[发明专利]在钢铁表面上形成磷化膜的方法

说明书

一种在钢铁表面上形成磷化膜的方法。

本发明属于钢铁表面喷漆、烤漆前的表面处理方法。

在本发明以前，国内自五十年代一直沿用苏联的马日夫盐磷化液，主要用于军事武器（如;装甲车、大炮等）的磷化工艺。这种磷化液的缺点是操作工艺复杂，需要大量的硫酸和烧碱进行中和，对环境造成一定的污染;操作中，需要煮沸，并在大量沉积物的条件下进行磷化，使用一段时间后，将要排放大量有毒物质，磷化后的钢铁表面磷化膜防锈能力差;近几年来，又引进日本夏普磷化液，它是属于镍系磷化液。其最大缺点是含有毒物质亚硝酸钠，液内存在大量沉淀物，被磷化的设备加热很快被腐蚀，同时也要排放大量废液，防锈能力较差;国内第一、第二汽车制造厂所用的磷化液也含有大量的亚硝酸盐，需排放污水，磷化膜防锈能力差;上海造船设计院研制的“705”磷化液和国内目前盛行的“四合一磷化液”都是一种以磷酸铁的盐类磷化膜，这种膜迂水就能溶解，防锈能力更差;上述这些已有技术的磷化液，使用过程中，多数要加温至90℃以上，此时多放出有腐蚀性的毒性气体，污染了操作环境，腐蚀了厂房，人的皮肤和衣物。

本发明为了解决上述已有技术的不足，提出了新的技术方案，本发明采用的原料价廉易取，配制使用方便易行，不污染环境。

本发明的要点是一种在钢铁表面形成磷化膜的方法它是经酸洗，清洗和磷化等步骤完成;

（A）酸洗液的配制;将重量百比为磷酸5-50，硫尿0.005-0.015，十二烷基磺酸钠0.05-0.15，平平加0.05-0.15，氯化十六烷基三甲铵0.05-0.15，柠檬酸1-10，水93.845-39.535在容器中搅拌均匀即成。

（B）磷化液的配制;使磷酸与氧化锌反应，生成磷酸锌水溶液，使氧化钙与浓硝酸反应生成硝酸钙和水;将上述生成的磷酸锌按重量百分比为5-15，硝酸钙重量百分比为5-15及重量百分比为硝酸镍0.15-0.25，硝酸钴0.045-0.055，硝酸锡0.045-0.055，柠檬酸0.15-0.25、酒石酸为0.045-0.055，EDTA10.045-0.055，表面活性剂OP0.008-0.02，水89.512-69.26，加入固体氧化锌调节pH＝2，搅拌均匀即成。

（C）酸洗;将钢铁表面，用上述酸洗液处理4-10分钟，即完成了酸洗表面处理。

（D）清洗;将（C）中酸洗过的钢铁件，用淡水冲洗净表面的固体物。

（E）磷化;将上述冲洗净的钢铁件，置于（B）所配制的磷化液中7分钟，温度为65-70℃，钢铁表面即可形成致密的复盖层-磷化膜。

本发明中成使用的硝酸钙可以用氧化钙代替，其重量百分组分不变;磷酸锌可以用磷酸二氢锌代替，其重量百分组分不变;本发明中的酸洗液中的柠檬酸可用氟化钠代替，其重量百分比不变;本发明的酸洗液和磷化液的浓度，可以用水在上述配方范围内调节。

本发明的酸洗液，是将钢铁表面的氧化物、油污等杂质处理得干净、彻底;磷化液中的硝酸钙、磷酸锌、硝酸镍、硝酸钴、硝酸锡在65-70℃下，可以在钢铁表面形成良好的致密复盖膜，具有防氧化耐酸的特性，柠檬酸、酒石酸、EDTA为络合剂，表面活性剂OP为活化剂，水为溶剂。

本发明与已有技术对比，有如下优点;（1）成本低，每吨酸洗液350元，每吨磷化液320元;已有技术中的磷化液，每吨多在2000元以上，而上海造船设计院研制的“705”磷化液每吨3000元。（2）本发明的磷化液，操作方便，磷化温度一般掌握在65-70℃即可，酸洗液和磷化液在40℃以下，对人的皮肤无腐蚀，使用中可减轻劳动强度，同时运输、储存都很方便。（3）本发明的酸洗液、磷化液，使用中无污染物排放，改善了操作环境，降低了设备、厂房的腐蚀率，它不含有毒元素，无味，使用后的废液加上氧化钙铵盐、尿素成为很好的复合肥料。（4）本发明的磷化液对钢制轴承在70-100℃下磷化7-20分钟，生成的磷化膜在硬脂酸中皂化后，能起到润滑、防腐、耐磨的作用，这是其它磷化液无法比的。（5）本发明磷化后的磷化膜，防锈能力强。通过对不同磷化液处理的钢铁件的破坏实验看，本发明的磷化液优于目前已有技术中的磷化液。

本发明的实施例（一）;

1.酸洗液;10%磷酸，0.01%硫尿，2%柠檬酸，0.07%十二烷基横酸钠，0.1%平平加，0.1%氯化十六烷基三甲铵，87.72%水，将其搅拌均匀。