[發明專利]一種低溫環保無鉻除磷化膜劑

無效

• 申請號: 201410230753.1
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104018170A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 熊代暉;劉平保;肖芳;劉立炳;唐海斌
• 申請（專利權）人: 東風汽車緊固件有限公司
• 主分類號: C23G1/18
• 分類號: C23G1/18
• 代理公司: 十堰博迪專利事務所 42110
• 代理人: 高良軍

技術領域

本發明涉及一種除磷化膜劑，尤其是一種低溫環保無鉻除磷化膜劑。

背景技術

零件表面耐摩磷化的功能主要是減摩、潤滑、防銹等。例如對于緊固件，其生產的工藝過程為：原材料改制→冷鐓成型→螺紋加工（滾絲或者搓絲）→熱處理→表面處理→分選包裝。原材料改制是將采購的固定規格鋼材改制成生產需要的不同規格的線材，在改制之前需要對材料進行磷化處理，以改善材料表面的潤滑性能，提高改制模具的壽命和改制后材料的表面質量，同時材料表面的磷化膜也可以改善后續冷鐓成型和螺紋加工工序的潤滑性能，從而提高成型模具和螺紋加工工裝的壽命。但是后續的熱處理和表面處理工序又要求零件表面不能有磷化膜，否則會在熱處理工序中給零件造成磷脆和表面油污燒結，導致在接下來表面處理時需要用強酸去除燒結物，增加氫脆的風險，尤其對于高強度緊固件，磷脆和氫脆會導致斷裂，是一種很嚴重的缺陷。

另外，在其它行業如：接管、拉絲、擠壓、深拉延等，也要求對材料進行表面磷化以起到減摩潤滑性能，在后期的熱處理或表面處理過程中也要求去除磷化膜。

傳統的除磷化膜技術是用強酸酸洗和鉻酸鹽高溫除磷液清洗兩種方法：1.酸洗是先用脫脂劑將油污去除，再用鹽酸或硫酸除去磷化膜；2.鉻酸鹽除磷化膜是在零件表面油污去除后再用含鉻量很高的溶液在85℃高溫下除磷化膜；這兩種技術存在以下問題：

1、酸洗導致氫脆的風險很大，對于高強度零件容易造成延遲斷裂，DCI11發動機主軸承蓋螺栓和康明斯發動機氣缸蓋螺栓斷裂就是由于氫脆所致，造成上千萬的賠償，給東風品牌造成了很大影響；

2、對人身安全傷害很大，對水源以及大氣污染嚴重；

3、產生的廢氣和廢液處理工藝復雜，費用很高；

4、酸洗之前要先進行脫脂，生產效率低，成本高；

5、鉻酸鹽高溫除磷要求溫度高，能耗大，且由于含有六價鉻離子，污水處理及環保等都存在問題，企業無法使用；

6、由于強酸和含鉻廢水的對設備腐蝕很嚴重，而且產生的廢水需要專門管道進行分類排放，導致無法實現與熱處理設備連線生產，專門的除磷設備費用昂貴。

目前國內外去除磷化膜的方式有兩種：

1.強酸溶解法：用高濃度的鹽酸或硫酸等酸性物質溶解磷化膜；工藝配方為：濃度為36%的HCL（氯化氫）200-250g/L與濃度為98%的H2SO4(硫酸)?150-200?g/L，混合后所得到的組合物在60－70℃下對零件表面進行除磷化膜，反應時間為5-20?分鐘；該方法很容易腐蝕鐵基體，且給高強度螺栓帶來產生氫脆的風險，因為用本方法去除磷化膜時會在零件表面產生大量的氫原子，易造成滲氫；

2.高溫鉻酸鹽法：在含Cr^6＋為50克/升的溶液中高溫下通過Cr^6＋離子的強氧化性將磷化膜退除；工藝配方為：含量為?50?g/L的鉻酸在70－80℃下對零件表面進行除磷，反應時間為15?分鐘；該方法的缺點是Cr^6＋濃度高，給環保帶來諸多困難，且這種方法處理溫度高，能耗大，成本高；

上述去除磷化膜的方法都要求有專門的設備來實施工藝。

發明內容

本發明提出一種低溫環保無鉻除磷化膜劑，其目的是為了解決以下問題：

1.?消除傳統酸性除磷化膜技術對高強度零件造成的氫脆風險；

2.?消除傳統含鉻除磷化膜技術對水源以及大氣污染嚴重的問題，而且處理廢氣和廢液的費用高、工藝復雜；

3.?實現除磷除油一步完成的目的；

4.?傳統的除磷化膜技術所需配套的設備，且設備結構復雜不適合與熱處理等相關設備連線生產。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種低溫環保無鉻除磷化膜劑，由180-220g/L的氫氧化鈉、20-24g/L的螯合劑、2-5g/L的絡合劑、5-8g/L的陽離子季胺鹽和3-6g/L的表面活性劑組成，其溶劑為水。

對上述技術方案的進一步的限定，所述螯合劑為EDTA鹽或抗壞血酸。

對上述技術方案的進一步的限定，所述絡合劑為三乙醇胺或酒石酸或酒石酸鹽。

對上述技術方案的進一步的限定，所述陽離子季胺鹽為十二烷基三甲基氯化銨或三乙醇胺或十二烷基二甲基芐基氯化銨。

對上述技術方案的進一步的限定，所述表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚或105工業清洗劑。?

有益效果：本發明與現有技術相比具有如下優點：

1.????本發明制得的除磷化膜劑解決了高強度緊固件需要酸洗的問題，大大降低了高強度零件氫脆斷裂風險；