[发明专利]磷化处理的金属表面的后钝化

说明书

本发明涉及用于对磷化处理的金属表面进行后钝化的方法，因此属于金属的磷化处理的总领域。本方法可用于处理可磷化处理的金属表面，例如由钢、镀锌钢或合金-镀锌钢、铝、镀铝或合金-镀铝钢制品的表面。本方法的一个优选实施方案的设计思想是将活性组分如二价金属离子和磷酸根离子通过膜过滤(纳米过滤、反渗透)从后钝化溶液溢流或后钝化后的冲洗水中浓缩出来，并转移到磷化处理溶液中。

先于按照本发明的后钝化过程的磷化处理，可以采用成层或非成层的磷化处理方法进行。在非成层的磷化处理情况下，也就是已知的铁磷化处理，磷化处理溶液并不含有任何混入到通常的X-射线无定形磷酸盐和所形成的氧化物层中的阳离子。相反，在通过非成层磷化处理所产生的金属表面上的保护层仅含有来源于金属表面自身的阳离子。此种类型的非成层磷化处理过程在现有技术，例如DE-A-44 17 965中是已知的。

非成层磷化处理适合于作为对金属制品涂漆之前的预处理使用，其中没有对金属制品关于耐腐蚀方面的过分苛刻的要求。其实例有农业机械以及家用电器，如电冰箱和洗衣机，和钢制设备的零件。

成层磷化处理通常被用于对在防腐蚀方面有较高要求的金属制品涂漆之前的预处理，如汽车车体。在该实施方案中，晶状金属磷酸盐层通常会沉积下来。用于成层磷化处理的处理溶液中含有被混入到磷酸盐层中的阳离子。特别的例子是锌离子和锰离子和/或镍离子。

对金属进行成层磷化处理的目的是在金属表面上形成牢固结合的金属磷酸盐层，这些层自身能够增强耐腐蚀能力，其与涂漆层和其它有机涂层一起，使得处于腐蚀环境中时，粘着力和抗蠕变能力显著提高。这种磷化处理方法在本领域中早已是公知的。低锌磷化处理方法，其中在磷化处理溶液中包含相对低含量的锌离子如0.5-2克/升，特别适合于在涂漆之前进行的预处理。低锌磷化处理浴的一个基本参数是磷酸根离子与锌离子的重量比，通常其范围为＞12，并可高达30。

已经发现也可以通过在磷化处理浴中使用锌离子以外的多价阳离子形成具有显著改善的防腐蚀性能和漆层粘着性能的磷酸盐层。例如，添加例如0.5-1.5克/升锰离子和例如0.3-2.0克/升镍离子的低锌方法作为所谓的三阳离子方法被广泛用于为涂漆而准备金属表面，例如用于汽车车体的阳离子电镀。

在磷化处理，特别是在成层磷化处理之前，通常要清洗金属制品如汽车车体，并使其在通常包含胶体磷酸钛颗粒的活化浴中进行活化，以进行随后的磷化处理。清洗后以及活化或磷化处理之前，通常要用水冲洗金属制品。磷化处理阶段后一般要进行后钝化，后钝化的目的是进一步改善通过磷化处理所获得的防腐蚀性能。合适的后钝化溶液的实例是酸性含铬酸盐的溶液。然而，使用含铬酸盐的后钝化溶液存在环境保护和工业安全性方面的问题。因此，一直在努力寻找用于对磷化处理的金属表面进行后处理且不存在含铬酸盐的溶液的缺点的后钝化溶液。目前实际应用的后钝化溶液中含有作为活性组分的聚乙烯基苯酚化合物、六氟钛酸盐或锆酸盐和/或铜离子。因此，后钝化溶液通常含有一些磷化处理溶液本身并不使用的活性组分。因此，在实际工作中必须时刻小心避免将后钝化溶液的组分带入磷化处理溶液中。

从DE-A-34 00 339中已知使用含镍的溶液对磷酸盐层进行后钝化。优选所使用的镍盐为醋酸盐。但是，醋酸根离子不能被带入到磷化处理溶液中，因为一旦带入，它们就会变成醋酸并引起严重的臭味公害。

相反，本发明的目的是提供一种仅含有也用在磷化处理溶液中的活性组分的后钝化溶液。这是减少用于整个磷化处理过程中的活性物质并限制耗水量的更广泛的目的的一个方面。

本发明涉及一种对磷化处理的金属表面进行后钝化的方法，其特征在于用后钝化水溶液处理磷化处理的金属表面，在该后钝化溶液中含有50-500毫克/升镍离子和200-1500毫克/升磷酸根离子。

用后钝化溶液处理磷化处理的金属表面可以通过在磷化处理的金属表面喷涂后钝化溶液或把金属表面浸在后钝化溶液中实现。优选后钝化溶液中含有的磷酸根离子的重量比例大于镍离子的重量比例。为了便于计算，对存在于后钝化溶液中的磷酸阴离子进行处理，把存在的磷酸阴离子全部视为三价磷酸根离子。然而实际上，磷酸盐离子相应的质子迁移平衡的建立依赖于后钝化溶液的pH值。由于后钝化溶液的pH值优选为3-6，并特别优选为3.5-4.5，实际上磷酸的阴离子大部分以磷酸二氢根离子的形式存在。但在实际中，为计算重量比这是可以忽略的，因为质子的质量对磷酸阴离子总质量的贡献很小。优选镍离子与磷酸根离子的重量比为磷酸根离子的质量是镍离子质量的2-5倍。