[發明專利]一種用于鋼鐵磷化的組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201410650864.8
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104357818B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 邵云方;蘇友份;周世團
• 申請（專利權）人: 浙江迪特高強度螺栓有限公司
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明涉及鋼鐵表面處理技術領域，特別涉及一種用于鋼鐵磷化的組合物及其制備方法。

背景技術

鋼鐵是現代應用最廣泛的結構材料，為了使其能夠承受大氣中氧和水的腐蝕，通常對鋼鐵材料進行表面處理，在表面形成能保護金屬不易受水和其他腐蝕介質影響的膜層。例如，可以對鋼鐵材料表面進行磷化處理。

磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要如下：一、給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；二、用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；三、在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

磷化通常包括首先清洗金屬表面，然后在特定的條件下，通過浸漬、刷涂、噴淋、噴浸結合等工藝方法，與磷化液進行接觸，通過化學或電化學反應在金屬表面生成穩定、難溶于水、且表面粗糙的磷化膜。

但目前用于鋼鐵材料磷化處理的磷化液仍有很多缺陷，磷化液的各方面性能仍有待改進。申請號為201310352940.2的專利公開了一種用于鋼鐵表面磷化黑化的處理液，該處理液由下述質量配比的原料組成：磷酸二氫鋅30份～35份，五水硫酸銅0.2份～0.4份，硝酸鋅45份～50份，亞硝酸鈉0.5份～1.0份，磺基水楊酸0.1份～0.3份，硝酸鎳1.0份～2.0份，鉬酸銨6.0份～8.0份，硫代硫酸鈉2.0份～4.0份，檸檬酸2.0份～4.0份，聚丙烯酸10份～20份，蒸餾水700份～1000份。該磷化液磷化鋼鐵材料速度慢，磷化所需時間長。

申請號為201210096112.2的專利公開了一種用于鋼鐵磷化的組合物，該磷化組合物同樣存在磷化鋼鐵材料速度慢，磷化所需時間長的問題，并且生成的磷化膜呈灰色至黑色，色澤不夠光亮。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上現有技術的不足而提供一種磷化速度快、磷化所需時間短，并且磷化后鋼鐵表面色澤光亮的用于鋼鐵磷化的組合物及其制備方法。

本發明的一種用于鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉2-6份、檸檬酸鈉2-4份、磷酸二氫錳鐵鹽15-25份、氧化鎂5-10份、硝酸鎳10-20份、硫酸銅2-5份、磺基水楊酸1-3份、聚乙二醇2-5份、去離子水500-900份。

優選的，一種用于鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉3-5份、檸檬酸鈉2-3份、磷酸二氫錳鐵鹽18-22份、氧化鎂6-9份、硝酸鎳12-18份、硫酸銅3-5份、磺基水楊酸2-3份、聚乙二醇3-4份、去離子水700-900份。

更優選的，一種用于鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉4份、檸檬酸鈉2.5份、磷酸二氫錳鐵鹽20份、氧化鎂8份、硝酸鎳15份、硫酸銅4份、磺基水楊酸2.5份、聚乙二醇3.5份、去離子水800份。

一種用于鋼鐵磷化的組合物的制備方法，包括以下步驟：

a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然后先將硝酸鈉、硫酸銅、磷酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌3-6分鐘至完全溶解，控制攪拌速度為40-60轉/min；

b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌5-10分鐘至完全溶解，控制攪拌速度為30-50轉/min；

c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應10-25分鐘后即得用于鋼鐵磷化的組合物。

優選的，步驟a中所述的攪拌4-5分鐘至完全溶解。

優選的，步驟a中所述的控制攪拌速度為50轉/min。

優選的，步驟b中所述的攪拌6-8分鐘至完全溶解。

優選的，步驟b中所述的控制攪拌速度為40轉/min。

優選的，步驟c中所述的反應15分鐘。

有益效果：

使用本發明制備的用于鋼鐵磷化的組合物8-10分鐘即可完成磷化，磷化速度快、磷化所需時間短，并且磷化后鋼鐵表面色澤光亮。

本發明提供的用于鋼鐵磷化的組合物與現有技術的磷化液相比較，具體如下：

1、本發明通過引入銅離子，能夠生成氧化銅，可以覆蓋在上面作為一層保護層，從而提高磷化膜的防腐蝕性能。

2、使用本發明制備的用于鋼鐵磷化的組合物進行磷化，8-10分鐘即可完成磷化，磷化速度快、磷化所需時間短，工作效率高。

3、本發明用于鋼鐵磷化的組合物的制備方法簡單，原料價格低廉，成本低。

4、本發明制備的用于鋼鐵磷化的組合物無毒，對操作人員健康和環境都無損害，并且壓鑄時零件與模具不會發生黏結，磷化效果好。