专利名称：一种含镁和镍的钢铁磷化液及其磷化方法
技术领域：
本发明涉及一种含镁一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(N02 —)，或者会产生有毒的氮氧化物(NO》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一镍的钢铁磷化液，该磷化液中不含有毒或 者致癌的Cr (VI)、亚硝酸盐(N02—)、及氮氧化物(NCg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 一种含镁一镍的钢铁磷化液，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
十二垸基苯磺酸钠 0.05 0.1g/L;该磷化液通过NaOH溶液与磷酸调节pH 值为2 4。
上述的含镁一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lmol/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 5(TC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(N02—)、及氮氧化物(NOx)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氧化镁，4.6g;碳酸钙，3.2 g;硝酸镍，7.6
g;硝酸钠，十二烷基苯磺酸钠0.1 g。将上述化合物溶于去离子水中，配制成l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lmol/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'C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'C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
本实施例中，采用磷化液的配方与上述实施例1完全相同。A3钢片的前处理和 后处理过程也与上述实施例1完全相同。不同的是调节磷化液的pH值为2.5。通
入上述磷化液中的臭氧浓度为2.6mg/L，并在40—42'C温度下磷化3分钟。
对磷化过程完成后所形成的磷化膜进行检测，发现该磷化膜呈浅灰色，薄膜均匀 致密，膜重为3.62g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为192S;在5%NaCl溶液中常温 浸泡，80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1完全相同。A3钢片的前处理和后 处理过程也与上述实施例1完全相同。不同的是调节磷化液的pH值为3. 5。通入 上述磷化液中的臭氧浓度为1. 4mg/L，并在40—42'C温度下磷化10分钟。
对磷化过程完成后所形成的磷化膜进行检测，发现该磷化膜呈浅灰色，薄膜均匀 致密，膜重为5.22g/m2。硫酸铜点滴腐蚀实验结果为267S;在5%NaCl溶液中常温浸 泡，86小时出现锈斑；磷化膜附着力达到一级。
权利要求
1.一种含镁—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；并用磷酸调节pH为2.0～4.0。
2. —种根据权利要求1所述的含镁一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lmol/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'C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。
全文摘要
本发明涉及一种含镁-镍的钢铁磷化液及其磷化方法。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。该方法的具有步骤为将钢片放入上述配制好的磷化液中；保持磷化液的pH值至2.0～4.0；通入臭氧，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、吹干即可。本发明的磷化液中不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亚硝酸盐(NO<sub>2</sub><sup>-</sup>)、及氮氧化物(NO<sub>x</sub>)等成分，磷化温度低，成膜速度快；且所形成的磷化膜均匀致密，具有良好的耐腐蚀性，耐磨性；还具有提高涂层附着力等作用。
文档编号C23C22/06GK101182639SQ200710045918
公开日2008年5月21日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者娟 张, 盛敏奇, 贾瑞平, 陈烨璞 申请人:上海大学