[发明专利]不生成淤浆的磷酸锌处理液及磷酸锌处理方法

说明书

本发明涉及一种用于金属材料材料表面上形成磷酸锌被膜用的不生成淤浆的磷酸锌处理液及采用该液的处理方法。

一般，磷酸盐处理是对钢铁进行暂时防锈处理，被广泛使用作钢铁(或经予镀锌的钢铁材料)或铝的涂布底材处理及钢铁的塑性加工润滑基底处理或滑动润滑处理。由于磷酸盐被膜以钝化被膜对金属材料赋与防锈性、及树脂或油脂等的有机物质的亲和性优越可与金属材料表面之间赋与优越的附着性。因此，磷酸盐被膜是具有用作防锈性及附着性的表面处理被膜的最基本的特性。

对于磷酸盐被膜，依对金属种类的不同而有磷酸铁、磷酸锌、磷酸锌铁、磷酸锌钙、磷酸锰等若干种，因应各自的特性可分开使用，但其中对钢铁材料(或经予镀锌的钢铁材料)形成磷酸锌或磷酸锌铁被膜的情形最多(通常于钢铁表面上形成有磷酸锌及磷酸锌铁的复合被膜)。

这种情形所采用的磷酸盐处理液是以磷酸、硝酸及锌为必须成分，并可添加适当的添加剂所构成的酸性水溶液，利用例如使钢铁材料接触数分钟于其上形成化学药剂被覆膜。此情形的化学反应可如下示。                                               (1)                                               (2)             (3)     (3′)                                             (4)                               (5)

在前述磷酸盐处理液的酸性处理液中，钢铁材料如(1)式溶解，其所放出的电子如(2)式子消耗成氢离子的放电，引起材料表面的pH上升，由此pH升高使磷酸的解离，锌离子或由原材溶解的亚铁离子的一部分成为不溶，并如(3)式及(3′)式，于原材表面上形成磷酸锌或磷酸锌铁的被膜。

另一方面，(1)式的原材的溶解是成为被膜形成反应的能量源，然而已溶解的亚铁离子的大部分为所谓反应废弃物，作为锌离子或磷酸离子的扩散障碍，而使被膜形成反应速度降低，须向体系外排除。通常采用亚硝酸的离子类氧化剂作为添加剂，如(4)式所示氧化成铁离子，如(5)式所示使沉淀成不溶性磷酸铁。

对于这种化学反应体系，以生成的杂质为固态沉淀物并可向体系外排除，仅补给不足成分可半永久的使用处理液，有助于磷酸盐处理的工业规模应用。然而，为去除这种含水固形物(淤浆)而用的维护较繁杂，并且被排出成产业废弃物的淤浆的处理成本较昂贵，因此仍强烈需求一种能不生成淤浆的磷酸盐处理。

为此，有采用阴极电解法进行磷酸盐处理的方法。在阴极电解法中与采用前述的化学被膜形成法的磷酸盐不同，采用外部电源，利用电能可直接引起(2)式反应，故不需(1)式的原材的溶解反应，因此可避免磷酸铁淤浆的生成，然而，于实际的淤浆，除磷酸铁以外还含有磷酸锌约10～15％，仅单适用阴极电解法，不可能使淤浆完全不发生。