專利名稱：一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液及其制備方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵表面處理試劑，尤其涉及ー種鋼鐵表面磷化處理劑。
背景技術：
磷化工藝誕生至今已有160余年的歷史，其是鋼鐵等金屬エ件在金屬、銨的磷酸ニ氫鹽、加速劑為主要成分的溶液中進行處理并在被處理的エ件表面生成磷化膜的過程。磷化膜作為涂層的底層可明顯提高涂層的附著力、耐蝕性及防護性能，廣泛應用于汽車、機械、家電、軍エ等行業。磷化，按成膜陽離子可分為鐵系、鋅系、鋅鈣系、錳系、鋅錳系等類型；按磷化處理溫度，可分為高溫、中溫、低溫、常(室)溫磷化等類型。鋼鐵浸入磷化液后，由于磷化液的作用，鋼鐵表面立即形成許多微陽極區和微陰極區。在微陽極區發生鋼鐵溶解，同時氫離子在微陰極區放電，析出氫氣，使微陰極區附近的pH值升高,可溶性的磷酸ニ氫鹽與溶液中的陽離子Fe2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+等形成不溶性磷酸鹽，沉積在金屬表面形成磷化膜晶核。晶核長大成為磷化膜顆粒，無數個磷化膜顆粒緊密結合成為宏觀的磷化膜。沒有成為磷化膜的沉淀成為磷化沉渣。需要噴涂的鋼鐵エ件均應進行磷化處理。目前國內磷化技術普遍存在:磷化溫度較高、磷化液使用壽命短，磷化后需要一道或多道水洗甚至去離子水水洗以清除エ件表面上的含N02-、N03-、F-、S042-及較高濃度的鹽的殘存磷化液，以避免磷化膜出銹蝕、嚴重掛灰。洗水量大，洗水中含有大量的P、N、Zn、COD、BOD等有害或造成水體富營養化的物質，排放前必須進行無害化處理，既增加環境治理的負擔又消耗了水、磷酸鹽等資源。現有技術中磷化液常用亞硝酸鈉或氯酸鈉為促進劑，前者缺點是在酸性磷化液中不穩定，容易分解，容易影響磷化效果；而后者會還原成氯離子，造成鈉離子在槽液中積累，若水洗不充分，會加快エ件的腐蝕。
發明內容
本發明g在解決上述缺陷，提供一種鋼鐵エ件磷化后免水洗的常溫磷化液。本發明的磷化液能在常溫下使用、操作簡單，克服了傳統磷化的エ藝復雜、磷化溫度較高、有害廢水多等問題。為解決上述問題，一種鋼鐵エ件磷化后免水洗的常溫磷化液，它按照如下原料及質量百分比混合而成:85%磷酸12 25%;
氧化鋅2 6%;
二水合鉬酸鈉I 2%;
六水合硝酸鑭0.5 5.0%；
四水合硝酸錳O 6%;
酒石酸0.1 0.8%;
烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽 0.1 0.2%；
苯甲酸鈉0.1 0.2%;
70%植酸0.1 0.3%；
30%雙氧水O 0.5%；
水余量。所述的一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液，它按照如下原料及質量百分比混合而成:
85% 磷酸22%;
氧化鋅4%;
二水合鉬酸鈉1.2%;
六水合硝酸鑭2.5%；
四水合硝酸錳2%;
酒石酸0.2%；
烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽 0.1%；
苯甲酸鈉0.1%；
70%植酸0.2%；
30%雙氧水0.2%；
水余重。一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液的制備方法，包括:先將氧化鋅加入氧化鋅質量2倍的水中攪成糊狀，加入85%磷酸，攪拌至均勻透明，再依次邊加入過攪拌:植酸和已溶于水的酒石酸，分別已溶于水的六水合硝酸鑭、四水合硝酸錳，已溶于水的二水合鑰酸鈉；除苯甲酸鈉外的剩余原料，已溶于熱的水的苯甲酸鈉；用氨水調節溶液PH值至
2.0;加水至要求。取樣分析并放料包裝。
本發明從配方來看，在系統中引入了鑭鹽:在采用鋅、錳的磷酸鹽作為成膜晶核的磷化體系中，鑭鹽的存在，可加速金屬表面供磷化膜生產的“活性中心”的形成。該活性中心具有一定的能級、數量和表面分布，活性中心的能級決定晶核生成的難易程度，活性中心的數量和表面分布影響到晶核的數量和分布，晶核生成速率隨活性中心數量而增加，同時作為供磷酸鋅增長的晶核，使得金屬表面與磷化液接觸時，立即開始著膜，大大加速了磷化膜的初期成膜速度，進而縮短了磷化時間。同時，金屬表面的活性點與磷化劑接觸所形成的結晶核極細，既防止了大晶核的形成，也防止了形成磷酸鐵藍膜，所生成的磷化膜結晶細密，改善了磷化膜外觀，增強了磷化膜與金屬表面的結合牢度，提高了磷化膜的耐蝕性。其次，本發明在系統中引入了烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽，提高了溶液的濕潤性和滲透性，使磷化膜更加均勻附著力更強，磷化后工件表面磷化層溶液含量非常少，從而進一步減少磷化層酸的殘留。在此，本發明在系統中引入了植酸，植酸對絕大多數金屬離子有極強絡合能力，可使磷化膜形成穩定結構，在微量酸存在下起到良好的緩蝕作用，避免磷化膜被氧化破壞。因此，本發明的磷化液是一種能在常溫下使用、磷化前無表面調整工序、磷化后無工件水洗工序的綠色環保磷化液。本發明的磷化液磷化工藝流程短，操作簡單，磷化液使用壽命長，所生成的磷化膜作為涂層底層時涂層的附著力好，克服了傳統磷化的工藝復雜、磷化溫度較高、有害廢水多等問題。本發明適用于黑色金屬鋼鐵表面的涂裝前的表面前處理，所生成的磷化膜用作涂層的底層。`本發明產品對鋼鐵表面處理推薦工藝流程:(I)對鋼鐵表面脫脂；(2)水洗；(3)脫脂除銹(表面無銹時可省略)；⑷水洗；(5)磷化；(6)干燥。
具體實施例方式一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液，它按照如下原料及質量百分比混合而成:85%磷酸12 25%;
氧化鋅2 6%;
ニ水合鉬酸鈉I 2%;
六水合硝酸鑭0.5 5.0%；
四水合硝酸錳0 6%;
酒石酸0.1 0.8%；
烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽 0.1 0.2%；
苯甲酸鈉0.1 0.2%;
70%植酸0.1 0.3%；
30%雙氧水0 0.5%；
水余量。(I)實施例1磷化液由如下原料及質 量百分比混合構成:85%磷酸22 %、氧化鋅4%、ニ水合鑰酸鈉1.2%、六水合硝酸鑭2.5%、四水合硝酸錳2 %、酒石酸0.2 %、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽0.1 %、苯甲酸鈉0.1 %、70 %植酸
0.2%、30%雙氧水0.2%、水余量。制備方法:先將氧化鋅加入氧化鋅質量2倍的水中攪成糊狀，加入85%磷酸，攪拌至均勻透明，再依次邊加入過攪拌；①植酸和已溶于水的酒石酸，②分別已溶于水的六水合硝酸鑭、四水合硝酸錳，③已溶于水的ニ水合鑰酸鈉；④除苯甲酸鈉外的剰余原料，⑤已溶于熱的水的苯甲酸鈉；⑥用氨水調節溶液PH值至2.0 ;⑦加水至要求。取樣分析并放料包裝。(2)實施例 2磷化液由如下原料及質量百分比混合構成:85%磷酸22 %、氧化鋅2.5%、ニ水合鑰酸鈉1.5%、六水合硝酸鑭2%、四水合硝酸錳3 %、酒石酸0.3 %、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽0.1 %、苯甲酸鈉0.1 %、70 %植酸
0.3%、30%雙氧水0.2%、水余量。制備方法:同實施例1。⑶實施例3磷化液由如下原料及質量百分比混合構成:85%磷酸23 %、氧化鋅3%、ニ水合鑰酸鈉1.1 %、六水合硝酸鑭4.5%、酒石酸
0.2%、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽0.2%、苯甲酸鈉0.1%、70%植酸0.1%、30%雙氧水
0.2%、水余量。制備方法:同實施例1。使用本配方磷化能縮短磷化時間，且磷化后磷化膜完全達到或優于現有技術磷化后磷化膜的各項性能參數，磷化膜性能對照見表I。
表I磷化膜性能對照
權利要求
1.一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液，其特征在于:它按照如下原料及質量百分比混合而成:85%磷酸12 25%;氧化鋅2 6%; 二水合鉬酸鈉I 2%;六水合硝酸鑭0.5 5.0%； 四水合硝酸錳O 6%;酒石酸0.1 0.8%； 烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽 0.1 0.2%；苯甲酸鈉0.1 0.2%;70%植酸0.1 0.3%；30%雙氧水O 0.5%；水余量。
2.根據權利要求1所述的一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液，其特征在于:它按照如下原料及質量百分比混合而成:85% 磷酸22%;氧化鋅4%;二水合鉬酸鈉1.2%；六水合硝酸鑭2.5%；四水合硝酸猛2%;酒石酸0.2%； 烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽 0.1%;苯甲酸鈉0.1%;70%植酸0.2%；30%雙氧水0.2%； 水余量。
3.一種根據權利要求1或2所述的磷化后工件免水洗的常溫磷化液，其特征在于:先將氧化鋅加入氧化鋅質量2倍的水中攪成糊狀，加入85%磷酸，攪拌至均勻透明，再依次邊加入過攪拌:①植酸和已溶于水的酒石酸，②分別已溶于水的六水合硝酸鑭、四水合硝酸錳，③已溶于水的二水合鑰酸鈉；④除苯甲酸鈉外的剩余原料，⑤已溶于熱的水的苯甲酸鈉；⑥用氨水調節溶液PH值至2.0 加水至要求。取樣分析并放料包裝。
全文摘要
本發明涉及鋼鐵表面處理試劑。一種鋼鐵工件磷化后免水洗的常溫磷化液，它按照如下原料及質量百分比混合而成85％磷酸12～25％；氧化鋅2～6％；二水合鉬酸鈉1～2％；六水合硝酸鑭0.5～5.0％；四水合硝酸錳0～6％；酒石酸0.1～0.8％；烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽0.1～0.2％；苯甲酸鈉0.1～0.2％；70％植酸0.1～0.3％；30％雙氧水0～0.5％；水余量。將氧化鋅加入氧化鋅質量2倍的水中攪成糊狀，加入85％磷酸，攪拌至均勻透明，再依次邊加入過攪拌植酸和已溶于水的酒石酸，分別已溶于水的六水合硝酸鑭、四水合硝酸錳，已溶于水的二水合鉬酸鈉；除苯甲酸鈉外的剩余原料，已溶于熱的水的苯甲酸鈉；調節溶液pH值至2.0；加水至要求即可。
文檔編號C23C22/42GK103114282SQ20131006099
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者朱海斌 申請人:湖南中駿科技有限公司