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金属铅的化学性质比较稳定,常规条件下难以受到环境介质的侵蚀。但是,在湿热条件下,铅容易生成铅氧化物白锈。在诸如航天工业等对铅机械性能和耐蚀性能要求比较高的领域,白锈的生成会严重地影响铅及其合金的正常使用。而经过磷化处理,材料的表面会形成一层保护膜,此保护膜不致影响机械精度又具有良好的机械性能和抗腐蚀性能,但是关于铅磷化原理和技术的研究几乎没有报道。考虑到铅在许多领域得到广泛应用,所以对铅及其合金的磷化工艺技术以及影响铅表面磷化膜性质的因素进行深入研究,不仅是极具挑战意义的科学问题,也是具有实际应用价值的工程课题。为避免磷化过程中的严重极化,本文根据金属电化学磷化的原理,首次提出了采用不对称方波技术,在以锌钙系为主体的磷化液中对铅合金进行电化学磷化的新工艺,并由此形成了铅合金表面抗腐蚀性磷化膜。在磷化液中对铅合金试样进行循环伏安实验研究,选择铅及其合金磷化处理时的不对称方波的上下限电位;通过理论讨论认为方波周期越短,磷化效果越好。利用包括线性电位扫描、交流阻抗谱、Tafel曲线测试等多种电化学技术在3%NaCl溶液中对所获得的磷化膜进行耐蚀性能评价,结果表明:铅合金经过磷化后,表面形成的磷化膜能有效阻止铅合金的腐蚀,使铅合金的稳定性得到提高。采用扫描电子显微镜对所获得的磷化膜的形貌进行观察,可以看到试样磷化后表面磷化膜的磷酸盐结晶晶粒属于颗粒状晶体,分布均匀,细密;用原子吸收光谱法分析其主要成分,测定结果显示,磷化膜中所含有的金属阳离子分别为Zn2+、Ca2+离子以及Pb 2+。可以推测磷化膜是由锌、钙、铅的磷酸盐混合物沉积而成的,其中主要成分磷酸锌盐。同时本文还研究了磷化工艺条件对磷化效果的影响,证明温度、pH值及磷化时间是成膜的过程重要影响因素。通过磷化温度、pH值和磷化时间的单因素实验,推荐铅合金表面电化学磷化的恰当工艺参数如下:温度60～75℃;磷化时间6～8min;pH值范围2.2～2.6。本文所采用的磷化液配方不含有害促进剂,磷化过程无污染,技术环保,工艺合理,具备良好的磷化效果,能在铅合金表面形成稳定的磷化膜,性能稳定,具有工业推广价值。