爱华网磷化材料特性与使用方法
金属氧化物
氧化锌
白色粉末，相对分子量81.38。极难溶于水。乙醇。溶于酸和碱。为两性金属氧化物。氧化锌品种不同，用途各异。质量差的氧化锌含有很多的石墨粉，滑石粉，氧化铜等杂质，会造成磷化膜表面形成一层光亮的黑膜，水洗后大面积发黄。配制磷化液应该选用质量好的氧化锌（含量大于等于99.7%，间接法生产）
磷化液中氧化锌浓度视配方不同而异。固定其它组分不变，改变氧化锌的浓度，可以改变磷化液的酸度。增加1克氧化锌每升可以降低磷化液的游离酸1点，反之升高。磷化液中加入锌离子可使结晶细腻，优于锰离子。
铬酐
紫红色片状结晶体，相对分子量99.99，有毒，易溶于水。腐蚀性很强。
作用：
铝材铬磷化的主要氧化剂。无铬酐很难成膜；浓度偏低时，膜层粉化。浓度正常（六价铬≥26），氧化力很强，膜中三氧化二铝相当高，膜层致密，油光湖绿。
可以作为磷化膜的钝化剂。配制以铬酐为主的钝化液。
酸液
氢氟酸
无色透明液体，相对分子量20.01，密度0.98。极易挥发，置于空气中发白烟，剧毒。腐蚀性极强。触及皮肤剧痛，可致烧伤。与金属，盐类，氧化物作用生成氟化物。易腐蚀玻璃及石英制品。
氢氟酸主要用于：
除硅杂质。除去铸铁表面的硅，喷砂工件表面的砂子等。
活化剂，氢氟酸加入铝铬磷化液中，使铝迅速溶解，加速反应速度。无氟离子几乎不成膜。氟离子浓度低，成膜性差（膜成白色）；氟离子正常，成膜性好（彩虹色）；氟离子浓度大，铝基体溶解加快，膜层粉化状。
盐酸
相对分子量36.46，常见浓盐酸密度为1.19。工业盐酸因含杂质呈微黄色。有刺激性。是强无机酸，腐蚀性很强。盐酸能与多种金属，金属氧化物，碱和大部分盐起化学反应。
盐酸浓度越高，除锈速度越快。但是随着盐酸浓度升高，酸洗液的使用寿命缩短。这是因为浓度高氯化铁在槽中浓度随之升高，达到饱和状态时（铁离子为200-250克每升）化学反应达到平衡状态，酸液基本失效。即使延长酸洗时间，除锈效果都不明显。相反，在一定温度下，氯化铁不饱和，酸液仍有很强的酸洗能力
盐酸的优点
除锈速度快，比硫酸快1.5-2倍。
对钢铁基体的溶解比较缓慢，不易发生过腐蚀和氢脆，对酸洗高强度钢有利。
被侵蚀的基体表面均匀光洁，有利磷化。
硫酸
相对分子量98.08，密度1.84。工业硫酸因含杂质呈黄棕色，有强腐蚀性和吸湿性。与水化合猛烈，同时放出大量的热。用水稀释时应将硫酸慢慢倒入水中并不停搅拌。能与许多金属，金属氧化物，和碱发生反应生成盐。硫酸除去工件表面氧化皮，溶解能力较弱。提高硫酸浓度，也不能显著提高侵蚀能力，甚至硫酸浓度提高至40%及以上时，对氧化皮几乎不溶解。硫酸溶液最佳浓度为15%-25%（体积比），反应时间短，加热50-70度能提高硫酸侵蚀能力。对氧化皮有较大的剥落作用。温度过高，容易引起钢铁基体过腐蚀和氢脆。可加入适量缓蚀剂（硫脲，若丁）等。但是不要加入乌洛托品缓蚀剂。这是因为其会增加对金属的腐蚀，且与硫酸腐蚀反应生成甲醛。
硫酸还有除油作用。因为有些油污和硫酸起磺化反应，产生磺酸盐，使油污乳化，将油污溶解除去。硫酸除锈工件表面有流挂痕迹的缺点，可适量加入硫酸除锈添加剂，除去金属表面残留黑膜，表面光洁，同时兼有除油污，延长酸洗液使用寿命。
硫酸对磷化和涂层有以下影响
磷化液中加入少量硫酸根离子，在某种程度上可以提高磷化膜的厚度和防护性，其原因可能是硫酸根离子能提高磷化速度有关。但是硫酸根离子浓度太高时，容易引起基体的过腐蚀，并使磷化时间延长，膜层疏松多孔，降低耐蚀性，甚至不上膜。所以磷化槽中科加入硫酸锌1.2克每升，补充剂中不加。硫酸除锈件对电泳不利。
硝酸
相对分子量63.01，密度1.502。纯硝酸是无色发烟液体，硝酸含量98%，带微黄色。发烟硝酸是红褐色液体，触及会皮肤灼伤且较难愈合。稀硝酸含量29-30%，密度1.24。化学纯硝酸含量65-68%密度1.4。硝酸是磷化最主要的促进剂之一，成为配制磷化液的原料之一。磷化配方不同，则硝酸浓度各异。可以用浓硝酸或稀硝酸配制磷化液。硝酸对磷化的作用是加速钢铁的溶解；将2价铁离子氧化成3价铁离子，避免2价铁离子在溶液中富集，抑制生成粗糙磷化膜，提高耐蚀性；并使磷化过程中产生的氢气氧化成水，起到去极化作用，加速成膜过程。同时硝酸根还原成亚硝酸根也是一种优良的氧化剂。硝酸在磷化过程中较磷酸消耗较慢，其补充量不能大于消耗量。否则磷化膜变薄返黄，沉渣增多。但浓度过低也不利于磷化。
硝酸根与2价铁离子应该达到平衡，如果2价铁离子不足就会导致硝酸根分解，统一体受到破坏，产生大量沉渣。
硝酸还可以作为铝及合金，铸铝，和精加工小件等酸性除油剂。
磷酸
相对分子量98，密度1.68-1.75，市售产品85%为无色透明粘稠液体，是中等三元酸，无氧化能力。对皮肤有腐蚀性，受制备方法的限制会含有一定量的砷杂质，需要用0.1-0.2%硫化硫酸钠使其形成沉淀而除去。磷酸是磷化液的主要组成部分，硫酸根为磷化液提供一定量的酸度。此外磷酸又可作为除锈剂尤其适合管状件和铸钢，此外还是配制钛盐表调剂的主要原料。
碱类
氢氧化钠
相对分子量40.01，密度2.13。工业氢氧化钠含少量氯化钠和碳酸钠。为白色块状，粉状，片状的固体。腐蚀性极强
氢氧化钠的作用：
制取表调剂的中间产物。氢氧化钠与硫酸氧钛反应生成硫酸钛钠。
配制除油剂。其对油脂的皂化能力强，可除去颗粒污垢（对金属基体有轻微腐蚀，是颗粒污垢与基体表面的结合力降低）。氢氧化钠在脱脂剂中的浓度不能太高，因为氢氧化钠会中和钢板表面的许多晶格点，形成氧化膜及氢氧化物，从而影响磷化成膜性。使晶格的生长速度小于晶格的长大速度，从而在数目不多的活性点上晶粒长得粗大，降低磷化质量和涂层的防护性能。而且脱脂剂碱性强，清洗效果不佳，尤其在常温下。更为严重的是造成工件脱脂后表调前返锈。所以钢材用脱脂剂氢氧化钠以5-7克每升为宜（弱碱性脱脂剂）；用于全自动线的脱脂剂不能含氢氧化钠；用于铝，锌，镁及其合金的脱脂剂可省去氢氧化钠。作为中和剂。配制20%的氢氧化钠溶液，加入磷化液中可以降低酸度。
碳酸钠
相对分子量105.99.，密度2.532。易溶于水，溶液呈碱性，能起皂化作用和软化水作用，对凝胶状的油脂有润湿作用，对溶液的PH有较好的缓冲作用，对铝锌铜没有明显的腐蚀，用于配制铝锌铜镁及其合金的脱脂剂。但其水洗性也不够好。
碳酸钠作用：
作为脱脂剂的弱碱性部分，具有一定的除油能力。
作为制取胶态表调剂的填料，提高表调剂的碱度。
作中和剂，配制20%碳酸钠溶液，加入磷化液中降低酸度。因碳酸钠溶液碱性较氢氧化钠溶液弱，加入磷化液中不会产生过多的白色沉淀物。
磷酸三钠
也称正磷酸钠，相对分子量380，密度1.62，溶于水呈弱碱性，在水溶液中几乎全部分解为磷酸氢二钠和氢氧化钠。除具有碳酸钠的特性外，有一定的乳化能力，促进油污分解，它的胶束结构悬浮在脱脂剂中，进而对固体的颗粒具有悬浮和分散作用可防止污垢再沉积。其洗净力分散力优良。漂洗性好，帮助水玻璃易被水洗掉。其除油效果优于氢氧化钠和焦磷酸钠，即使除油液38度仍比温度为70度以氢氧化钠为组分的除油液效果要好。因此，磷酸三钠在低温碱性除油剂中有特殊的效果。但磷酸三钠应用于铝合金除油效果不好
硅酸钠
俗称泡花碱或水玻璃。溶于水，水溶液呈碱性。具有良好的渗透，乳化和一定的皂化作用。与表面活性剂配合使用，具有最好的润湿，乳化，分散作用。对铝锌有抑制腐蚀的作用。硅酸钠有正硅酸钠和偏硅酸钠两种。偏硅酸钠能提供优良的碱性缓冲，悬浮和软化污垢。偏硅酸钠是金属脱脂剂的主要助剂之一。水洗性差电泳前脱脂不能使用，避免对电泳漆产生影响。
盐类
焦磷酸钠
又名磷酸四钠，相对分子质量265.4，密度2.534g/cm’. 水溶液几乎中性，具有缓冲、活性、鳌合等作用。
焦磷酸钠用途如下。
配制脱脂剂。利用焦磷酸钠呈强碱反应，焦磷酸根能与许多金属离子络合成环状结构的可溶性络合物后，仍可起到碱性组分作用，并能延长除油液的使用寿命。可防止工件上生成不溶性的硬水皂膜，促使工件表面容易被水洗净。焦磷酸钠除去溶液钙、镁等离子比磷酸三钠和氢氧化钠更优越。因为磷酸三钠和氢氧化钠与金属离子形成沉淀性络合物，会导致沉渣形成。
作为配制胶钛表调剂的组分之一，焦磷酸根作用虽然不如钛，但仍起到细化结晶，特别对减轻磷化膜膜重有明显作用。同时焦磷酸钠可以抑制钛的聚合而沉淀。但要注意焦磷酸钠浓度不宜过高，否则有在钢铁表面形成钝化膜的倾向。
焦磷酸钠的缺点是溶解度低，仅为焦磷酸钾的1/26。
三聚磷酸钠
对金属离子有良好的络合作用(与钙、镁、铁等金属离子)使水软化；对固体物质有较强的分散能力和悬浮能力，随着浓度增加，除固体污垢越来越好。并能促进污垢皂化、乳化、溶解，促进污垢粒子分散，改善含NaOH除油剂的可冲洗性。
其缺点是它的分解对金属有明显的腐蚀作用。
三聚磷酸钠的用途如下。
作为除油剂的助洗剂之一，提高脱脂剂的洗涤效果， 增强常温脱脂能力。
作为制取胶钛表调剂的组分之一，提高表调剂的抗硬水能力，细化磷化结晶。
络合作用。与磷化液中Fe2+形成可溶性络合物。如常温磷化液中加人三聚磷酸钠0.7g/L。
六偏磷酸钠
除固体污垢能力非常好(浓度>2%)，加入脱脂剂中，可以提高除固体污垢能力。但除油污能力差，且水解后对金属有腐蚀性。另外，磷化液中加人六偏磷酸钠0.04-0. 06g/L，作为Fe2+的络合剂。
无水硫酸钠
又名元明粉，中性盐，相对分子质量322. 19，密度 1.468g/cm’。它能提供阴离子，增加离子强度，吸附污垢中的阴离子，起到降低表面张力和提高表面活性的作用，还能改善清洗分散能力。
无水硫酸钠作为脱脂剂的填料，降低成本；也能促进烷基苯磺酸钠对金属表面的吸附，有利于提高脱脂剂的脱脂能力。它的缺点是促进污垢再沉积到金属表面；且易潮解，脱脂剂结块。所以要控制它的浓度，并与抗污垢沉积剂配合作用。
硝酸钠
又名钠硝石。是一种强氧化剂。作为磷化的氧化性促进剂之一，在磷化液中只要加入0. 8 - 5g/L硝酸钠(控制小于l0g/L)，即可缩短磷化时间、提高膜的致密性，还可降低磷化处理温度。硝酸钠用于常、中、高温磷化均可(锌系或锰系)。其作用机理与硝酸相同。
硝酸钠在磷化过程中会受到亚硝酸钠和铜盐的催化作用，生成亚硝酸盐。
亚硝酸钠
易溶于水，水溶液呈碱性。亚硝酸钠在溶液中既可作氧化剂，也可作还原剂。
亚硝酸钠在磷化生产中应用极广，作为常、低温双组分磷化剂的促进剂，其优点为：操作方便，槽液管理简单，不易出现问题。缺点为:稳定性较差，消耗较快，需要定时检测与调整。其浓度要严格控制。浓度低，促进作用弱，磷化速度慢，膜层薄，有时返黄；浓度过高(能闻到气味)，虽然磷化速度快，但影响膜层结合力，而且在金属表面形成阻碍磷化膜生长的钝化膜(亚硝酸钠是钢铁的钝化剂)，膜层变薄或无膜，还会造成磷酸根和硝酸根比例失调，破坏TA和FA之间的平衡，沉渣增多、膜层有浮灰，耐蚀性差(切忌一次性加人过多的亚硝酸钠，分次添加)。
亚硝酸钠浓度与基材、磷化温度、酸度等因素有关。
材质
国产板08A要求No2-浓度偏低些;国产式钢板及日本板(SPCE-V-SD)要求NO2-浓度适中；国产麻面板要求NO2-浓度偏高；含碳量高的板材要求NO2-浓度高。
温度
温度过高，NO2-浓度相对降低；反之，NO2- 浓度应相对增加。
FA.
FA越高，NO2-浓度越高；反之，NO2-于浓度应适当减小。NO2-的消耗量与被处理的面积大小有关。固定其他条件不变、负载量越大，NO2-的消耗量反而减小。这是因为NO2-除了去极化作用所需要的正常消耗量外，还与磷化液中磷酸根，氯酸根产生副反应而消耗所以要最大限度地降低NO2-消耗量，只有尽量增加负载量。
亚硝酸钠与其他促进剂复合使用效果更好:
与N03-复合，降低金属电位和△E;降低磷化温度； 细化磷化晶粒，减少沉渣量(增加了Fe3+的溶解度)。
与氯酸根搭配使用，减轻磷化膜重量，膜层更细致。 即使NO2-稍低于最佳值，也不会影响磷化膜质量，特别适于低、中温磷化。亚硝酸钠不宜直接加人磷化浓缩剂中，因为它在高酸度条件下存在自然分解作用，应该单独配制亚硝酸钠浓缩剂使用。
氯酸钾
相对分子质量107. 5，是一种强氧化剂，可作为磷化的氧化型促进剂之一。其作用是：氯酸根直接将磷化时产生的Fe 2+氧化成3价，同时将氢氯氧化成水消除极化作用，使界面pH值升高，有利于磷化膜的快速形成。同时氯酸钾促使磷化温度降低(从70℃降至60°时具有稳定作用。氯酸钾在磷化液中较稳定(优于亚硝酸钠)，不需要单独经常补加，它可以直接加人磷化浓缩剂中。
使用氯酸钾的缺点如下。
它在磷化过程中生成Cl- ，一方面明显地腐蚀基体；另一方面Cl-被磷化膜吸收，并以络合物 [Fe(Cl3 P04 )3一的形式渗于结晶结构，影响磷化膜的耐蚀性。随着氯酸钾用量增加，磷化膜的耐蚀性减弱。氯酸钾易产生凝胶沉淀及FeP04悬浮物，使磷化膜挂灰。 长期使用氯酸钾会使pH值降低，影响磷化质量。氯酸钾浓度要适当控制((2-5g/L)，浓度过高会使磷化液中毒，产生大量沉渣；铁表面局部被钝化影响成膜(膜层变薄，不均匀)。浓度过低对磷化也不利。氯酸钾浓度与温度有关，温度降至40^45℃,氯酸钾浓度6– 8g/L合适。小于 6g/L时，膜不均匀、泛白；大于8g/L，膜不均匀、粗糙，孔隙率高。还要求氯酸根与锌离子保持适当的比例。氯酸钾单独使用效果不理想，与其他促进剂配伍使用(除亚硝酸钠外)，如3,5-二硝基苯甲酸1. 5g/L,氯酸钾2. 5g/L,可获得均匀、细致、耐蚀性好的磷化膜。氯酸钾用于常、中温锌系磷化。
氯酸钠(NaCl03)
它的性质以及对磷化的影响基本与氯酸钾相同，主要用途如下。
刷涂磷化液中加人氯酸钠1. 5-2g/L，所得磷化膜的耐蚀性最好。 拉丝磷化液中加人氯酸钠，可加速Fe2+十氧化成Fe3+ ,防止Fe2+积累过多，避免溶液变黑。试验表明，氯酸钠与甲醛复合使用，可获得P比高的磷化膜，且呈松枝状晶体，孔隙率高，有利于提高涂层结合力。 也适用冷加工减摩润滑。随着氯酸钠用量增大，磷化膜颜色变浅，耐蚀性减弱。
氟硼酸钠
它属复杂氟化物，提供F-。对磷化的作用如下。
加速成膜。
可以促使工件表面产生均匀腐蚀，尤其可以促进锌层和锈层的溶解，使其表面呈现为有利于磷酸盐晶体的活化区，从而加速磷化过程，获得致密耐蚀性强的磷化膜，提高涂膜耐蚀能力。
缓冲酸度
F-是体积小而带负电荷的配位体，具有很大的负电性，极易以其价键的形式与H+结合成HF(H+十F-=HF)磷化液FA降低时，它将H+释放出来使溶液 pH长期稳定在规定范围内(pH=2.6-2.8)
减少沉渣
F-与Fe3+络合形成铁氟络离子。当氟硼酸钠浓度为4-5/L，可使沉渣量降到最少。
掩蔽杂质
在磷化液中Cl-的存在是不可避免的(酸洗过程中带进的Cl-或用CIO3-作促进剂时还原出来CI-) ，F-能掩蔽Cl-。
降低磷化温度
有利于实现低温磷化。
改善磷化膜与涂料的配套性
由于F-配位体耐碱性强，在含F-化合物成分的磷化液中可得到含磷酸锌铁成分高、 P比大的抗酸、碱腐蚀的磷化膜，与电泳漆配套性好。氟硼酸钠的优点是水溶性好(优于简单氟化物的氟化钠)， 其浓度要适当(以1- 5g/L为宜)。F-浓度低(小于0.5g/L)，降低氢的过电位小，成膜速度慢，随着F-增加，成膜速度渐增，膜重渐增(尤其能明显增加镀锌板磷化的膜重)、防锈性能好；F-浓度过高，pH值太高，对锌、铝的锌系磷化都不利。如铝磷化膜增厚，但易导致膜层粉化；锌磷化膜减重，产生粘灰和白斑现象(F-与Zn2+生成氟化锌吸附于磷化膜上所致)，使涂层附着力严重下降。并使磷化液寿命缩短，对水有严重污染，使磷化液废水处理变得复杂。此外，磷化液中加人氟硅酸钠的作用与之相似。
钥酸铵
无色或略带浅绿色的晶体，一般是仲钼酸铵，毒性小，易溶于水、强酸、强碱溶液，不溶于乙醇。它是轻质磷酸锌铁磷化较理想的促进剂之一，也可以用于磷酸锌磷化。它具有加速作用和钝化作用，同时具备缓蚀和活化的功能，可降低膜重，形成薄而致密的磷化膜(灰色或彩虹色)。
其突出的优点如下。
降低磷化液中有效成分的消耗。
减少沉渣的生成量。
溶液稳定性好，使用寿命长。
操作简单，调整容易。
单独使用即能迅速成膜。
可省表调工序。
钼酸铵作用机理：
一方面通过钼酸根或异聚钼酸根与磷化液中的正磷酸根盐反应生成氧化能力强的杂多钼酸盐，杂多钼酸根离子吸附在磷酸盐沉积膜上，增强了膜的阳离子选择性，与Fe3+作用形成有保护作用的钼酸盐络合膜，补充了磷酸盐沉积膜的不完整性和致密性，阻止了Fe2+,Fe3+向溶液的迁移，减少了基体金属的腐蚀，促进了成膜过程的速度和金属的钝化。另一方面，由于钼酸盐在酸性磷酸盐介质中呈现的强氧化性，阴极表面去极化，阳极表面大部分被封闭，大大地促进了磷化膜的形成速度。还由于钼酸盐与磷化液主要成分产生协同效应，进一步促进了钝化膜的形成，使磷化膜的缓蚀能力和抗CL-侵蚀能力大大提高，同时也保持了溶液的稳定性。
需要注意以下几个问题。
选择钼酸铵要恰到好处。因为NH4+才与Fe2+形成络合物不至于使铁盐增加过快而导致形成厚磷化膜，同时也减少了磷化沉渣。
磷化液浓度较高为好。因为磷化液浓度升高(提高磷酸根离子和锌离子浓度，使磷化液TA由25点升到80点以上)，能提供充足的中心原子和中心离子，在金属表面迅速形成磷钼酸盐络合膜，磷化时间缩短(浸渍磷化由15min缩至5~8min)，膜层耐腐蚀性能增强(耐硫酸铜点蚀时间最长达7min)。当磷化液浓度较低时，钼酸盐的钝化机理是与铁反应形成钼的氧化物。
喷淋磷化效果更好。喷淋不仅能不断补充金属表面的成膜离子，而且由于钼酸盐与氧作用的致钝过程中有着明显的协同作用，氧有助于钼酸亚铁膜变为钼酸铁膜，提高成膜速度(比浸渍磷化快3-5倍)和膜的稳定性和阳离子的选择性。
控制钼酸铵浓度及pH值范围。钥酸铵浓度低(小于 lg/L)，成膜速度慢，色泽均匀，轻微流挂；钼酸铵浓度高(大于lg/L)，成膜速度快，不鲜艳，无流挂。磷化效果还与PH值大小有关。在钼酸铵浓度固定不变的情况下，当pH=1，表现出钝化状态的特性，形成钝化膜；pH=2，所生成的膜可能钝化膜与磷化膜的混合膜(钼酸铵浓度越高，磷化区越大)；pH=3，工件处于活化溶解状态(没有电位正移)，缺少磷化成膜区段，不可能生成磷化膜。可见，控制轻质磷酸锌铁磷化液pH=2-2.5为佳。随着钼酸铵价格升高，磷化成本增幅大，必须从简化组分，降低浓度，优化组合入手，在降低磷化液成本的同时提高膜层耐蚀性。为了降低磷化液成本，可用钼酸钠代替钼酸按，并增加其他铵盐，能达到钼酸铵的效果。
钨酸钠
它是一种含六价氧化态的化合物，溶于酸形成缔合离子或同多钨酸盐，结构十分复杂。
钨酸钠的用途如下。
加速成膜
钨酸钠是辅助成膜剂，促使磷酸及磷酸盐与金属表面发生磷化反应，实现常温成膜，获得细致膜层。
稳定槽液
可明显推迟磷化沉渣的出现时间，减少沉渣量，提高槽液稳定性，延长使用寿命，，改善槽液可调性。钨酸钠不能单独作为常温磷化促进剂，可与硝酸盐、某些有机酸络合铜等配伍使用，效果明显。钨酸钠浓度对磷化膜的耐碱性和膜重有很大的影响。浓度<0.4g/L时，随着用量的增加，耐蚀性逐渐降低；浓度 0. 4-1.2g/L，随着用量增加，耐蚀性明显提高；浓度> 1.2g/L时，随着用量增加，耐蚀性变化平缓；且在浓度> 1.06g/L时，对膜重和耐蚀性的影响完全一致。
硝酸锌
硝酸锌是无色晶体，相对分子质量297.47。最常用作磷化促进剂(可单独用于中温磷化)，提供Zn2+和NO3-。其作用如下。
加速磷化速率，使磷化膜结晶细致。
稳定槽液。NO3-电离NO与Fe2+形成[Fe(No2 )]2+淡绿色物质，控制Fe2+浓度升高。
升高酸度。磷化液中加硝酸锌1.5g/L,TA升高1点。提高膜层耐蚀性。膜层的耐蚀性随硝酸锌浓度的增大而增强。但硝酸锌过高时(>56g/L)，会使膜层耐蚀性明显降低；浓度过低(<40g/L),Fe2+升高很快，特别当溶液过分清澈透明时，磷化质量也往往不好，利用氧化锌与硝酸反应生成硝酸锌。如配制硝酸锌溶液290kg，需要用氧化锌60kg，硝酸90kg，水140kgo测定硝酸 锌浓度1. 57kg/L。配制硝酸锌溶液20g/L, TA =13，FA=0。
磷酸二氢锌
相对分子质量295.2。是白色结晶或白色凝固状物，有潮解性。在水中能分解，并有腐蚀性。磷酸二氢锌作为磷化液的优良基盐。其优点如下。
成膜速度较快，磷化膜的耐蚀性随着磷酸二氢锌浓度的增大而提高。浓度过高时，虽然成膜速度加快，膜变厚，沉渣多，易挂灰，耐蚀性反而降低；反之，浓度过低，成膜速度慢，膜变薄，疏松，耐蚀性差。
在溶液酸度较高的条件下，磷酸锌仍较容易从液相中析出。
在氧化剂的作用下，锌成磷酸盐沉渣的损失比锰盐要少得多。控制磷酸二氢锌15 –37g/L为宜，磷化液的酸度随着磷酸二氢锌增加而升高，如加入磷酸二氢锌5一6g/L, TA升高5点，FA升高1点。磷酸二氢锌还可作为刷涂磷化液的除锈剂，能加速除锈速度(提供一部分H+)。除市售磷酸二氢锌外，通常用氧化锌或磷酸锌与磷酸反应制得磷酸二氢锌。值得指出，用磷酸锌(85%)与磷酸反应制得的磷酸二氢锌配制中温磷化液的优点是槽温升得快，而且磷化膜紧密细致(手指划不显白痕)。
马日夫盐
又名酸式磷酸铁锰。采用马日夫盐磷化是所有磷化工艺中磷化速度最快、防腐蚀能力、附着力最强的一种工艺。马日夫盐提供Mn2+、H2PO4-离子是成膜的主要物质。其作用使磷化膜结晶均匀、颜色变得深，并含有适当比例的Zn2 Fe(P04 )2，能大大提高磷化膜耐碱腐蚀性，弥补单一磷酸锌膜耐蚀性较低的缺陷，更有利于改善锌铁合金和镀锌板的磷化效果。此外，马日夫盐有降低基体腐蚀的作用。马日夫盐浓度对磷化质量有一定的影响。 以铸铁磷化为例：马日夫盐浓度偏低时(≤50g/L)膜层减薄，耐蚀性降低；浓度过高(>55g/L)，膜层变粗。当浓度正常(55g/L) ,膜层均匀细致且耐蚀性最好。又如用于镀锌板磷化时，随着马日夫盐浓度的增加(Mn2+浓度)，膜重降低;达到正常浓度(Mn2+浓度为3g/L)，膜层耐碱性最强；继续增加马日夫盐浓度(Mn2+浓度为>3g/L)，膜层的耐碱性反而变差。如何确定马日夫盐浓度，视工艺配方和材质而定。马日夫盐磷化的缺点：一旦使用时间过长、磷化液中Mn2+被氧化成Mn7+就会出现磷化液变成浆色的现象，即使补加马日夫盐也难以调好，只好报废。其实添加亚硝酸钠lg/L,就可以恢复磷化液的使用性能(溶液由深变浅)，膜层变得更加细致、还要注意马日夫盐的添加方法：即在各种材料中，首先溶解马日夫盐，在65℃条件下边加边搅拌，放置15min，待溶液出现沉淀后，再将已澄清的马日夫盐溶液注人磷化槽中。
硝酸镍
Ni与Fe不发生置换反应，有降低基材腐蚀的作用。
镍对磷化的作用如下
促进和加速作用。Ni能在钢铁表面形成大量的磷酸镍晶核，增加活化点，促进成膜。在含少量Ni和不含Ni2+的磷化液中，钢铁表面磷酸锌结晶数不同。镍盐用于铝材磷化时，因镍比铝电位正，它与酸的反应比铝快，析氢极少，极化作用弱，可加速磷化膜的形成。镍用于拉丝磷化时，当镍浓度达到最佳极限值时，可获得最厚膜层，提高了磷化膜的抗润性。其原因是Ni2+得到电子被还原，析出单质Ni，电极电位较正，作为小阴极加速了阳极反应，提高磷化速度。
优化膜层性能
由于Ni能调整磷化膜晶型，减小结晶尺寸，膜层均匀细致，提高膜层的抗腐蚀能力。
改善外观质量
黑色磷化液中加入镍盐能增加膜层的黑度。关于镍是否参与了成膜的问题，有待进一步探讨。一种见解是镍参与成膜，并集在磷化膜底部，形成耐蚀性优良的底膜。另一种研究发现，Ni并未参与成膜，实际上仅起到促进作用和调整磷化膜的晶型作用，因为在XPS谱图中没有出现镍峰，且含镍与不含镍的磷化膜XPS谱图差别不大。化学定性分析也证实磷化膜中无镍成分，未改变磷化膜的化学组成。硝酸镍浓度不宜过低或过高。浓度过低时膜层变薄；过高不利于磷化，推迟了成膜时间，且增加成本。
以下列举几种情况供参考。 ①拉丝磷化液中加硝酸镍0. 08 – 0.17g/L左右合适。若镍达到最大极限值后，继续增加硝酸镍，会析出过多的单质Ni覆盖基体金属，阻止了磷化反应的进行，膜厚反而降低。为了控制拉丝磷化液中Ni的浓度，配槽剂中含镍，补充剂中不含镍。日常生产中，调节配槽剂与补充剂的混合比例，即可防止Ni2+浓度增加过多。②镀锌板磷化液中镍盐最佳浓度范围0. 8 – 3.2g/L，可改善磷化膜外观质量(膜层细致)。但浓度过高(> 3. 2g/L)或过低(<0.3g/L)都会使磷化膜外观(出现灰色斑点)和耐蚀性变差(膜层孔隙率较高)。③黑色磷化液中镍盐浓度≤2g/L为宜。
硝酸锰
又名硝酸亚锰，50%Mn水溶液(d=1.58g/cm3 )锌系磷化液中加人硝酸锰，提供Mn2+ ,Mn2+电负性较正，易发生置换反应，加快电化学腐蚀，加快成膜，并形成Zn-Mn复合磷化膜(无论高、中、常温磷化)，微观结构呈颗粒堆集状，减小膜厚，孔隙率小(中温磷化效果明显)，提高膜层硬度、耐蚀性(更强的抗碱性以及焊缝处的耐蚀性)和结合力。锰系磷化膜具有更优的耐磨、耐热性。但冷加工磷化液中不宜含Mn2+，否则会改变结晶形态，降低磷化膜的冷拉、冷挤性能。
硝酸锰常与马日夫盐复配使用。主要作用如下：
提高磷化反应速度。
降低处理温度。
增加膜层的热稳定性，扩大涂装前的干燥温度上限范围。
加深膜层的颜色(浓度越高，颜色越黑)。
可相应减少镍的用量。硝酸锰浓度要恰当，浓度不能过高，否则会推迟成膜时间，膜重减少，耐蚀性降低，甚至不易上膜。如锌一锰系磷化液中，硝酸锰浓度正常(15mL/L)，膜重10.32g/m2，耐硫酸铜点蚀时间>5min；浓度>15mL/L后，膜重减轻(5g/m)耐硫酸铜点蚀时间减少((2min)。镀锌板磷化液中Mn2+浓度过高，磷化膜不易生成。含锰磷化液中加人50%硝酸锰20mL/L,TA升高0.11点，FA升高0.05点。 除市售50%硝酸锰溶液外，可利用硝酸与碳酸锰制得。
硝酸钙
钙离子作为磷化成膜剂，可优化普通中温锌系磷化液的性能，克服它的缺点(浓度高、沉渣多等)，获得高耐蚀性锌一钙磷化膜。
其主要作用如下：
提高成膜速度。因为生成的Zn2Ca(PO4)2·2H20的活化能较小。
增强膜层耐蚀性。基于Ca能细化晶粒，能抑制磷化晶粒的生长，在基体表面形成平滑、排列紧密的短棒状和颗粒状晶体(若CaO浓度达到30g/L，磷化膜的晶粒粒径4 – l0μm)，优于锌系膜(晶粒粒径15 – 20μm)。这可能是Ca取代部分Zn3(P04)中Zn2+，反应结果使膜中Zn2+含量下降较大(11%-16%)。这便是锌钙系磷化膜的耐蚀性和均匀性得到提高的主要原因。
改进异材同槽磷化的成膜性，使异材磷化的电极电位趋于接近，避免了异材的差异性给磷化带来困难，使异材同槽磷化得以顺利进行，膜层一致。
能提高磷化膜的耐热性。由于钙较锌有较高的熔点，所以锌一钙磷化膜在300℃以下的热稳定性好，而锌系磷化膜在200℃下会发生破坏。有人研究Ca2+对镀锌材质磷化的影响。结果表明，由于Ca2+的作用，对镀锌材质表面磷化膜的晶粒形态产生很大影响，当Ca2+浓度达到0.25rno1/L时，镀锌材质表面形成比传统的Zn2+、Ni2+、Mn2+复合磷化膜具有更细致晶粒结构和更好耐蚀性的复合膜。同时Ca2+取代Ni，可以消除Ni对环境造成污染的问题。
提高磷化膜的耐磨性。这是由于Ca2+能有效地提高表面的晶体密度和柱状晶体的数量。按照磷化液中钙浓度不同，分为低钙系(轻质碳酸钙5g/L)和高钙系(轻质碳酸钙30g/L)两种。一般认为控制CaO浓度10-20g/L为佳。随着Ca2+浓度增大，膜层耐蚀性越好(磷化工件存放的防锈期可达到18个月以上不锈蚀)。但Ca2+浓度过低或过高对磷化都不利。过低时，膜层不均匀、泛黄，颜色变浅；过高时，虽然磷化膜耐蚀性较好，但磷化反应变慢(反应时间延长8-15min)，气泡小而少。此时适当升高FA，防止产生沉渣。同时，Ca2+量过多则在配制溶液时易产生沉淀。关于黑色磷化液中是否加钙，有不同的看法，笔者认为加钙无妨，应用效果较好。有人研究发现黑色磷化液中Ca2+含量较高时，能有效地改变膜表面晶体形貌，减少夹杂物，并使膜中锌元素含量增长了约1倍，钙元素含量增长了约1.5倍。 除市售硝酸钙外(易潮解，存放不便)，通常利用轻质碳酸钙与硝酸反应制得硝酸钙。硝酸与轻质碳酸钙的质量比为1.3：1配制方法：将称量的轻质碳酸钙置于大容器内用水调成糊状，在不断剧烈搅拌下，慢慢加人硝酸(防止泡沫气体外溢)，直至碳酸钙全部溶解，形成硝酸钙。保证抽风良好，注意安全。钙系磷化液具有不稳定性，因Ca2+对硫酸根离子,F-敏感性大，Ca2+与F-会产生CaF沉淀，不能得到均匀的磷化膜。
硝酸铜
硝酸铜提供Cu2+作为促进剂。在酸性溶液中铜与铁发生置换反应而形成Cu-Fe电偶，加速电化学反应(阳极区: Fe —Fe2+-2 e；阴极区:Cu2+ + 2e àCu) ,Cu的沉积扩大了阴极面积，加速成膜过程，形成结晶更细致的膜层，Cu2+还能催化硝酸盐分解为NO2-，Cu的加速作用依赖HN03，缺少HN03就会失去加速作用，因此必须与HNO3配合使用。Cu2+也是形成红色磷化膜的主要金属离子(红色磷化膜属于磷化膜，已有少量应用)。Cu2+浓度不宜过高，否则磷化膜上有铜膜，耐蚀性能差，且产生大量沉渣，Cu2+浓度不足，结晶较粗。通常添加硝酸铜0.02-0.08g/L(也可加碱式碳酸铜)加入到镀锌板磷化液中，可改善磷化膜的附着力，均匀性和耐蚀性(耐硫酸铜点蚀时间延长至38s).
有机化合物
草酸
又名乙二酸，相对分子质量126.0，密度1. 683g/cm。溶于水、酒精及醚中。草酸是有机酸中的强酸之一，有还原性，与氧化剂作用生成二氧化碳和水，与碱类起作用生成盐。 草酸作用如下。 ①除锈。它与磷酸、柠檬酸等配制环保型高效除锈膏。组分为:磷酸5%，草酸2.5%，硫脲0. 5 %，载体材料适量 (黄土、明胶和淀粉)。该膏除轻锈8min;除中等锈20min;除重锈28min。除锈表面与涂层有良好的结合力。它还可以除“水锈”及“风锈”(酸洗工件在运行过程中形成)，以及除硫酸酸洗表面残留的黑膜(草酸浓度为3g/L)。②表调。中温磷化采用草酸5g/L作表调液，活化表面，对磷化有利。但作为低温磷化表调剂，几乎无效。③络合。减少磷化沉渣。
柠檬酸
相对分子质量210. 11，密度1. 542g/cm3。无色半透明结晶或白色粉末。溶于水、醇和醚。溶液呈酸性。 柠檬酸用途如下。①降低磷化沉渣。由于柠檬酸分子中存在着梭基(-COON)和羟基(-OH)两种活性基团(含两个梭基和羟基较理想)，可与Fe2+形成亚稳态的溶性络合物，减少Fe2+氧化成Fe3+，可降低工件与溶液界面处铁离子浓度，延缓初期磷化渣出现的时间，但后期降渣效果不明显。柠檬酸1. 5-2.0g/L加人锌系磷化液中后，可望将沉渣降至2.0-2. 5g/m②加快磷化速度。柠檬酸可视为一种络合型促进剂，加快铁的溶解，导致微电池的电流密度增大，钢铁表面阳极区有较大部分“封锁”，使得阴阳面积比增大，保护膜生成后，铁的溶解被阻止。③细化结晶，降低膜重。 ④除锈能力较好。它与表面活性剂、缓蚀剂等配制“二合一”除油除锈剂，疏松垢物，除净锈物，工件除锈后表面光洁、平整，槽液污染少，使用寿命长，综合成本低。选择柠檬酸作络合剂的显著特点是它与Zn2+络合能力差，不会影响成膜性能，同时价格较便宜，成本较低。除柠檬酸外，柠檬酸钠也能起到相似作用，其浓度在0. 5-2. 5g/L，可以提高磷化膜的耐蚀性。而浓度过高，反而降低耐蚀性。
单宁酸
单宁酸是一种多元苯酚的复杂化合物，其结构中的三个羟基在酸性条件下，可与Fe3+发生络合作用，生成难溶性的蓝黑色的稳定配合物；它溶于水，水解成为多基芳香族化合物，它与铁锈发生化学反应，形成稳定的网状结构的配位化合物，牢固地与铁表面结合在一起，与磷酸盐复合成多结构的深灰色磷化膜。单宁酸用途如下。①络合作用。锌及锌合金磷化液中加人适量单宁酸，它与溶液中铁、锌离子络合，使两种离子保持在一定范围内，有利于细化磷化膜晶粒。②成膜作用。刷涂磷化液中加人单宁酸1. 5 –2. Og/L,磷化膜耐蚀性好。浓度过高，会导致膜层表面出现油膜状，降低涂膜附着力，且磷化液变浊，过低时，磷化膜薄。③除锈作用。它与辅助或膜剂配制防锈剂，作为金属的防锈处理液。
植酸
又名环己醇六磷酸酯，相对分子质量660。植酸分子中含有六个磷酸基，故易溶于水，具有较强的酸性。它是一种少见金属多齿鳌合物。当与金属络合时，易形成稳定性极强的鳌合环，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，阻止氧气进人，能有效地提高金属的耐蚀性和耐磨性。同时由于膜层中含有羟基和磷酸基等活性基团，能与涂层发生化学作用。因此，植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。植酸不能与铈盐相混，否则产生沉淀。植酸的作用如下。①作为低温磷化添加剂。它与硫脉、对苯二酚配合使用，改善低温磷化成膜性，增强磷化膜的缓蚀效果，延长磷化液的使用寿命。②作为磷化膜的封闭剂。锌系磷化膜经植酸处理，表面综合性能优于铬酸盐处理。
磺基水杨酸
相对分子质量254.21。白色结晶粉末或半透明结晶。磺基水杨酸作为磷化液的络合剂较为理想，其优点如下。与铁离子配位能力强，能在较低pH值((1.8一2. 5)条件下形成络合物，降低阳极区铁离子浓度，起到去极化作用，降低阳极电极电位，加大阴阳极电位差，加速磷化反应的进行，同时由于配位结果，有利于酸将铁从表面快速溶解下来，消耗游离的磷酸，加快成膜速度，还能避免产生FeP04沉渣。②它与Zn2+配位能力差，不会降低Zn2+浓度，这一优点与柠檬酸相同。
甲醛
无色液体，有刺激气味。有强还原作用，可作为磷化液的还原液。用于低温磷化起促进作用。随着用量的增大，磷化膜颜色加深，耐蚀性逐渐增强(膜厚3.5一5μm，耐硫酸铜点蚀时间50-61s)。它单独使用的最佳用量8 – 14mL/L。与其他促进剂复用时，用量2-5mL/L(如与氯酸钠1. 2g/L搭配)。 其机理也是通过去极化作用和“封锁”阳极区、扩大阴极区，从而加速磷化过程。
苯并三氮唑
它主要的作用是减少磷化膜挂灰。虽然苯并三氮唑对铁的吸附力和缓蚀性较弱。但是在磷化液中存在有机酸，能促进铁的溶解，铁表面是活性的，苯并三氮哇就容易吸附，磷化膜结晶就细致且薄，沉渣减少(尤其高温锰系磷化由锰造成的淤泥)。另外，它适用耐热钢板磷化，因为耐热钢板含铜量较高，苯并三氮唑可以络合耐热钢板中的铜，起缓蚀作用。〔苯并三氮 唑在常温磷化液中浓度为0. 2-0. 4g/L.
间硝基苯磺酸钠
又名防染盐S。SNBS是芳香族硝基化合物中效果最好的有机物促进剂之一，用于锌系磷化，具有很好的加速作用(就加速而言，不低于亚硝酸钠)，晶核生长很快，成膜性较好，同时还能起到降低膜重和细化结晶的作用。SNBS浓度0.35-1. 5g/L较合适。浓度过高，结晶粗，有浮灰，颜色变淡(浅黄)。SNBS的作用机理在于提高初步的腐蚀速度，并通过“封锁”阳极区，抑制阳极反应。SNBS多用于中、常温磷化。使用SNBS的优点：控制范围宽，稳定性好，不需要经常补加。其缺点如下。 ①氧化Fe2+的强度不够大，促进作用较弱，不但磷化膜的生长速度较慢，而且形成完整磷化膜所需时间较长，且有Fe2+的积累阻碍成膜(这方面较亚硝酸钠差)。 ②氧化后的产物是一种褐色的化合物，整个槽液会变成深棕色并会有积累效应，给TA,FA的化验带来困难。 并且，SNBS测定比较复杂，当生产中出现促进剂过量或不足时，也不能现场测定。 ③SNBS溶解度较低，配制浓缩剂困难。 ④价格昂贵。因此，单独使用SNBS不够理想，必须与其他促进剂配伍作用，增加氧化性。如与钨酸钠、氯酸钠、亚硝酸钠等复用，既保持成膜速度快，又能提高槽液的稳定性，消除有毒烟雾。 如锌系喷淋磷化液中普通应用SNBS与亚硝酸钠作混合促进剂。试验表明，铁系磷化用SNBSl. 5g/L代替NaCl03 0. 25g/L作促进剂更有好处。可提高铁系磷化膜耐腐蚀性能。SNBS浓度不宜过高，否则结晶粗糙，有浮灰。
硫酸羟胺
它是一种还原剂，较高还原电位和较强的氧化性，能迅速将铁氧化成Fe2+，对磷化起加速作用，有利于形成P比高的磷化膜。硫酸羟胺的优点如下。 ①低温磷化效果好。即使5℃时也能促使磷化成膜。②优化晶粒结构。形成柱状或粒状晶体结构。增强膜层的致密性和均匀性。 ③加深膜层颜色。 ④减少沉渣量。 ⑤无有毒气体。它的最大缺点是浓度高(>15g/L)才能生成较完整的磷化膜，消耗大，添加频繁，成本高。溶液的pH值也会影响HAS所需浓度。pH值大时，，需要的HAS浓度较高；反之，降低pH值时，HAS浓度可减少。应该指出，HAS浓度并非越高越好，而是有一极限值，浓度在极限范围内，随着HAS浓度的增加，膜层耐蚀性增强(溶液中Fe2+较低，主要生成锌铁膜，耐蚀性较好)。当浓度大于极限值(>llg/L)，耐蚀性反而降低(溶液中Fe2+较高，主要生成铁膜，耐蚀性较差)。为了克服HAS的不足，，拓宽HAS的工艺范围，减少HAS用量，明显降低沉渣量，提高膜层的耐蚀性，HAS应与其他促进剂复配使用为好。如与氯酸钠复配(氯酸钠1.0 - 1. 5g/L, HAS 3. 0 - 3. 5g/L);与SNBS复配(SNBS 1. 0一 1. 5g/L, HAS2.5-3.5g/L);与亚硝酸钠复配(膜层颜色变浅)等。
有机磷酸
它是一种大分子化合物，能与Zn2+、Fe3+等鳌合形成不溶的DETA-Zn或DETA-Fe络合物，在溶液中溶解O2的协同作用下，附集在钢铁表面参与成膜，成为磷化膜的有效成分，起阳极抑制作用，增大阴阳极面积比和阴极极化度，加速成膜过程，同时也使膜更加均匀致密，显著提高耐蚀性和耐磨性。
DET APP合成法：将0. lmol二亚乙基三胺十0. 5mol亚磷酸十lomol盐酸((36%)+10mL水，加入到三颈瓶中，搅拌并加热至80°C，然后滴加0.5mol甲醛(换算成36%甲醛溶液)，待甲醛滴加完毕，升温至110-120°C，反应2h，然后减压蒸馏出15mL水溶液，冷却静置，待晶体析出后，过滤出晶体，并用少量乙醇洗涤，烘干。再将烘干的产品用自来水稀释成60%浓液备用。
稀土化合物
由于稀土元素结构的特殊性，具有较大的离子半径易极化和变形，很容易吸附在基体表面，于是提供了更多的活性点，作为磷化膜的形晶中心，有利于形成更多的晶核，像是起了表调剂和促进剂的作用，加速了磷化过程，促进低温成膜的顺利进行，获得细致的磷化膜。而对磷化膜的组成和结构没有明显的改变。
硝酸铼
磷化液中加入硝酸徕，水解生成极低溶解度的胶态粒子ReP04，胶态粒子优先沉积于钢铁表面，使金属溶解时间短，加速磷化膜的形成。同时因为膜内P元素浓度增大，而Ni,Zn等元素浓度减少，结晶细致均匀。还因膜层的腐蚀电阻增大，腐蚀电流减少，膜层耐蚀性明显提高。随着Re(N03))。浓度增加，膜层增厚。但浓度过高(>3g/L)，膜厚反而降低，可能是ReP04胶态粒子使钢铁表面活化中心较早封闭，抑制了磷化反应速度。
硝酸铈
研究表明，配制磷化膜的封闭剂(硝酸钵20g/L，双氧水 35mL/L, pH=3-4)，热镀锌磷化膜经封闭处理(40℃，5min),可获得连续完整的复合膜(磷化膜+钵盐封闭膜)，耐蚀性最佳，优于常规铬酸盐钝化膜。盐雾试验结果说明，这是表面磷酸锌晶体膜存在的孔隙被封闭的缘故。膜层的耐蚀性能与磷化时间和封闭时间有关，即在规范磷化时间内，随着磷化时间延长(5min内)，磷化膜的耐蚀性提高，封闭时间超过规范(>5min)，膜层耐蚀性下降。这可能是由于磷化膜晶体在封闭剂中被溶解过多，封闭膜的增加不能弥补磷化膜晶体溶解对复合膜层耐蚀性的影响。
