mật độ dòng anot ia = 5-10 A/dm²; catot bằng thép.

2.2..2 Tẩy dầu mỡ
Hiện nay các phương pháp tẩy dầu mỡ cho chi tiết có 4 phương pháp chính đó là:
+ Tẩy dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ
+ Tẩy dầu mỡ hóa học
+ Tẩy dầu mỡ điện hóa
+ Tẩy dầu mỡ bằng phương pháp đốt
Dưới đây ta nghiên cứu hai phương pháp chủ yếu đó là Tẩy dầu mỡ hóa học và
Tẩy dầu mỡ điện hóa.
a) Tẩy dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ
Tẩy trong dung môi hưu cơ như tricloetylen, xăng, dầu hỏa…hay tẩy bằng vôi
bột…llaf khâu tẩy sơ bộ, sau đó nhất thiết phải tẩy them trong dung dịch kiềm nóng.

Dung dịch tricloetylen sẽ tẩy đc cả dầu mỡ động thực vật khoáng vật lẫn thuốc mài
và làm bong cho thép, đồng, kền và các hợp chất của chúng. Không đc tẩy cho nhôm,
titan và hợp kim titan. Vật trước khi tẩy phải đc sấy khô hết nước để tránh bị ăn mòn.
Cũng có thể dung tetracloetylen C2 H 4 để tẩy dầu mỡ cho hầu hết các kim loiaj trừ
Mg,Al.
Phải tiến hành tẩy dung môi hưu cơ trong các thiết bị chuyên dung và thao tác đúng
quy định để đảm bảo an toàn, tránh độc hại.
Lau chùi bằng xăng, dầu hỏa, vôi bột, nước vôi ..thích hợp cho các vật quá phức
tạp, cần thao tác thủ công cũng như các vật tẩy là kim loại không đc phép tẩy lâu trong
kiềm nóng(dễ bị hòa tan).
b) Tẩy dầu mỡ hóa học
Tùy vào yêu cầu sản phẩm mà ta chon dung dịch và chế độ tẩy khác nhau để đặt
hiệu quả cao và tiết kiệm.

Bảng 1: Thành phần dung dịch và chế độ tẩy dầu mỡ hóa học:
Dung dịch

Nhóm 10

18


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Thành phần dung
dịch (g/l) và chế
độ tẩy
NaOH
NA3PO4 12H2O
Na2CO3

Chất hoạt động
bề mặt
Na2SiO3(Thủy
tinh lỏng)
Nhiệt độ(0C)
Thòi gian
tẩy(phút)
Tẩy cho kkim loại

1

2

3

4

5-15
15-35
15-35
3-5

20-40
5-15
3-5

8-12
20-50
-

15-35
15-35
3-5

-

10-30

25-30

-

60-80
3-20

50-70
2-5

40-70
3-10

60-80
5-20

Thép

thép

Kim loại màu,
hợp kim nhôm

Nhôm và hợp
kim nhôm

Sau khi tẩy dầu mỡ sơ bộ theo các cánh trên phải rủa sạch bằng nước rồi mới tẩy
dầu mỡ tiếp trong dung dịch kiềm nóng.
Tẩy trong dung dịch kiềm nóng: sau khi tẩy sơ bộ, để làm sạch đầu mỡ còn lại. Tuy
nhiên đây cũng coi như là một khâu tẩy sơ bộ cho những chi tiết bẩn dầu mỡ nhưng
bền trong kiềm rồi tẩy trong điện hóa để làm sạch triệt để.
Vật tẩy thường đựng trong giỏ thép, lưới thép, dễ thoát dung dịch và dễ rửa.
Thời gian tẩy phụ thuộc vào mức đọ bẩn cảu vât, thành phần và nồng độ dung dịch
tẩy, thường từ 3-20 phút.
Ở nhiệt độ cao quá trình tẩy diễn ra nhanh và đạt hiệu quả cao hơn tẩy thường ở
nhiệt độ 70-90 ºC. Các chất tẩy hiện đại chỉ cần tẩy ở nhiệt độ 40-60 đã đạt kết quả tốt.
+ Sắt thép gang tẩy trong dung dịch kiềm đặc (100g/l), PH 12-14.
+ Kim loại màu tẩy nhẹ trong kiềm loãng (50g/l), PH 10-11.
+ Kim loại dễ tan như Al không đc dung NaOH đê tẩy.
Để bảo vệ môi trường nên dung chat tẩy không chứa hoặc ít phophat; nên dung
chất chứa natri gluconat, natri heptagluconat, natri xitrat…..
c) Tẩy dầu mỡ điện hóa
Có nhiều chi tiết của sản phẩm yêu cầu ko cao về độ sạch trước khi phốt phát hóa
thì ta chỉ dừng ở tẩy dầu mỡ hóa học. Còn đối với những sản phẩm yêu cầu độ sạch
cao trước khi phốt phát hóa như vỏ,bộ phận oto, máy tính,,,v.v thì ta phải thực hiện tâỷ
tinh đó là sử dụng phương pháp tẩy dầu mỡ điện hóa.
Tẩy dầu mỡ điện hóa: Vật tẩy mắc thành 1 điện cực, điện cực kia là thép tấm.
Dung dịch tương tự như tẩy dầu mỡ hóa học nhưng loãng hơn. Vật tẩy có thể cho phân
cực catot hay anot.

Nhóm 10

19


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Thành phần dung dịch và chế độ tẩy dầu mỡ điện hóa:
Thành phần dung
Dung dịch
dịch(g/l) và chế độ tẩy
1
2
3
4
5
NaOH
20-40
5-10
45-55
60-70
10-15
Na2CO3
20-40
20-40
10-20
25-30
Na3PO4
20-40
20-40
10-20
5-10

25-30
Na2SiO3
3-5
15-25
NaCN
5-15
10-15
Na3P3O10
10-20
Chất hoạt động bề mặt
0,1-0,2 0,1-1
Trilon B
4-6
0
Nhiệt độ( C)
60-80
60-80
75-85
35-40
65-70
ic, A/dm2
2-10
2-10
4-8
1-1,5
2-5
2
ia, A/dm
2-10
2-10

3-5
Ʈc ,ph
3-10
3-10
4
3,5
4
Ʈa ,ph
1-3
1-3
1-2
Dùng tẩy cho
Thép
Thép
Thép
Thép
Đồng
(treo)
(treo)
(dòng
(quay)
~)

6
10-15
25-30
25-30
40-50
2-3
1-2

Đồng(2
)

7
8-12
8-12
4-6
60-70
1-2
0,5
Hợp
kim
kẽm

(2) Lớp mạ Cu trên Fe tẩy catot trong dung dịch 5 rồi tẩy anot trong dung dịch 6.
Có thể tẩy kiên hoàn: là phương pháp cho vật tẩy luôn phiên phân cực catot-anotcatot.. Thời gian tẩy không quá lâu và cần phân phối phù hợp để vật tẩy vừa sạch lại
ko bị giòn và ko xám đen.
Tẩy điện hóa có tác dụng tốt với những vật có hình dạng đơn giản, vật có hình dạng
phức tạp không nên tẩy điện hóa
Độ dẫn điên của các chất điện giải : NaOH> Na 2SiO3 > Na2CO3 > Na3 PO4
Khả năng nhũ hóa các chất: NaOH< Na2CO3 < Na3 PO4 < Na 2SiO3 .

2.2.3 Tẩy nhẹ
Sau khi thực hiện các quá trình trên bề mặt vật liệu đã tương đối sạch. Nếu nhìn
bằng mắt thường sẽ không thấy được các vết bẩn. Phần lớn các sản phẩm đều trải qua
bước tẩy tinh cuối cùng này
Tẩy nhẹ bằng phương pháp hóa học hay điện hóa trong các dung dịch và chế độ tẩy
ở bảng 3.8. thời gian <1 phút.
Bảng 3.8 Dung dịch và chế độ tẩy nhẹ:
thành phần

Tẩy thép
Cu, hợp kim
(%)
Cu
1
2
3
1
2
H2SO4 1,84 10
3-5
7-8
HCl 1,19
3-5
5
NaOH
-

Nhóm 10

Tẩy Zn
1
3-5

2
3-5
-

Tẩy Al
1

3-5
-

2
5-9

Tẩy Pb
1
-

2
20


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

NaCN
HNO3 1,4

-

-

-

-

3-4
-

-

-

-

-

3-5

3-4
-

Na2CO3
Nhiệt
độ(0C)
i , A/dm2

25

25

25

25

2-3
25

60

25

25

25

60

2-3
25

-

7-10

-

-

3-5

-

-

-

-

-

-

2.2.4 Rửa
Yêu cầu rửa:
Sau mỗi khâu tẩy, ma.. phải rửa cẩn thận để tránh dung dịch từ bể này lẫn sang bể
khác gây nên các sự cố, giảm chất lượng..
Nước phải có độ cứng thấp và phải thay mới liên tục. Rửa tĩnh nên cấp nước sạch
vào từ phía dưới và nước bẩn tràn ra khỏi bể rửa từ phía trên. Tốc độ thay nước trong
bể từ 1-3 thể tich trong 1 h. Thời gian rửa 1-3 phút.
Vật bằng gang đúc sau khi tẩy gỉ cần rửa lâu và kĩ hơn, có thể sục khí nén vào bể
rửa hoặc phun nước.. để cải thiện chất lượng rửa.
Sau khi mạ Cr, mạ trong xyanua…phải rửa thu hồi trước(để xử lí riêng) rồi mới rửa
sạch. Sau khi mạ bạc,vàng.bạch kim .. phải rửa thu hồi trong 3 bể liên tiếp ( để thu lại
kim loại quý) trước khi rửa sach….
Vật sau khi tẩy bóng, sau khi mạ phải rửa bằng mềm, nước cất hay nước đã qua
trao đổi ion.
Tẩy dầu mỡ xong tốt nhất là rửa nước nóng trước rồi rửa nước lạnh.
Sau khi tẩy nhẹ không được rửa nước nóng, vì bề mặt mau khô, tiếp xúc với oxy
không khí sẽ bị oxy hóa, nhất là lúc vật còn nóng.
Vật chuẩn bị xong chưa kịp phốt phát hóa ngay mà phải ngâm trong dd Na2CO3 35% có thể thêm 1 ít NH 4OH . Cũng có thể thay bằng nước vôi trong để ngâm chờ.
Trước khi dùng phải rửa, tẩy nhẹ, tẩy lại, rồi mới phốt phát hóa.

Phương pháp rửa:
Trên thực tế có rất nhiều phương pháp rửa khác nhau, có hiệu quả khác nhau và với
mục đích khác nhau. Ta có thể tiến hành rửa chi tiết theo các cách sau:
a) Rửa nhúng trong thùng tĩnh
Có ưu điểm: nước rửa nhanh chóng tiếp xúc với toàn bộ vật rửa và hòa loãng chất
bẩn vào nước rửa. Khuấy sục khí, di động vật rửa…làm tăng hiệu quả rửa nên nhiều

Nhóm 10

21


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

lần và thời gian rửa rút ngắn hang chục lần. Nhưng tốn nhiều nước rửa và độ sạch
không cao.

b) Rửa phun:
Rửa phun dưới vòi nước, dàn mưa, sung phun nước: có ưu điểm nhanh, triệt để
nhưng dễ bị bỏ sót các chỗ khuất.
Kết hợp cả 2 cách: Rửa tĩnh trước sau đó rửa phun sau để đạt hiệu quả tốt nhất.
Chọn cách rửa thích hợp cho từng khâu trong dây chuyền công nghệ phải xét đến
các yếu tố sau:
 Thành phần và nồng độ dd bám trên vật chưa rửa;
 Lượng dd bám trên 1 đơn vị bề mặt cần rửa;
 Nồng độ giới hạn của tạp chất chính cho phép bám trên bề mặt sau rửa (độ
sạch)
 Chọn cách rửa, số bể (lần) rửa, bố trí bể rửa;
 Lượng nước tiêu tốn cần thiết cho quá trình rửa.

b) Rửa chảy tràn một ngăn : dùng sau tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, tẩy nhẹ. Nước cấp vào
bể rửa và chẩy tràn ra lien tục. Độ sạch sau rửa không cao, tổng tạp chất còn sót lại
trong nước bám trên bề mặt đã rửa có thể lên đến 2g/l hoặc hơn. Lượng nước tiên tốn
lớn và phụ thuộc vào yêu cầu về độ sạch, chúng đc tính như sau:
Q = q. Co / C , lít / m²
Trong đó Q− lượng nước tiêu tốn để rửa 1 m² bề mặt,lít

q− lượng dd bám trên 1m² bề mặt, lít( bảng 3.15)
Co − Nồng độ dung dịch bám trên bề mặt chưa rửa, g/ lít
C− Nồng độ tạp chất cho phép trong lớp bám trên vật sau rửa, g/lít nồng độ này
tùy thuộc yêu cầu của bể sẽ nhúng tiếp vật gia công vào sau khi rửa(bảng 3.18)
d) Rửa chảy tràn một ngăn hai bể độc lập: nước sạch cấp lien tục vào 2 bể và
chảy tràn ra ngoài, vật rửa lần lượt rửa trong cả 2 bể. Cách này dung đê rửa nóng hay
rửa lạnh cho vật sau khi tẩy dầu mỡ, hay rửa lần cuối cho lớp mạ kim loại quý. Lượng
nước tiêu thụ tính theo công thức(3.2):
1/2
1/2
Q = 2q Co . Co , lít/m²

e) Rửa ngược dòng( rửa chảy tràn nhiều ngăn): Nước rửa cấp vào bể 1 chảy tràn
sang bể 2 rồi tràn sang bể 3…kết cấu liên tiếp cạnh nhau vật rửa theo thứ tự từ bể 3 rồi
sang bể 2 cuối cùng là bể 1. Cách này dùng rửa nước lạnh hay rửa nóng thì nhiệt độ
nước bể 1 phải 80-90ºC tiêu tốn nước theo cách này rất ít :
1/ N
Q = q (Co / C ) , lít/m²

Trong đó N- là số bể số lần rửa liên tiếp.;

Nhóm 10

22


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

f) Rửa tận dụng: Chỉ dung cho 2 bể gia công có tính chất gần giống nhau và cần
rửa mỗi khi đưa vật ra khỏi bể gia công, ví dụ: vật cần tẩy dầu mỡ hóa học rồi sau đó

tẩy dầu mỡ điện hóa thì cách bố trí như sau:
1. tẩy dầu hóa học;
2. rửa;
3. tẩy dầu điện hóa;
4. rửa.
Khi đó chỉ cấp nước sạch vào bể 4, nước rửa chảy từ bể 4 ra được dẫn bằng ống
nhựa cấp cho bể 2 rồi chảy tràn ra ngoài.

2.2.5 Phốt phát hóa
Quá trình hình thành lớp photphat: kim loại nền tan ra nhường e, muối PO43- ,
kết tủa lên bề mặt kim loại.Cụ thể ta có thể hiểu quá trình phốt phát hóa diễn ra theo 4
bước:
1) Kim loại nền tan ra nhường electron.
2) Thủy phân
3) Có kim loại kết tủa lên bề mặt hoặc khí H2 bay lên
4) Lúc này độ Ph trong môi trường thay đổi làm cho ion kim loại kết hợp với gốc
axit tạo ra muối ít tan. Muối này bám vào các mầm kim loại đã bám lúc trước để
tạo thành lớp nhấp nhô trên bề mặt chủa chi tiết.

Sau đây là quá trình phốt phát hóa phổ biến hiện nay đó là phốt phát
kẽm:

Nhóm 10

23


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Pha chế dung dịch và duy tri công nghệ

a) Phương pháp phốt phát hóa theo nhiệt độ
Pha chế dung dịch:
- Cách pha chế: Cho nước cất hoặc nước trao đổi ion vào 2/3 thể tích bể. Sau đó
cho các chất đã hòa tan riêng biệt vào bể, để tăng nhanh sự hòa tan, cần gia nhiệt
dung dịch 40oC-50oC. Nếu pha chế bằng ZnO, cho nước vào ZnO khuấy thành hồ, vừa
khuấy vừa cho HNO3 vào, ssau đó vừa khuấy vừa cho dần dần H3PO4 vào. Sau khi
toàn bộ các hóa chất hóa tan, cho nước đến mức quy định, khuấy đều.
- Trước khi dùng, cần đun sôi 0,5-1 giờ dung dịch mới pha, rồi cho vào phoi sắt đã
tẩy sạch dầu và axit, để tạo ion Fe+2 trong dung dịch, tiến hành tẩy axit, rửa nước,
phốt phát hóa nhiều lần phoi sắt đến khi dung dịch phốt phát có màu nâu xanh lục
hoặc màu vàng nâu ổn định( ở nhiệt độ thường mất: 1-2 ngày). Phân tích, điều chỉnh,
đưa vào sản xuất.
Duy trì công nghệ:
1- Khi pha chế dung dịch phốt thêm nước, cần cho nước cất và nước trao đổi ion.
Trong quá trình phốt phát hóa không để các tạp chất có hại rơi vào như: Cl-, SO4-2…
Hàm lượng Cl-, SO4-2 không vượt quá 0.5 g/l, nếu hàm lượng quá cao, màng phốt phát
có nhiều lỗ, có màu trăng do độ bền chống gỉ giảm. Khử SO4-2 bằng phát hoặc cho
cách cho Ba(NO3)2 (1g SO4-2 cần 2,72g Ba(NO3)2); khử Cl- bằng cách cho AgNO3, sau
đó dùng phoi sắt để khử Ag+ còn dư.
2- Khi phốt phát ở nhiệt độ cao, tránh để đung dịch phốt phát ở trạng thái sôi.
3-Điều chỉnh độ axit dung dịch phốt phát:
+ Độ axit tự do là: H3PO4 tự do tác dụng hòa tan sắt, hình thành nhiều mầm
tinh thể, mịn màng.
Nếu độ axit tự do thấp, màng phốt phát sẽ mỏng hoặc không tạo màng. Khi đó
cần cho thêm muối xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2 hoặc Zn(H2PO4)2.
Nếuđộ axit tự do quá cao, phản ứng sẽ chậm, màng thô có nhiều lỗ, Fe +2 cao,
kết tủa nhiều. khi đó cho ZnO vào để làm giảm độ axit tự do.
+Đọ axit tổng : chỉ tổng độ axit, muối Nitrat, muối phootsphat; độ axit tổng ở
giới hạn trên trong phạm vi quy định, cố lợi làm tăng phản ứng phốt phát, màng kết
tinh mịn.

Nếu độ axit tổng quá cao thì màng rất mỏng, độ bền chống gỉ thấp. khi đó cần
dùng nước pha loãng.

Nhóm 10

24


Tổng quan công nghệ Phốt Phát hóa

Nếu độ axits tổng quá thấp thì phốt phát hóa chậm, màng dày, thô. Khi đó cần
cho Zn(NO3)2 hoặc Mn(NO3)2 vào để nâng cao độ tổng axit: khi cho 5-10g/l
xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2, ddooj axit tự do tăng lên 1, đồng thời độ axit tổng tăng lên
5; cho 20-22g/l Zn(NO3)2 hoặc 40-45g/l Mn(NO3)2, độ tổng axit tăng 10.
4-Điều chỉnh các thành phần dung dịch phốt phát: khi hàm lượng Mn+2, Zn+2, P2O5
thấp, cho thêm xFe(H2PO4)2 yMn(H2PO4)2 hoặc Zn(H2PO4)2. Khi hàm lượng Mn+2,
Zn+2 và NO3-2 thấp, cho thêm Zn(NO3)2 và Mn(NO3)2.
5-Ảnh hưởng tính chất vật liệu: nó ảnh hưởng rõ rệt tới màng phốt phát hóa.Thép
hợp kim thấp, thép cacbon cao, trung bình dẽ dàng phốt phất hóa, màu sắc màng đậm
và dày, nhưng kết tinh thô. Thép cacbon thấp, màng phốt phát có màu nhạt ,kết tinh
mịn. Thép đúc chưa tôi, màng kết tinh thô; thép đúc qua tôi, màng kết tinh mịn.Màng
phốt phát có sự khác nhau lớn khi hàm lượng hợp chất cacbon phân bố không đều. vì
vậy nguyên liệu khác nhau thì chọn công nghệ khác nhau để thu được kết quả tốt.
6-Ảnh hưởng gia công bề mặt:
- Phương pháp gia công bề mặt khác nhau ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo màng
phốt phát:
. Những Chi tiết tẩy trong dung môi hữu cơ, màng phốt phát có kết tinh mịn,
thoát H2 ít, quá trình phốt phát hóa nhanh.
. Những chi tiết qua phun cát nhưng không tẩy rửa axit, chất lượng màng tốt, kết
tinh mịn, chống gỉ tốt.

. Những chi tiết qua tẩy rửa dầu hóa học màng phốt phát khác nhau: theo tính
chất kiềm dung dịch tẩy, tẩy trong đung dịch kiềm mạnh thì màng kết timh thô, thời
gian phốt phát dài ; những chi tiết qua tẩy axit mạnh, màng phốt phát chịu ảnh
hưởng rõ rệt, màng kết tinh thô, kim loại nền ăn mòn mạnh, thoát H2 nhiều.
Do đó, tùy theo chủng loại axit, nồng độ, thời gian tẩy mà sự ảnh hưởng lên
màng phốt phát khác nhau nên trước khi phốt phát hóa cần căn cứ vào đặc điểm
màng, tình trạng màng, tình trạng bề mặt mà chọn phương pháp xử lý phù hợp.
-Bề mặt gia công nguội có độ cứng, trước khi phốt phát hóa cấn phải tẩy axit mạnh
để hoạt hóa bề mặt, nếu không màng không đều, chống gỉ kém. Nhưng tẩy trong axit
mạnh, thời gian cần rút ngắn, nhưng cần chú ý, trong dung dịch tẩy không cho chất
làm chậm, nếu không chất đó sẽ hấp thụ trên bề mặt, kìm hãm phản ứng tạo màng.
Trong dung dịch tẩy không có Asen vì Asen sẽ làm giảm hiệu quả tẩy.
-Trước khi phốt phát hóa, chi tiết sau khi tẩy có thể tiến hành nhúng trong dung dịch
Titan phốt phát dạng keo để nâng cao độ kín khít, độ bền chống gỉ. Đặc biệt khi phốt
phát hóa ở nhiệt độ thường phốt phát nhanh, màng mỏng cần công nghệ này.
7- Ảnh hưởng của một số ít ion và tạp chất:
+ Dung dịch phốt phát chứa Zn+2 nâng cao tốc độ phốt phát ,làm màng mịn, có thể
làm việc trong khoảng rộng. Hàm lượng ion Zn+2 thấp thì màng phốt phát thô, tối. Còn
nếu cao quá (đặc biệt khi Fe+2, P2O5 cao), màng kết tinh thô, giòn.

Nhóm 10

25