[发明专利]一种含镍的钢铁磷化液及其磷化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含镍的钢铁磷化液及其磷化方法。

背景技术

磷化是将钢铁工件在含有磷酸盐、氧化促进剂、助剂等的溶液中处理，使其表面形成磷化膜。该磷化膜具有防腐蚀、提高涂层附着力、润滑等作用。

中国专利ZL200510200687.4公开了一种金属表面的防锈磷化液配方及磷化工艺方法。该发明采用Ni²⁺为磷化促进剂，但是磷化液组成极为复杂，工况调控困难，废液污染严重。

中国专利ZL200610019031.7公开了一种锌镍锰三元磷化液及制备方法，据介绍该发明所成磷化膜致密均匀，耐碱性好，耐蚀性强，适用于阴极电泳涂装前的磷化处理。但是，该发明仍然要用到亚硝酸盐等有毒成分。

因此，寻找一种磷化效果好、操作简便、无毒无害的、而且能够快速完成的磷化方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含镍的钢铁磷化液，该磷化液中不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亚硝酸盐(NO₂^-)、及氮氧化物(NO_x)等成分，对环境友好。

本发明的目的之二在于提供该磷化液磷化钢铁的方法，该方法采用臭氧作为磷化促进剂，是一种快速磷化钢铁的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含镍的钢铁磷化液，其特征在于该磷化液的组成及各成份的浓度为：ZnO，5～12g/L；NaNO₃，2～6g/L及[Ni²⁺]，0.5～2.0g/L；该磷化液通过NaOH溶液与磷酸调节pH值为2～4。

上述的磷化液磷化钢铁的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：

a)钢片经预处理后，用1mol/L盐酸除锈活化，随后放入上述配制好的磷化液中；

同时保持磷化液的pH值至2.0～4.0；

b)将臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧浓度在1.3～3.0mg/L范围内；

并在35～50℃温度下磷化反应3-10分钟；磷化完毕后，钢片用去离子水清洗、吹干；磷化处理过程即完成。

本发明方法的优点是：

(1)磷化工作温度低，成膜速度快，且所形成的磷化膜均匀致密；

(2)不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亚硝酸盐(NO₂^-)、及氮氧化物(NO_x)等成分；

(3)形成的磷化膜具有良好的耐腐蚀性，且具有耐磨、润滑、提高涂层附着力等作用。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中，采用基础磷化液的配方为：ZnO 10g/L、85％H₃PO₄ 24mL/L、NaNO₃4g/L。将上述化合物溶于去离子水中，配制成1升基础磷化液；在上述基础磷化液中再加入可溶性镍盐，使Ni²⁺浓度为1.6g/L；并用30g/LNaOH溶液与30％磷酸调节pH值2.75。将臭氧通入磷化液中，控制溶解O₃的质量浓度在1.6mg/L。

然后将事先用1～6号砂纸逐级打磨过，并用丙酮除油的A3钢片，再用1mol/L盐酸除锈活化，随后放入上述配制好的磷化液中；与此同时，通过臭氧发生器将臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧浓度为1.6±0.05mg/L，并在40-42℃温度下磷化反应5分钟。磷化反应完成后，钢片用去离子水清洗1分钟，然后用75℃的热风吹干，磷化过程即完成。

对磷化过程完成后所形成的磷化膜进行检测，发现该磷化膜呈灰黑色，膜层致密，膜重5.85g/m²，磷化膜耐硫酸铜点滴腐蚀时间为127秒。附着力测试达到一级。

实施例2

本实施例中，采用基础磷化液的配方与上述实施例1完全相同。不同的是：基础磷化液中不加入Ni²⁺。

然后将事先用1～6号砂纸逐级打磨过，并用丙酮除油的A3钢片，再用1mol/L盐酸除锈活化，随后放入上述配制好的磷化液中；与此同时，通过臭氧发生器将臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧浓度为1.6±0.05mg/L，并在40-42℃温度下磷化反应5分钟。磷化反应完成后，钢片用去离子水清洗1分钟，然后用75℃的热风吹干，磷化过程即完成。