專利名稱：一種含鎳的鋼鐵磷化液及其磷化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鎳的鋼鐵磷化液及其磷化方法。
技術(shù)背景磷化是將鋼鐵工件在含有磷酸鹽、氧化促進(jìn)劑、助劑等的溶液中處理，使其表面 形成磷化膜。該磷化膜具有防腐蝕、提高涂層附著力、潤(rùn)滑等作用。中國(guó)專利ZL 200510200687. 4公開(kāi)了一種金屬表面的防銹磷化液配方及磷化工藝 方法。該發(fā)明采用N產(chǎn)為磷化促進(jìn)劑，但是磷化液組成極為復(fù)雜，工況調(diào)控困難，廢 液污染嚴(yán)重。中國(guó)專利ZL200610019031.7公開(kāi)了一種鋅鎳錳三元磷化液及制備方法，據(jù)介紹 該發(fā)明所成磷化膜致密均勻，耐堿性好，耐蝕性強(qiáng)，適用于陰極電泳涂裝前的磷化處 理。但是，該發(fā)明仍然要用到亞硝酸鹽等有毒成分。因此，尋找一種磷化效果好、操作簡(jiǎn)便、無(wú)毒無(wú)害的、而且能夠快速完成的磷化 方法具有重要的意義。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種含鎳的鋼鐵磷化液，該磷化液中不含有毒或者致 癌的Cr (VI)、亞硝酸鹽(N02—)、及氮氧化物(NOO等成分，對(duì)環(huán)境友好。本發(fā)明的目的之二在于提供該磷化液磷化鋼鐵的方法，該方法采用臭氧作為磷化 促進(jìn)劑，是一種快速磷化鋼鐵的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種含鎳的鋼鐵磷化液，其特征在于該磷化液的組成及各成份的濃度為ZnO， 5 12g/L; NaN03， 2 6g/L及[^2+]， 0.5 2.0g/L;該磷化液通過(guò)NaOH溶液與磷酸調(diào) 節(jié)pH值為2 4。上述的磷化液磷化鋼鐵的方法，其特征在于該方法具有如下步驟a) 鋼片經(jīng)預(yù)處理后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中； 同時(shí)保持磷化液的pH值至2.0 4.0;b) 將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在1.3 3.0mg/L范圍內(nèi)； 并在35 5(TC溫度下磷化反應(yīng)3—10分鐘；磷化完畢后，鋼片用去離子水清
洗、吹干；磷化處理過(guò)程即完成。 本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是-(1) 磷化工作溫度低，成膜速度快，且所形成的磷化膜均勻致密；(2) 不含有毒或者致癌的Cr (VI)、亞硝酸鹽(NOr)、及氮氧化物(NOx)等成分；(3) 形成的磷化膜具有良好的耐腐蝕性，且具有耐磨、潤(rùn)滑、提高涂層附著力等 作用。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。 實(shí)施例l本實(shí)施例中，采用基礎(chǔ)磷化液的配方為ZnO 10 g/L、 85%H3 P04 24mL /L、NaN03 4g/L。將上述化合物溶于去離子水中，配制成l升基礎(chǔ)磷化液；在上述基礎(chǔ)磷化液中 再加入可溶性鎳鹽，使N產(chǎn)濃度為1.6g/L;并用30g/LNaOH溶液與30。/。磷酸調(diào)節(jié)pH值 2.75。將臭氧通入磷化液中，控制溶解03的質(zhì)量濃度在1.6mg/L。然后將事先用1 6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過(guò)，并用丙酮除油的A3鋼片，再用lmol/L 鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；與此同時(shí)，通過(guò)臭氧發(fā)生器將臭氧 通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度為1.6±0.05mg/L，并在40—42。C溫度 下磷化反應(yīng)5分鐘。磷化反應(yīng)完成后，鋼片用去離子水清洗1分鐘，然后用75'C的 熱風(fēng)吹干，磷化過(guò)程即完成。對(duì)磷化過(guò)程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，膜層致密， 膜重5.85g/m2,磷化膜耐硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕時(shí)間為127秒。附著力測(cè)試達(dá)到一級(jí)。實(shí)施例2本實(shí)施例中，采用基礎(chǔ)磷化液的配方與上述實(shí)施例l完全相同。不同的是基礎(chǔ) 磷化液中不加入N產(chǎn)。然后將事先用1 6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過(guò)，并用丙酮除油的A3鋼片，再用lmol/L 鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；與此同時(shí)，通過(guò)臭氧發(fā)生器將臭氧 通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度為1.6±0.05mg/L，并在40—42。C溫度 下磷化反應(yīng)5分鐘。磷化反應(yīng)完成后，鋼片用去離子水清洗1分鐘，然后用75"C的 熱風(fēng)吹干，磷化過(guò)程即完成。對(duì)磷化過(guò)程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻
致密，膜重為5.80g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為92秒；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。 實(shí)施例3本實(shí)施例中，采用基礎(chǔ)磷化液的配方與上述實(shí)施例l完全相同。不同的是在上述基礎(chǔ)磷化液中加入濃度為0.8g/L的N嚴(yán)。然后將事先用1 6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過(guò)，并用丙酮除油的A3鋼片，再用lmol/L 鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；與此同時(shí)，通過(guò)臭氧發(fā)生器將臭氧 通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度為1.6±0.05mg/L，并在40—42'C溫度 下磷化反應(yīng)5分鐘。磷化反應(yīng)完成后，鋼片用去離子水清洗1分鐘，然后用75。C的 熱風(fēng)吹干，磷化過(guò)程即完成。對(duì)磷化過(guò)程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻 致密，膜重為6.19g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為109秒；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種含鎳的鋼鐵磷化液，其特征在于該磷化液的組成及各成份的濃度為ZnO，5～12g/L；NaNO3，2～6g/L及[Ni2+]，0.5～2.0g/L；該磷化液通過(guò)NaOH溶液與磷酸調(diào)節(jié)pH值為2～4。
2. —種根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳的鋼鐵磷化液磷化鋼鐵的方法，其特征在于該方 法具有如下步驟a. 鋼片經(jīng)預(yù)處理后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中； 同時(shí)保持磷化液的pH值至2.0 4.0;b. 將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在1.3 3.0mg/L范圍內(nèi)； 并在35 5(TC溫度下磷化反應(yīng)3—10分鐘；磷化完畢后，鋼片用去離子水清 洗、吹干；磷化處理過(guò)程即完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含鎳的鋼鐵磷化液及其磷化方法。該磷化液的組成及各成分的濃度為ZnO，5～12g/L；NaNO₃，2～6g/L及[Ni²⁺]，0.5～2.0g/L；該磷化液通過(guò)NaOH溶液與磷酸調(diào)節(jié)pH值為2～4。上述磷化液磷化鋼鐵的方法的具有如下步驟為鋼片經(jīng)預(yù)處理后，放入上述配制好的磷化液中；同時(shí)保持磷化液的pH值至2.0～4.0；將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在1.3～3.0mg/L范圍內(nèi)；并在35～50℃溫度下磷化反應(yīng)3-10分鐘；磷化完畢后，鋼片用去離子水清洗、吹干；磷化處理過(guò)程即完成。本發(fā)明方法磷化工作溫度低，成膜速度快，且所形成的磷化膜均勻致密；不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亞硝酸鹽(NO₂^-)、及氮氧化物(NO_x)等成分；形成的磷化膜具有良好的耐腐蝕性，且具有耐磨、潤(rùn)滑、提高涂層附著力等作用。
文檔編號(hào)C23C22/82GK101117709SQ20071004591
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者娟 張, 盛敏奇, 賈瑞平, 陳燁璞 申請(qǐng)人:上海大學(xué)