[发明专利]一种含镁和镍的钢铁磷化液及其磷化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含镁—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。

在现有的文献报道中，如《电镀工艺手册》(机械工业出版社1997年8月第二版)；又如中国专利ZL92102593.9、ZL200510013473.6、ZL200610092988.4，其中公开的有关磷化液中的磷化促进剂，往往含有毒的或致癌的物质，如Cr(VI)、亚硝酸盐(NO₂^-)，或者会产生有毒的氮氧化物(NO_x)等成分。

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。

中国专利ZL200710039973.6公开了一种“采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法”，可以避免使用上述有害物质。但是按该方法，工件在磷化液中浸泡时间仍需要15分钟以上，而且要在0.01mol/L苯撑二磷酸二酯铵溶液中浸泡50min方可以使硫酸铜点滴腐蚀实验结果为419S，该专利所述的磷化液中不含有Mg²⁺-Ni²⁺。

因此，寻找一种效果好、操作简便、无毒无害的、而且能够快速完成的磷化方法，对于实现大规模流水线生产是具有重要意义的。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含镁—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：

一种含镁—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：

氧化镁    4.5～4.8g/L   碳酸钙    3.0～3.5g/L

硝酸镍    7.5～8g/L     硝酸钠    1.5～2.5g/L

十二烷基苯磺酸钠0.05～0.1g/L；该磷化液通过NaOH溶液与磷酸调节pH值为2～4。

上述的含镁—镍的钢铁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，采用磷化液的配方为：氧化镁，4.6g；碳酸钙，3.2g；硝酸镍，7.6g；硝酸钠，十二烷基苯磺酸钠0.1g。将上述化合物溶于去离子水中，配制成1升磷化液；并用30g/LNaOH溶液与30％磷酸调节pH值为3.10-3.15。

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1.6-1.8mg/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，发现该磷化膜呈浅灰色，膜层致密，膜重6.84g/m²，磷化膜耐硫酸铜点滴腐蚀时间为347秒，磷化过的钢片在5wt.％NaCl溶液中浸泡96小时后出现锈斑。附着力测试达到一级。

实施例2