[发明专利]一种镀锌钢板的表面磷化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种镀锌钢板的表面磷化工艺。

背景技术

汽车工业发展迅速，对环境友好的镀锌板表面处理技术的需求及要求提高。锌电位比铁电位负，工业上常采用电镀及热浸的方式将锌沉积在钢铁表面，通过锌的牺牲阳极保护基材。由于镀锌钢板的冲压加工性、可焊性、对漆膜附着性及变形前、后的耐腐蚀性，大大延长了钢材的使用寿命，镀锌钢板已广泛应用于汽车，家电，化工，航空等领域，特别是电镀锌钢板在汽车工业中得到了广泛的应用。

但镀锌层在温热环境下易发生腐蚀，在表面形成白色的腐蚀产物，影响镀锌的外观及耐蚀性。以前常采用高浓度或中等浓度的铬酸在镀锌板表面进行钝化处理。由于Cr(VI)有自我修复功能，形成的铬/基体金属混合膜层耐蚀性好，且铬酸盐钝化成本较低，工艺简单，在工业上得到广泛应用。但六价铬的毒性对环境和人体都有严重危害，铬酸盐的使用已受到严格的限制。因此迫切需要开发镀锌板上环境友好的无铬表面处理。目前镀锌板的无铬处理方法较多，如JP2004263252A提出的含钴，铈等离子的转化膜；CN1763257A提出的含钼酸盐的硅凝胶膜及锆酸膜。

镀锌钢板涂装前多采用磷化工艺以提高涂层对基底的附着力及涂膜耐腐蚀性能，在汽车及摩托车涂装线上电泳涂装前广泛采用的处理方法是含锌镍锰离子(Zn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺的)的三元阳离子磷化工艺，有时还加上钝化处理。由于Ni²⁺属于重金属离子，在环境保护法规日益严格要求的今天，Cr⁶⁺及Ni²⁺的排放已经受到限制，因此研发新的无铬无镍的金属表面处理剂如新的磷化液及其制备是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种镀锌钢板的表面磷化工艺，该工艺通过对镀液成分的调整，使得其适应镀锌板的磷化处理，并且无铬无镍，安全环保。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种镀锌钢板的表面磷化工艺，该工艺采用的磷化液的组成为：磷酸二氢钙62-66g/L，磷酸二氢锰12-16g/L，硝酸锰8-12g/L，磷酸二氢锌38-42g/L，硝酸锌13-17g/L，柠檬酸12-14g/L，十二烷基苯磺酸钠5-7g/L，氟硼酸钠3-5g/L，余量为水，所述的磷化工艺为：将镀锌钢板放入碱液槽中浸渍，然后刷洗去除表面的油污；出碱液槽后用清水冲洗2-3次；然后放入装有上述组分组成的磷化液的磷化槽中，控制磷化液的pH值为3-5，温度为60-70℃，浸渍时间为6-10分钟；出磷化槽后用清水冲洗2-3次；然后风干或自然晾干。

本发明的有益效果为：

本发明的磷化液所形成的磷化膜晶粒呈球粒状，细小而匀均，这种微观结构有利于耐腐蚀性能的提高，并且本发明的磷化膜具有良好的附着力。

本发明的磷化液无铬无镍，可取代现有的含镍的三元磷化体系，满足越来越严格的环境保护要求，同时由于汽车产业多用镀锌钢板，可满足汽车涂装前处理对磷化膜耐碱性高和结晶细致的性能要求；本发明具有工艺简单、磷化膜形成快速，结晶细致、无需表调的特点，膜层耐碱性高、与电泳涂层配套性好，特别适合汽车涂装流水线上电镀锌板的磷化处理。

具体实施方式

实施例一

一种镀锌钢板的表面磷化工艺，该工艺采用的磷化液的组成为：磷酸二氢钙62g/L，磷酸二氢锰16g/L，硝酸锰8g/L，磷酸二氢锌42g/L，硝酸锌13g/L，柠檬酸14g/L，十二烷基苯磺酸钠5g/L，氟硼酸钠5g/L，余量为水，所述的磷化工艺为：将镀锌钢板放入碱液槽中浸渍，然后刷洗去除表面的油污；出碱液槽后用清水冲洗2次；然后放入装有上述组分组成的磷化液的磷化槽中，控制磷化液的pH值为5，温度为60℃，浸渍时间为10分钟；出磷化槽后用清水冲洗2次；然后风干或自然晾干。

实施例二

一种镀锌钢板的表面磷化工艺，该工艺采用的磷化液的组成为：磷酸二氢钙66g/L，磷酸二氢锰12g/L，硝酸锰12g/L，磷酸二氢锌38g/L，硝酸锌17g/L，柠檬酸12g/L，十二烷基苯磺酸钠7g/L，氟硼酸钠3g/L，余量为水，所述的磷化工艺为：将镀锌钢板放入碱液槽中浸渍，然后刷洗去除表面的油污；出碱液槽后用清水冲洗2次；然后放入装有上述组分组成的磷化液的磷化槽中，控制磷化液的pH值为3，温度为70℃，浸渍时间为6分钟；出磷化槽后用清水冲洗3次；然后风干或自然晾干。

实施例三

一种镀锌钢板的表面磷化工艺，该工艺采用的磷化液的组成为：磷酸二氢钙64g/L，磷酸二氢锰14g/L，硝酸锰10g/L，磷酸二氢锌40g/L，硝酸锌15g/L，柠檬酸13g/L，十二烷基苯磺酸钠6g/L，氟硼酸钠4g/L，余量为水，所述的磷化工艺为：将镀锌钢板放入碱液槽中浸渍，然后刷洗去除表面的油污；出碱液槽后用清水冲洗3次；然后放入装有上述组分组成的磷化液的磷化槽中，控制磷化液的pH值为4，温度为65℃，浸渍时间为8分钟；出磷化槽后用清水冲洗3次；然后风干或自然晾干。