[發明專利]非結晶型磷化膜劑組合物溶液

無效

• 申請號: 201210357505.4
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102899649A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 唐恩軍;趙云強;秦毅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: C23C22/22
• 分類號: C23C22/22
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 魏池陽

技術領域

本發明涉及一種在鋼鐵材料表面上制備非結晶型磷化膜（膜層呈無定型）劑組合物溶液。

背景技術

磷化是一種化學與電化學反應，在表面沉積形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽化學轉換膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的主要目的是給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

磷化處理工藝應用于工業己有90多年的歷史，它是一種最有前途的無鉻化學轉化膜處理工藝之一。由于集經濟、無污染、膜層均勻、耐蝕等多種功能于一身，一直吸引著人們的注意力。磷化膜按其主要組成分類、以陽離子元素為主，分為鋅系、錳系、鐵系三大類。在過去的幾十年里，鋅系磷化膜已廣泛用于鋼鐵和鋁合金的耐蝕膜層和作為其它涂層的底層，以增強涂層的結合力。在冷加工行業如：接管、拉絲、擠壓、深拉延等工序，要求磷化膜提供減摩潤滑性能，一般采用鋅系磷化，一是鋅系磷化膜皂化后形成潤滑性很好的硬脂酸鋅層，二是鋅系磷化操作溫度比較低，可在40、60或90℃條件下進行磷化處理，磷化時間4～10min，有時甚至幾十秒鐘即可，磷化膜重量要求≥3g/m2。鋅系磷化膜層（Znph、ZnCaph）的主成分是磷酸鋅和磷酸鋅鈣。磷化處理常采用浸、噴、浸噴組合或涂等方式進行，成膜溫度依不同產品和工藝要求可以從室溫到沸騰溫度。根據基體材料工件的表面狀態和機械加工及化學處理情況、磷化液的不同組成以及磷化時采用的不同工藝，可得到不同組成?、不同厚度和不同表現密度的磷化膜。對于鋼板的磷化膜方法是將磷化板浸在60-70度5%的鉻酸溶液中5min以去除磷化膜,然后除去膜層前后的重量差求膜重。

現有技術為提高航空發動機液壓系統部份零件潤滑、防卡死和抗油料高溫腐蝕性能，往往采用對液壓系統部份零件進行磷化處理的方法，而常規磷化處理方法得到的都是結晶態粗糙的磷化膜，結晶大部分為磷酸鋅，小部分為磷酸氫鐵，鋅鐵比例取決于溶液成分、磷化時間和溫度。而目前使用的結晶磷化膜時常導致液壓控制系統精密零件磷化膜容易脫落，造成油路堵塞。雖然現有技術結晶磷化膜在在大氣、礦物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蝕性，但在堿、酸、水蒸氣中耐蝕性較差，而且耐鹽霧性能差。在200-300℃時仍具有一定的耐蝕性，當溫度達到450℃時膜層的耐蝕性顯著下降。如果游離酸度過高，則與鐵作用加快，會大量析出氫，令界面層磷酸鹽不易飽和，導致晶核形成困難，膜層結構疏松，多孔，耐蝕性下降，令磷化時間延長。游離酸或總酸度偏高，導致結晶顆粒大，膜層稀松，不致密。游離酸度是指游離的磷酸，其作用是促使鐵的溶解，以形成較多的晶核，使膜結晶致密。由于溶液中Fe2+極易氧化成Fe3+，導致不易成膜。溶液中Fe2+濃度過高會形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蝕性及耐熱性下降。當Zn2+濃度過高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；當Zn2+濃度過低，膜層疏松變暗。因此現有技術磷化膜薄難以滿足航空發動機液壓系統零件耐腐蝕性能強、抗沖擊性能好的特殊要求。到目前為止，能滿足航空發動機液壓系統要求磷化膜薄、耐腐蝕性能強的非結晶型磷化膜的磷化劑組合物溶液和方法少有文獻報道。非晶態磷化膜較好的解決了這一難題。

發明內容

本發明的任務是針對現有技術存在的不足之處，提供一種耐腐蝕性能強，耐鹽霧，抗沖擊性能好，結合牢固，附著力強，減摩耐磨，能夠在鋼鐵材料表面上制備非結晶型磷化膜的磷化劑組合物溶液。

本發明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種非結晶型磷化膜劑組合物溶液，按體積濃度，該組合物含有如下組分：

硝酸鋇：20～50g/l，硝酸鋅：10～30g/l，磷酸二氫鋅：5～15g/l，其余量為水。

本發明提供的一種使用上述組合物溶液在鋼鐵材料表面上制備非結晶型磷化膜的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）除油，首先針對構件特點采用有機溶劑除油、化學除油或電化學除油；

（2）將待制膜構件放入濃度為5wt%～10wt%的鹽酸溶液中浸泡5～30分鐘，然后在濃度為5wt%～10wt%的碳酸鈉溶液中浸泡5～30分鐘；

（3）再將上述構件放入溫度為80℃～90℃的上述非結晶型磷化膜劑組合物溶液中浸泡10～50分鐘，再用溫度為70℃～90℃，含量為5?wt%～10wt%的重鉻酸鉀溶液，對上述非結晶型磷化膜孔隙進行填充，進行浸泡時充分封閉，10～30分鐘。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果。