专利名称：采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法
技术领域：
本发明涉及一种采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法，属金属表面化学转化膜处理技术领域。
背景技术：
磷化作为一种钢铁防腐蚀处理和涂装前处理技术，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、耐磨、减摩、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(NOx)等成分。
中国专利ZL200410094007.0公开了一种采用过氧化氢作为磷化促进剂的磷化方法，但该方法难以稳定磷化液中的过氧化氢浓度，而且容易产生磷化沉渣。
中国专利ZL200610019031.7公开了一种锌镍锰三元磷化液，以避免使用上述有害物质。
因此，寻找一种磷化效果好、且无毒无害的磷化方法，是具有重要意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法。
本发明一种采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法，其特征在于具有以下的过程和步骤a.确定磷化液的配方，磷化液的组成成分及其含量为ZnO 5.0～6.0g，KNO37.0～9.0g，H3PO3(85％) 12～16ml，(NH4)6MO7O24·4H2O0.05～0.15g，十二烷基硫酸钠 0.1～0.2g将上述各化合物溶于去离子水中，配制成1升磷化液；
b.将事先用1～6号砂纸逐级打磨过，并用丙酮除油的钢片，再用1mol/L盐酸除锈活化，随后放入上述配制好的磷化液中；并且用酸碱调节pH值至2.3～3.5；c.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在1.3～3.5mg/L范围内；并在40～45℃温度下磷化反应15分钟；d.磷化完毕后，钢片用去离子水清洗一分钟，然后用70～80℃的热风吹干；磷化处理过程完成。
本发明方法的优点是(1)不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亚硝酸盐(NO2-)、及氮氧化物(NOx)等成分；为一种安全和环境友好的磷化方法；(2)磷化工作温度低，磷化沉渣少；(3)成膜速度快，且所形成的磷化膜均匀致密；(4)形成的磷化膜具有较好的耐腐蚀性，且具有耐磨、减摩、润滑等作用。
具体实施例方式
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ZnO 5.5g，KNO38.0g，H3PO3(85％)14ml，(NH4)6MO7O24·4H2O 0.1g，十二烷基硫酸钠0.15g；将上述化合物溶于去离子水中，配制成1升磷化液；并用30g/L NaOH溶液与30％磷酸调节pH值为2.85。
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1.5mg/L，并在40℃温度下磷化反应15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，薄膜均匀致密，膜重为2.12g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为96S；在5％NaCl溶液中常温浸泡，67小时出现锈斑；磷化膜附着力达到一级。
实施例2本实施例中，采用磷化液的配方与上述实施例1完全相同。其pH值为2.85。
A3钢片的预先处理过程也与上述实施例1完全相同。不同的是通入上述磷化液中的臭氧浓度为2.6mg/L，并在40℃温度下磷化15分钟。
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，薄膜均匀致密，膜重为2.64g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为112S；在5％NaCl溶液中常温浸泡，71小时出现锈斑；磷化膜附着力达到一级。
实施例3本实施例中，采用磷化液的配方与上述实施例2完全相同。其pH值为2.85。
A3钢片的磷化处理过程也与上述实施例2完全相同。不同的是用去离子水清洗1min后在0.01mol/L苯撑二磷酸二酯铵溶液中浸泡50min。然后用75℃的热风吹干。
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，薄膜均匀致密，膜重为2.68g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为419S；在5％NaCl溶液中常温浸泡，114小时出现锈斑；磷化膜附着力达到一级。
实施例4本实施例中，采用磷化液的配方与上述实施例1完全相同。但其pH值为2.45。
A3钢片的预先处理过程也与上述实施例1完全相同。不同的是通入上述磷化液中的臭氧浓度为1.3mg/L，并在40℃温度下磷化15分钟。
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，薄膜均匀致密，膜重为2.14g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为48S；在5％NaCl溶液中常温浸泡，51小时出现锈斑；磷化膜附着力达到一级。
权利要求
1.一种采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法，其特征在于具有以下的过程和步骤a.确定磷化液的配方，磷化液的组成成分及其含量为ZnO 5.0～6.0g，KNO37.0～9.0g，H3PO3(85％) 12～16ml，(NH4)6MO7O24·4H2O 0.05～0.15g，十二烷基硫酸钠 0.1～0.2g将上述各化合物溶于去离子水中，配制成1升磷化液；b.将事先用1～6号砂纸逐级打磨过，并用丙酮除油的钢片，再用1mol/L盐酸除锈活化，随后放入上述配制好的磷化液中；并且用酸碱调节pH值至2.3～3.5；c.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在1.3～3.5mg/L范围内；并在40～45℃温度下磷化反应15分钟；d.磷化完毕后，钢片用去离子水清洗一分钟，然后用70～80℃的热风吹干；磷化处理过程完成。
全文摘要
本发明涉及一种采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法，属金属表面化学转化膜处理技术领域。本发明主要步骤如下(1)确定磷化液配方，其组成成分及其含量为ZnO 5.0～6.0g，KNO
文档编号C23C22/06GK101037769SQ20071003997
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者陈烨璞, 盛敏奇, 贾瑞平 申请人:上海大学