專利名稱：一種黑色磷化液及其使用方法
技術領域：
本發明屬于表面化學處理技術領域，特別涉及一種前處理不需酸洗的對合金鋼表面進行磷化處理的黑色磷化液。
背景技術：
眾所周知，合金鋼含有鎳，鉻、鑰、稀土等元素表面處理前要采用酸洗活化工藝由此帶來污染環境，廢水處理比較困難，目前使用的磷化液采用分步處理工藝，工藝過程長，處理時間長，成膜粗糙黑度不均勻，耐蝕性差。而且零件表面若處理不慎就會被過腐蝕，影響磷化質量和零件精度。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種前處理無需酸洗工序，適用于合金鋼表面磷化處理的黑色磷化液，該磷化液穩定性好，工藝操作簡單，成膜速度快，膜層細膩均勻，色澤烏黑牢固，耐蝕性能強。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是
一種黑色磷化液，由以下重量百分含量的組分組成
酸性磷酸錳2%-5%， 磷酸氫二銨2%-4%，
硝酸鉆1%_3%，硝酸狐1%-2%，
對苯二酚0. 5%-1. 5%, 質量濃度為80%-90%的磷酸0. 5%-2%，
硫酸羥胺0. 2%-1%， 余量為純凈水。優選由以下重量百分含量的組分組成
酸性磷酸錳5%，磷酸氫二銨3%，
硝酸鈷2%，硝酸胍1%，
對苯二酚1. 5%， 質量濃度為85%的磷酸0. 5%，
硫酸羥胺0. 2%， 余量為純凈水。也優選由以下重量百分含量的組分組成
酸性磷酸錳3%，磷酸氫二銨2%，
硝酸鈷1. 5%，硝酸胍2%，
對苯二酚0. 8%，質量濃度為85%的磷酸1%，
硫酸羥胺0. 5%，余量為純凈水。所述黑色磷化液的使用方法，將待處理的合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再將前處理后的合金鋼零件浸潰在黑色磷化液中，或者將黑色磷化液在前處理后的合金鋼零件表面擦試，浸潰或擦試的時間為5-15分鐘，磷化液的溫度為30°C -60°C。優選浸潰或擦試的時間為10-12分鐘，磷化液的溫度為40°C -55°C。本發明的黑色磷化液，其配方原理是
①酸性磷酸錳是主要成膜物質，提供Mn2+錳離子和H2P04_磷酸根、實驗表明隨著其用量的增加有利于提高磷化膜的硬度，結合力和耐蝕性。②磷酸氫二銨，也是主要成膜物質，提供NH4+銨離子和H2P04_磷酸根離子，它有利于加快磷化速率，使磷化膜結晶致密。③硝酸鈷是輔助成膜物質，它對提高反應速率細化晶粒，增加膜層結合力和加深磷化膜層黑度有明顯的作用。④硝酸胍是成膜氧化促進物質，它能使磷化膜反應速率快，顏色深，均勻性、細密性良好，耐蝕性也有所提高，但隨著其用量的增加地導致基體金屬發生鈍化而無磷化膜生 成，因此硝酸胍應控制的質量濃度1_2%。⑤對苯二酚是成膜活化劑，它可促使金屬基體腐蝕，有利于加速成膜反應的進行。⑥磷酸它是促進成膜物質，其量直接影響磷化膜質量的好壞，用量過高，磷化液中的游離酸度增加，磷化膜易泛黃，用量過低，磷化液有沉渣產生，在控制質量濃度0. 5-2%。⑦硫酸羥胺，它是絡合物質，它與鐵離子形成穩定的絡合物，提高膜層結晶密度和磷化液的穩定性。利用以上物質進行配方組合，相互相成，相互協調促進各自的效果發揮，經過優選，最終得出本發明的配方和配方組成。被處理零件的前處理過程不需要酸洗，是因為本發明的黑色磷化液配方加有促使金屬表面腐蝕的活化劑對苯二酚和成膜促進物質硝酸胍；硝酸鈷磷酸，所以不需要在前處理過程中用酸洗步驟來活化合金鋼表面，并且節約成本避免對環境的污染。本發明磷化液的制備方法，常溫下首先將磷酸放入余量的水中，再逐一加入其它原料攪拌均勻完全溶解，則為成品。與現有技術相比，本發明的優勢在于
I、由于加入強氧化促進劑和復合絡合劑一硝酸鈷、硝酸胍，對苯二酚、硫酸羥胺、使磷化零件成膜速度快，膜層細膩均勻，色澤烏黑牢固，強度大耐蝕性強的優點，能夠滿足石油、內燃機等零部件的要求。2、本發明的黑色磷化液穩定性好，工藝操作簡單，前處理過程不需要酸洗。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步的說明。實施例I
一種黑色磷化液，由以下物質按重量百分比組成
酸性磷酸錳5%，磷酸氫二銨3%，硝酸鈷2%，硝酸胍1%，對苯二酚I. 5%，磷酸(質量濃度85%) 0. 5%，硫酸羥胺0. 2%，純凈水余量。使用上述黑色磷化液處理零件將待處理合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再將前處理后的合金鋼零件浸潰在黑色磷化液中，浸潰的時間為10分鐘，磷化液的溫度為60°C，處理結果見表I。所述合金鋼是指含有鎳，鉻、鑰、稀土等元素的合金鋼，如20鉻鑰鈦。實施例2
一種黑色磷化液，由以下物質按重量百分比組成
酸性磷酸錳3%，磷酸氫二銨2%，硝酸鈷I. 5%，硝酸胍2%，對苯二酚0. 8%，磷酸(質量濃度85%) 1%，硫酸羥胺0. 5%，純凈水余量。使用上述黑色磷化液處理零件將待處理合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再將前處理后的合金鋼零件浸潰在黑色磷化液中，浸潰的時間為15分鐘，磷化液的溫度為50°C，處理結果見表I。所述合金鋼是指含有鎳，鉻、鑰、稀土等元素的合金鋼，如20鉻鑰鈦。實施例3
一種黑色磷化液，由以下物質按重量百分比組成
酸性磷酸錳4%，磷酸氫二銨1%，硝酸鈷1%，磷酸(質量濃度80%) 0. 7%，硫酸羥胺0. 3%，純凈水余量。
使用上述黑色磷化液處理零件將待處理合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再在前處理后的合金鋼零件表面擦拭上述黑色磷化液，擦試的時間為5分鐘，磷化液的溫度為50°C，處理結果見表I。所述合金鋼是指含有鎳，鉻、鑰、稀土等元素的合金鋼，如20鉻鑰鈦。實施例4
一種黑色磷化液，由以下物質按重量百分比組成
酸性磷酸錳2%，磷酸氫二銨4%，硝酸鈷3%，硝酸胍I. 5%，對苯二酚0. 5%，磷酸(濃度？)I. 5%，硫酸羥胺1%，純凈水余量。使用上述黑色磷化液處理零件將待處理合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再將前處理后的合金鋼零件浸潰在黑色磷化液中，浸潰的時間為15分鐘，磷化液的溫度為45°C，處理結果見表I。所述合金鋼是指含有鎳，鉻、鑰、稀土等元素的合金鋼，如20鉻鑰鈦。表I實施例1-4的處理結果
權利要求
1.一種黑色磷化液，其特征是，由以下重量百分含量的組分組成 酸性磷酸錳2%-5%， 磷酸氫二銨2%-4%， 硝酸鉆1%_3%，硝酸狐1%-2%，對苯二酚0. 5%-1. 5%, 質量濃度為80%-90%的磷酸0. 5%-2%， 硫酸羥胺0. 2%-1%， 余量為純凈水。
2.根據權利要求I所述的黑色磷化液，其特征是，由以下重量百分含量的組分組成 酸性磷酸錳5%，磷酸氫二銨3%， 硝酸鈷2%，硝酸胍1%， 對苯二酚1. 5%， 質量濃度為85%的磷酸0. 5%， 硫酸羥胺0. 2%， 余量為純凈水。
3.根據權利要求I所述的黑色磷化液，其特征是，由以下重量百分含量的組分組成 酸性磷酸錳3%，磷酸氫二銨2%， 硝酸鈷1. 5%，硝酸胍2%， 對苯二酚0. 8%，質量濃度為85%的磷酸1%， 硫酸羥胺0. 5%，余量為純凈水。
4.權利要求1-3之一所述黑色磷化液的使用方法，其特征是，將待處理的合金鋼零件經過脫脂、水洗和表調進行前處理，再將前處理后的合金鋼零件浸潰在黑色磷化液中，或者將黑色磷化液在前處理后的合金鋼零件表面擦試，浸潰或擦試的時間為5-15分鐘，磷化液的溫度為30°C -60°C。
5.根據權利要求4所述黑色磷化液的使用方法，其特征是，所述浸潰或擦試的時間為10-12分鐘，磷化液的溫度為40°C -55°C。
全文摘要
本發明屬于金屬表面處理技術領域，特別涉及一種前處理不需酸洗的合金鋼表面磷化處理的黑色磷化液，它由以下重量百分含量的組分組成酸性磷酸錳2%-5%，磷酸氫二銨2%-4%，硝酸鈷1%-3%，硝酸胍1%-2%，對苯二酚0.5%-1.5%，硫酸羥胺0.2%-1%，質量濃度為80%-90%的磷酸0.5%-2%，純凈水余量。使用黑色磷化液操作簡單，穩定性好，成膜速度快，膜層細膩均勻，色澤烏黑，成膜強度大耐蝕性強等優點，適用于各類型號合金鋼零部件表面處理。
文檔編號C23C22/18GK102953055SQ20121044703
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者黃勇 申請人:長沙沃爾金屬表面技術有限公司