摘　要　对电容器外壳进行磷化处理能显著提高外壳的耐腐蚀性能和漆膜附着力，本文就电容器外壳磷化处理展开的一系列工艺试验，获得了质量稳定、膜层均匀细腻的磷化膜，并与绝缘油之间有良好的相容性，磷化用吊装夹具能满足多规格外壳的批量生产的要求。
　　关键词　外壳　　　磷化处理

　　电力电容器是提高功率因数，改善供电效率的重要电力设备，提高电力电容器质量具有巨大的经济价值。电力电容器外壳由低碳钢板焊接而成，要求其内外表面洁净，有良好的致密性，外表面与油漆镀层有牢固的结合力。而以往生产工艺处理时，外壳焊接成型后，经清洗擦干，既心子装箱，真空干燥浸渍处理，从而给电容器带来潜在的质量问题，在一定程度上影响电力电容器的性能，同时，外壳放置在车间一段时间后锈蚀严重。电力电容器外壳的磷化处理，是基于此种考虑，对外壳所用材料进行磷化处理试验，并在取得试验数据的基础上，对电力电容器外壳的处理由清洗擦干转为磷化烘干处理，经磷化处理的外壳，内外表面形成微孔结构，与油接触的内表面同绝缘油有很好的相容性，待喷漆的外表面与漆膜有很强的结合力，既改善电容器耐压等质量指标，又提高了电容器在长期使用过程中外壳的耐腐蚀能力。

1　外壳用材料磷化试验
1.1　试验目的：通过对外壳用材料试片的磷化试验，确定试片试验的磷化基本工艺过程；确定基本磷化用液；确定试片磷化膜与绝缘油的相容性；确定磷化膜与漆膜间的结合能力。
1.2　试验过程，剪切150×80mm长方形试片八块，经二甲苯擦洗、砂纸打磨、除油防锈处理后，浸入70℃磷化液中5min后，热水洗，再浸入60℃钝化液中1min，经磷化处理的试片，表面颜色浅灰，色调均匀，表面洁净，磷化膜结晶细密均匀，无挂灰擦黑现象，磷化速度快。
　　试验用磷化液选用PB-833中温低锌中锰高镍三元体系磷化液，试验时按10%比例稀释至工作液，游离酸度FA=1.2～4点，总酸度TA=25～55点，酸比f=15～23，磷化温度65℃～75℃。试验用钝化液选用PLA～3200钝化液，按1%比例稀释至工作液，处理温度60℃。
1.3　相关试验：试片四块分二组，分别与十二烷基苯、PXE(苯基二甲苯基乙烷)进行相容性试验，温度100℃，时间72小时，测定绝缘油试验前后tgδ值，无显著变化均合格。试片二块喷涂底涂，一块浸渍于3%浓度NaOH中一小时后无锈蚀，另一块采用划格法检查磷化膜与漆膜间附着力，达一级要求。试片二块，吊置于车间内20天，磷化膜无变化，具有良好的防腐蚀能力。
1.4　试验结论：通过PB-833磷化液与金属表面在一定温度和时间内的相互作用，外壳用材料试片表面生成一层难溶的磷化膜，能起到提高漆膜附着力和耐腐蚀的要求，且磷化速度快，磷化液易于调整性能指标，可以用于外壳磷化正常批量生产。确定磷化工艺过程为：外壳除油脱脂——水洗——外壳除锈——水洗——表面调整——磷化——热水洗——钝化——干燥。

2　电容器外壳的磷化处理
　　试片磷化试验是在小容器内进行的试验，这与生产实际情况有大的出入，批量生产需要批量处理，需解决各种磷化用液的配制、调整，磷化时需用吊装夹具吊装外壳，磷化用液的三废处理。如试片试验时除油、除锈可以采用二甲苯和砂纸处理，显然批量生产时是绝对不可能的。批量生产需要装卸快速的吊装夹具，解决浸泡式处理时外壳浮力大不易浸泡的困难，及防止产生磷化死角的措施。磷化过程中，不可避免产生的废渣废液的处理，防止造成环境污染。尽可能地改善操作环境，减轻劳动强度。
2.1　除油脱脂液、除锈酸洗液的确定
　　表面磷化只是磷化处理过程中的一道主要工序，而预处理的脱脂除锈，则对磷化膜的形成起着至关重要的作用，磷化质量的好坏首先取决于脱脂除锈质量。如脱脂除锈不彻底，油滴能使磷化短路，磷化外壳表面产生麻皮，氧化物能生成黄锈渣、不溶性磷酸盐等，在外壳表面凝聚架桥，严重时能导致渣爆的后果。
　　选用的SL-100脱脂液具宽温操作，低碱度、抗硬水、易降解的特点，主要由非离子表面活性剂(椰子油二乙醇酰胺磷酸脂、十二烷基二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、匀染剂102、脂肪醇聚氧乙烯醚)，阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、油酸三乙醇胺)，助洗剂(焦磷酸盐、三聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、尿素)组成，具有优异的脱脂能力，脱脂速度快。
　　酸洗液采用硫酸、磷酸、缓蚀剂组成，具有除锈速度快，无过腐蚀，无氢脆、无烟雾，酸洗后外观光滑平整，稳定可靠的特点，并具备清洗轻油污的功能，室温操作。
　　外壳经脱脂液除油，酸洗液除锈后达到外壳预处理的目的，确保了磷化质量的稳定。
2.2　磷化液、表面调整液、钝化液的确定
　　选用的PB—833磷化液，主要成份为磷酸、氧化锌、硝酸锌、硝酸锰、镍盐、有机盐、细化剂、促进剂，根据外壳材料优选配槽浓度12～15%，游离酸度FA=2～3.5点，总酸度TA=45～55点，酸比f=15～23，磷化温度65℃～75℃，磷化时间5min。磷化液测定和调整方法简便，使用周期长。
　　选用的PLA—3100表面调整液以1%的比例配槽，室温操作，处理时间1～2min，磷化前处理能有效地激活因碱洗或酸洗招致的金属表面活性原子、活性中心丧失的区域，大大提高金属表面能，显著提高磷化速度，并使磷化膜微细致密均匀，耐腐蚀性能提高，并能减少磷化液消耗，降低磷化游渣的生成量。
　　选用的PLA—3200钝化液，配槽比例1%，加热温度60℃以上，处理时间1min，磷化后处理能有效地封闭未磷化上的空穴点，彻底隔绝金属基体与大气的接触，从而有效地提高磷化膜层的防锈能力并进一步增强磷化膜与漆膜的结合力。
2.3　电容器外壳磷化工艺过程
　　各磷化用液温度、酸度达到工艺规定要求后，电容器外壳经65℃～75℃脱脂液浸泡5～6min、流动水漂洗、酸洗液中浸泡3～5min(视锈蚀程度而定，外壳无锈蚀时免去)、流动水漂洗、表面调整液中浸泡1～2min、65℃～75℃磷化液中浸泡5min，热水喷淋、60℃钝化液喷淋1min，烘道烘干处理后，磷化膜层均匀、细化、防锈能力强、与漆膜附着力强、达到预定的目的。
2.4　磷化用吊装夹具
　　电容器外壳规格众多，尺寸变化大，同时外壳浸入时因浮力较大不易浸入，而吊起时又要求能迅速排除外壳内部的残液，外壳在磷化过程中，在外壳底部不能形成死角，以免造成磷化盲区，所以要求外壳磷化浸泡时能倾斜进倾斜出，而在外壳磷化过程中，外壳处于水平位置，根据外壳的结构特点，为保证批量磷化生产需要而设计制造的外壳磷化吊装系列夹具，能满足上述工艺要求。该系列吊装夹具装卸快速、吊运安全可靠。
2.5　磷化液除渣分离
　　磷化是一种电化学反应，磷化时既产生了磷化保护膜层，相应必定产生磷化渣。磷化渣是各磷酸盐的混合物，产生的原因较多，如磷化液配方、施工方式、温度高低等，磷化渣能直接影响金属表面结合膜，形成工件表面白灰，故一般应控制在200PPM以下为宜。当采用掏渣方式来进行磷化液的清理，花工费时，效果极不理想，故我们选用JHG-6过滤机对磷化液进行除渣分离，达到固液分离的目的。过滤机在磷化液加热时即运行循环工作，磷化液经过滤机滤心过滤后，重新返回池槽，磷化渣留在滤心内，定期进行清除。经除渣分离的磷化液中磷化渣的含量不大于50PPM，既稳定了磷化的质量，又防止大量热损耗。
2.6　磷化用液的三废处理
　　磷化处理过程中产生的废液，如直接进行排放，必将造成严重的环境污染。我们采用将所有磷化处理过程中产生的废液排放后集中储存于一容器内，然后统一处理的方法，防止了磷化废液对环境的污染。

3　试验研究结论
3.1　磷化处理是使电容器外壳金属表面与磷化液作用产生一种转化膜——磷酸盐膜层，这层转化膜有很强的抗腐蚀能力，延长使用寿命，同时这层转化膜与漆膜有良好的附着能力，提高电容器涂装质量。
3.2　磷化膜与PXE油、十二烷基苯相容性好。
3.3　磷化膜具有绝缘、耐热的性能，这对保护电容器心子，提高电容器使用寿命有利。
3.4　磷化用吊装夹具能满足批量生产需要。