[發(fā)明專利]一種環(huán)保鋯合金表面磷化液的配制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310269109.0
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104250739A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘增炎
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫楊市表面處理科技有限公司
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊晞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保鋯合金表面磷化液的配制方法。

背景技術(shù)

鋯金屬儲量豐富，具有優(yōu)異的抗腐蝕性能、膨脹系數(shù)小等優(yōu)良性質(zhì)，目前已經(jīng)應(yīng)用于核工業(yè)、電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、珠寶以及軍用等眾多領(lǐng)域。并且其具有優(yōu)異的抗輻照性、耐原子氧腐蝕、抗低溫及交變溫度影響特性成為一種潛在的、重要的空間材料。近年來各航天強國紛紛開展對航天材料的研究，極大地促進了鋯合金在空間材料方面的研究和應(yīng)用。在諸多有關(guān)鋯及鋯合金的研究領(lǐng)域中，關(guān)于鋯及鋯合金表面處理的研究尚屬空白。鋯是一種活潑的金屬元素，易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成一層氧化膜，這會對金屬材料表面的導(dǎo)電性和化學(xué)活性造成影響。有研究表明，鋯的腐蝕通常分為兩個階段：腐蝕初期，表面生成一層致密的黑色氧化膜，腐蝕速率隨時間變化越來越低；隨后腐蝕速率突然增大，生成不具有保護性的白色氧化膜；另外該氧化膜具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，不利于后續(xù)覆層與基體間的結(jié)合緊密。因此有必要對鋯及鋯合金進行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚岣咂淠臀g性，改善耐磨性、可釬焊性等其它方面的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理以其工藝簡單、覆層性能種類多樣，受到廣泛關(guān)注。化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是金屬(包括鍍層金屬)表層原子與介質(zhì)中的陰離子相互反應(yīng)，在金屬表面生成附著力良好的隔離層，該隔離層稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜具有裝飾、潤滑減摩、防腐蝕以及作為金屬鍍層底層的作用，它與基體材料結(jié)合力良好，并具有較好的絕緣性。按照膜的主要組成物，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜可分為：氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜、草酸鹽膜等，其中磷酸鹽膜(又稱磷化膜)因其工藝簡單成熟、性能良好受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，它具有良好的耐蝕性、耐磨性、高硬度，已在電子、閥門制造、機械、石油化工、汽車、航空航天等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

利用傳統(tǒng)的適用于鋼鐵材料的各種磷化工藝無法在鋯及鋯合金表面得到性能良好的磷化膜，或者得到的磷化膜厚度偏低，耐蝕性和耐磨性較差，這是由于鋯及鋯合金在大氣環(huán)境下極易形成的氧化膜造成的。另外鋯金屬活性較強，易形成基體腐蝕及磷化膜結(jié)晶粗大的現(xiàn)象。因此，開發(fā)一種適用于鋯及鋯合金的磷化液及其磷化方法具有重要意義。

CN102560461A公開了一種鋯及高合金鋅錳復(fù)合磷化液及其磷化方法，但其技術(shù)方案中包含磷酸二氫錳或硝酸錳等含錳離子的鹽、硝酸鹽以及含有氟化物，由于環(huán)保意識的提高，使用這些物質(zhì)將對環(huán)境治理造成負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種環(huán)保鋯合金表面磷化液的配制方法，該方法配制的磷化液的組份專門為鋯合金設(shè)計，不含錳離子和硝酸根，環(huán)保性能好，可使鋯合金表面形成一層致密的磷化膜，從而提高其耐腐蝕性。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種環(huán)保鋯合金表面磷化液的配制方法，該磷化液的組成為：磷酸二氫鋅12-14g/L，氧化鋅5-7g/L，磷酸二氫鈣6-8g/L，氧化鎂2-4g/L，磷酸35-45g/L，硫酸羥胺10-12g/L，碳酸鈣3-5g/L，雙氧水15-20ml/L，檸檬酸16-18g/L，檸檬酸鈉6-8g/L，十二烷基磺酸鈉6-8g/L，硫脲0.6-0.8g/L，余量為水，所述的配制工藝包括如下步驟：

1）將氧化鎂和氧化鋅用適量的水調(diào)成糊狀；

2）取適量的水，加入磷酸，攪拌均勻后將第1）步的糊狀氧化鎂和氧化鋅加入，待其全部溶解后加入磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、硫酸羥胺、碳酸鈣、雙氧水、檸檬酸、檸檬酸鈉、十二烷基磺酸鈉和硫脲，每加入一種物攪拌2-3分鐘，最后加水定容，并以磷酸或氨水調(diào)整pH值為2.0-3.0。

本發(fā)明取得的有益效果是：

1）本發(fā)明磷化液不含錳離子、硝酸鹽、氟化物，因此對環(huán)境污染大幅減少，安全綠色環(huán)保。

2）采用本發(fā)明的磷化液，可在鋯合金表面獲得保護性良好、細(xì)致均勻的復(fù)合磷化膜。這種轉(zhuǎn)化膜可以起到屏障作用，其穩(wěn)定性、結(jié)合力、耐磨性俱佳。

具體實施方式

實施例一

一種環(huán)保鋯合金表面磷化液的配制方法，該磷化液的組成為：磷酸二氫鋅12g/L，氧化鋅7g/L，磷酸二氫鈣6g/L，氧化鎂4g/L，磷酸35g/L，硫酸羥胺12g/L，碳酸鈣3g/L，雙氧水20ml/L，檸檬酸16g/L，檸檬酸鈉8g/L，十二烷基磺酸鈉6g/L，硫脲0.8g/L，余量為水，所述的配制工藝包括如下步驟：

1）將氧化鎂和氧化鋅用適量的水調(diào)成糊狀；