专利名称：刹车片五金件的微晶磷化处理液的制作方法
技术领域：
本发明涉及磷化处理液，尤其是涉及一种无污染的刹车片五金件的微晶 磷化处理液。
背景技术：
刹车片五金件是刹车片中常用的铁制配件，目前，刹车片五金件的表面 处理已大量采用磷化处理工艺。当刹车片五金件的表面磷化后，具有较好的 耐蚀性。然而现有的磷化处理液中含有不少有害成分，如亚硝酸盐、重金属 镍等。这些物质极易污染环境，并对人体有致癌作用。另一方面，现有已公 开的磷化液配方中，对小五金件进行黑色磷化处理，能达到反应迅速、表面
质量好，并且环保的磷化液几乎是凤毛麟角。如中国专利申请CN1807684公 开的一种中间体和用其制备的磷化剂及其制备方法。虽然该配方据称是无毒 无公害无污染，但该配方中缺少象亚硝酸盐一类的强氧化促进剂，并且二乙 胺四乙酸胺的加入，对磷化件金属表面磷酸盐膜的形成有一定影响，因此其 磷化效果必定大打折扣。
发明内容
本发明主要是解决传统磷化液不环保、磷化效果有限，磷化件表面质量、 耐腐蚀性能不够理想等技术问题。
本发明主要是通过下述技术方案来解决上述技术问题的该刹车片五金 件的微晶磷化处理液主要由下列重量份的原料制成硝酸锌40—50份，磷酸 二氢锌22—30份，马日夫盐(酸式磷酸锰)30—40份，硝酸胍1.5—2份， 间硝基苯磺酸钠1. 5—2份，三聚磷酸钠1—2份，酒石酸2—4份，磺基水 杨酸2—3份，柠檬酸1.5—2. 5份，水1000—1200份。
作为优选，所述处理液中还包括0.025-0.04份硝酸铜
制备本微晶磷化处理液的方法包括以下步骤 a. 在磷化槽中，倒入总用水量30%的水，然后将马日夫盐加入槽中，在 不断搅拌状态下，加入磷酸二氢锌，待二者充分溶解后，倒入总用水量30% 的水进行稀释；
b. 将硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解后，将溶液加热至60 75°C，依次 加入柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸，充分搅拌，混匀；
c. 将三聚磷酸钠和间硝基苯磺酸钠依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后， 倒入总用水量40%的水，然后慢慢加入硝酸胍，充分搅拌，混合均匀后即可得 到本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
作为优选，所述方法还包括一步骤d:将硝酸铜按l: 50的比例兌水制成 溶液，在不断搅拌的状态下，将硝酸铜溶液滴加到磷化槽中，充分混合。
本发明属于锌锰系磷化处理液，在磷化处理温度为65 75。C中温磷化后。 可形成颗粒状紧密磷化晶粒的磷化膜，其磷化晶粒呈颗粒-针状-树枝状混合 晶型，孔隙少、耐腐蚀性强。
硝酸胍又名硝酸亚氨脲，是一种强氧化剂，可决定磷化膜沉积的速度。 其作用金属/溶液界面处，可迅速氧化初生态氢，限制氢气的释出，从而大大 减少了金属发生氢脆的危险。此外，它的加入，还可以使溶液中某些元素， 特别是还原性化合物发生化学转化，如把二价铁离子氧化成三价铁，生成不 溶性磷酸铁沉渣，从而控制磷化液中亚铁的含量。同时，为了增强对氧化过 程的控制，本发明特引入了间硝基苯磺酸钠作为辅助氧化剂，间硝基苯磺酸 钠是温和的的有机氧化剂，与硝酸胍配伍，使得本发明的氧化促进体系具有 优异持续氧化能力。
三聚磷酸钠是一种无机物表面活性剂，起分散、胶溶、乳化、pH缓冲等 作用，可以改善磷化液对工件表面的润湿性能，降低对前处理的要求。同时 使磷化液的PH值较长时间稳定在一定范围内。
酒石酸、拧檬酸、磺基水杨酸在磷化液中作磷化促进剂，三者协同作用， 不仅能稳定槽液、降低沉渣量，同时还可控制膜厚，提高磷化质量。特别是 磺基水杨酸可以与Fe3+配位,从而加快磷化反应速率，縮短磷化成膜时间，进 一步提高磷化膜的耐蚀性。
另外，为了进一步提高工件的磷化速度，本发明化液中加了量的铜盐。
当磷化液中的硝酸铜含量在O. 0025-0. 0045份之间时，磷化速度提高50%以上。 实践证明，铜离子的添加量必须严格控制在上述区间内，若其添加量小于 0.0025份，则起不到良好效果；倘若大于0.0045份，则铜膜会代替磷化膜， 使磷化件的性能大幅下降。
本发明用于铁制小五金件的表面的发黑磷化处理，具有磷化速度快，性 能好，环境污染轻，成本低等特点。其磷化膜磷化结晶细，色泽均匀，呈一致 的黑色，并且耐蚀性能好。尤其是本发明选择对环境污染小、高效的原料， 通过优化组合，合理配比，使得本发明在磷化和环保方面均取得了优异的效 果。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。 实施例l:在磷化槽中，倒入300份(每份lKg，以下同)水，然后将30 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入30份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入300份水进行稀释；将45份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解 后，将溶液加热至70°C，依次加入2份柠檬酸、3份酒石酸、3份磺基水杨酸， 充分搅拌，混匀；然后将2份三聚磷酸钠和2份间硝基苯磺酸钠依次加入至 磷化槽中，搅拌溶解后，倒入400份水，慢慢加入1.5份硝酸胍，充分搅拌， 混合均匀后即可得到本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
实施例2:在磷化槽中，倒入360份(每份lKg，以下同)水，然后将40 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入22份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入360份水进行稀释；将50份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解 后，将溶液加热至75"C，依次加入1.5份柠檬酸、2份酒石酸、2份磺基水杨 酸，充分搅拌，混匀；然后将1份三聚磷酸钠和1. 5份间硝基苯磺酸钠依次 加入至磷化槽中，搅拌溶解后，倒入480份水，慢慢加入2份硝酸胍，充分 搅拌，混合均匀后即可得到本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
实施例3:在磷化槽中，倒入330份(每份lKg，以下同)水，然后将35 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入26份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入330份水进行稀释；将40份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解 后，将溶液加热至65-C,依次加入2.5份柠檬酸、4份酒石酸、2.5份磺基水 杨酸，充分搅拌，混匀；然后将1.5份三聚磷酸钠和1.8份间硝基苯磺酸钠 依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后，倒入440份水，慢慢加入1.8份硝酸胍， 充分搅拌，混合均匀后即可得到本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
实施例4:在磷化槽中，倒入330份(每份lKg，以下同)水，然后将35 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入26份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入330份水进行稀释；将40份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解 后，将溶液加热至65'C，依次加入2.5份柠檬酸、4份酒石酸、2.5份磺基水 杨酸，充分搅拌，混匀；然后将1.5份三聚磷酸钠和1.8份间硝基苯磺酸钠 依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后，倒入440份水慢慢加入1.8份硝酸胍， 充分搅拌，混合均匀后；将0.025份硝酸铜按1: 40的比例兑水制成溶液， 在不断搅拌的状态下，将硝酸铜溶液滴加到磷化槽中，充分混合，即可得到 本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
实施例5:在磷化槽中，倒入330份(每份lKg，以下同)水，然后将35 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入26份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入330份水进行稀释；将40份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解 后，将溶液加热至65'C，依次加入2.5份柠檬酸、4份酒石酸、2.5份磺基水 杨酸，充分搅拌，混匀；然后将1.5份三聚磷酸钠和1.8份间硝基苯磺酸钠 依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后，倒入440份水，慢慢加入1.8份硝酸胍， 充分搅拌，混合均匀后；将0.035份硝酸铜按1: 40的比例兑水制成溶液， 在不断搅拌的状态下，将硝酸铜溶液滴加到磷化槽中，充分混合，即可得到 本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
实施例6:在磷化槽中，倒入330份(每份lKg，以下同)水，然后将35 份马日夫盐加入槽中，在不断搅拌状态下，加入26份磷酸二氢锌，待二者充 分溶解后，倒入330份水进行稀释；将40份硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解
后，将溶液加热至65'C,依次加入2.5份柠檬酸、4份酒石酸、2.5份磺基水 杨酸，充分搅拌，混匀；然后将1.5份三聚磷酸钠和1.8份间硝基苯磺酸钠 依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后，倒入440份水，慢慢加入1.8份硝酸胍， 充分搅拌，混合均匀后；将0.045份硝酸铜按1: 40的比例兑水制成溶液， 在不断搅拌的状态下，将硝酸铜溶液滴加到磷化槽中，充分混合，即可得到 本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
在实施例4一6中配制硝酸铜溶液时，需要l一2份水，这些增加的水相 对于总用水量来说，可以忽略，因此不会影响各组分配比。但若要求磷化处 理液总体配比的绝对稳定性，可从总用水量中拿出1—2份水配制硝酸铜溶液。
将刹车片上的五金件分别放入由上述实施例1、实施例2、实施例4所配 制的微晶磷化处理液中，6—7分钟后取出受试件，对受试件进行磷化膜耐蚀 性能测试-
1. 采用硫酸铜点滴法对磷化膜耐蚀性进行测试。在磷化膜表面滴一滴硫 酸铜腐蚀液(硫酸铜腐蚀液按GB6807—86附录D所述标准制CuS04 5H2 0为 41g/ L, NaCl为35 g/L， 0. 1 mol/L的HC1为13 mL/L)，同时启动秒表，记录 液滴由天蓝色变为淡红色的时间。
2. 采用NaCl溶液浸泡法对磷化膜耐蚀性进行测试。将干燥受试件用胶线 栓好悬挂在温度为室温(10-25'C)的3%的食盐溶液中，记录工件浸泡开始到 表面出现锈迹所用的时间。
测试结果采用硫酸铜点滴法，由实施例1磷化的受试件出现红色斑点 的时间达到185秒，由实施例2磷化的受试件出现红色斑点的时间达到183 秒，由实施例4磷化的受试件出现红色斑点的时间达到190秒。由此可见， 以本发明作为磷化液，工件上的磷化膜耐CuS04点滴耐蚀时间大大高于普通 鳞化液(一般为70—100秒)的磷化水平。
采用NaCl溶液浸泡法，实施例1表面出现锈迹为6小时47分钟，实施 例2表面出现锈迹为7小时05分钟，实施例4表面出现锈迹为6小时55分 钟，由此可见，以本发明作为磷化液，工件上的磷化膜耐NaCl溶液浸泡耐蚀 时间也大大高于普通鳞化液(一般为2—4小时)的磷化水平。
权利要求
1.一种刹车片五金件的微晶磷化处理液，其特征是它主要由下列重量份的原料制成硝酸锌40-50份，磷酸二氢锌22-30份，马日夫盐(酸式磷酸锰)30-40份，硝酸胍1.5-2份，间硝基苯磺酸钠1.5-2份，三聚磷酸钠1-2份，酒石酸2-4份，磺基水杨酸2-3份，柠檬酸1.5-2.5份，水1000-1200份。
2. 根据权利要求1所述刹车片五金件的微晶磷化处理液，其特征是该处 理液中还包括0. 025-0. 045份硝酸铜或硫酸铜。
3. 制备权利要求1所述刹车片五金件的微晶磷化处理液的方法，其特征 是该方法包括以下步骤a. 在磷化槽中，倒入总用水量30%的水，然后将马日夫盐加入槽中，在 不断搅拌状态下，加入磷酸二氢锌，待二者充分溶解后，倒入总用水量30% 的水进行稀释；b. 将硝酸锌倒入磷化槽中，搅拌溶解后，将溶液加热至65 75°C，依次 加入柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸，充分搅拌，混匀；c. 将三聚磷酸钠和间硝基苯磺酸钠依次加入至磷化槽中，搅拌溶解后， 倒入总用水量40%的水，然后慢慢加入硝酸胍，充分搅拌，混合均匀后即可得 到本刹车片五金件的微晶磷化处理液。
4. 根据权利要求3所述制备刹车片五金件的微晶磷化处理液的方法，其 特征是该方法还包括一步骤d:将硝酸铜按l: 40的比例兑水制成溶液，在不 断搅拌的状态下，将硝酸铜溶液滴加到磷化槽中，充分混合。
全文摘要
一种无污染的刹车片五金件的微晶磷化处理液，主要由下列重量份的原料制成硝酸锌40-50份，磷酸二氢锌22-30份，马日夫盐(酸式磷酸锰)30-40份，硝酸胍1.5-2份，间硝基苯磺酸钠1.5-2份，三聚磷酸钠1-2份，酒石酸2-4份，磺基水杨酸2-3份，柠檬酸1.5-2.5份，水1000-1200份。本发明用于铁制小五金件的表面的发黑磷化处理，具有磷化速度快，性能好，环境污染轻，成本低等特点。其磷化膜磷化结晶细，色泽均匀，呈一致的黑色，并且耐蚀性能好。尤其是本发明选择对环境污染小、高效的原料，通过优化组合，合理配比，使得本发明在磷化和环保方面均取得了优异的效果。
文档编号C23C22/07GK101348906SQ20081004883
公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者张泽伟 申请人:瑞阳汽车零部件(仙桃)有限公司