專利名稱：鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋼鐵表面中低溫 高耐蝕黑色磷化液。
背景技術(shù)：
磷化工藝是以磷酸鹽溶液對金屬基體表面進(jìn)行處理，在其表面形成一 層附著牢固的轉(zhuǎn)化膜層的工藝。氧化堿性發(fā)黑工藝是采用硝酸鈉高溫
(120-140℃ )氧化體系，在工件表面生成藍(lán)黑色四氧化三鐵為主的氧化膜 的方法。
長期以來，在表面處理領(lǐng)域中，相當(dāng)數(shù)量的鋼鐵工件通過磷化和氧化 處理，以提高鋼鐵表面的防護(hù)和裝飾性能。由于磷化膜色澤不如氧化膜， 而耐腐蝕性又優(yōu)于氧化膜，致使鋼鐵表面經(jīng)磷化或氧化處理形成的化學(xué)轉(zhuǎn) 化膜其防護(hù)性能和裝飾性能難以兼顧。采用黑色磷化既可以保證膜層的耐 蝕性，又具有一定的裝飾性，而且這種膜層還具有吸光、吸熱、絕緣、耐 磨等優(yōu)點(diǎn)。因此，該技術(shù)在機(jī)械、兵器、航空、儀器、儀表、汽車等領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用前景。
中國專利申請中有較多關(guān)于磷化液的發(fā)明，但由于配方中所用成分的
不同，耐蝕磷化溫度一般要在75-9〔rc時(shí)才能進(jìn)行，能源消耗較大，對環(huán)
境污染較重，磷化過程沉渣也多，生產(chǎn)成本也高。而最主要的是磷化膜的 厚度不能滿足工藝要求，耐腐蝕性差，磷化膜色澤欠佳，難以用于實(shí)際生 產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能降低化溫度、減少沉渣量、改善磷化膜性能和外觀色澤、降低能源消耗、減小環(huán)境污染的鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案在于在l升磷化液中含有
磷酸二氫錳40-50g/L 硝酸鋅60-70g/L
硝酸鎳 1-2 g/L 醋酸 3-4ml/L
檸檬酸銨 2-3 g/L 鉬酸鉍 1-2g/L
其余為水。
其進(jìn)一步技術(shù)解決方案是在1升的磷化液中含有
磷酸二氫錳 47g/L 硝酸鋅 66g/L
硝酸鎳 1.6 g/L 醋酸 2ml/L
檸檬酸銨 2.5 g/L 鉬酸鉍 lg/L
其余為水。
所說的醋酸濃度為36%。
本發(fā)明在基本磷化液組成的基礎(chǔ)上，研究了各種促進(jìn)劑對磷化膜的影響，用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找出了最佳組合促進(jìn)劑；研究了各種絡(luò)合劑對減少沉渣的影響，在保證磷化膜質(zhì)量的前提下，尋找對環(huán)境友好的絡(luò)合劑，減少磷化沉渣，減小環(huán)境污染，延長了磷化液的使用壽命。同時(shí)，還研究了各種 促黑劑對膜層色澤和質(zhì)量的影響，以及不同溫度和時(shí)間對磷化膜生成的影響。 所產(chǎn)生的積極效果是
1、鋅錳離子比例合適，生成的磷酸鹽沉淀致密均勻，鉬酸根和鉍離子在溶液中形成深色磷鉬雜多酸鹽和鉍鹽沉積在金屬表面，可得到均勻致密的深黑色磷化膜，外觀色澤感官性狀良好。
2、 本發(fā)明所用水為自來水，與其他磷化液中所用去離子水相比，方便 而且成本低廉。
3、 本磷化液在60-65"C條件下即可生成高耐蝕性磷化膜，大大降低了能耗。
4、 由本磷化液生成的磷化膜通過硫酸點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)?zāi)臀g時(shí)間大于5分鐘， 高與國家標(biāo)準(zhǔn)3分鐘，具有較好的耐蝕性。
5、 沉渣大量減少，改善了工作條件，對環(huán)境的污染也大大減少。 本發(fā)明所用成分易得，配置簡單，使用方便，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)
濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的磷化液中含有
磷酸二氫錳40-50g/L 硝酸鋅60-70g/L
硝酸鎳 1-2 g/L
檸檬酸銨 2-3 g/L
再用自來水稀釋至l升即可。
還可以使用以下配比
磷酸二氫錳 47g/L
鉬酸鉍
3-4ml/L 1-2g/L
硝酸鋅
硝酸鎳
1. 6 g/L
2. 5 g/L
鉬酸鉍
66g/L 2ml/L lg/L
同樣用水稀釋至1升<
以上兩例中所說醋酸的濃度均為36%。
經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，在進(jìn)行磷化處理時(shí)，只需將鋼鐵工件浸入60-65。C的磷 化液，控制成膜時(shí)間為20分鐘，就能在工件表面生成18-22nm的磷化膜。
權(quán)利要求
1、一種鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液，其特征是在1升磷化液中含有磷酸二氫錳 40-50g/L硝酸鋅60-70g/L硝酸鎳 1-2g/L 醋酸 3-4ml/L檸檬酸銨2-3g/L 鉬酸鉍1-2g/L其余為水。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液，其 特征是在1升的磷化液中含有磷酸二氫錳 47g/L 硝酸鋅 66g/L硝酸鎳 1.6 g/L 醋酸 2ml/L檸檬酸銨 2.5 g/L 鉬酸鉍 lg/L其余為水。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液， 其特征是所說的醋酸濃度為36%。
全文摘要
一種鋼鐵表面中低溫高耐蝕黑色磷化液，其特征是在1升磷化液中含有磷酸二氫錳40-50g/L、硝酸鋅60-70g/L、硝酸鎳1-2g/L、醋酸(36％)3-4ml/L、檸檬酸銨2-3g/L、鉬酸鉍1-2g/L，其余為水。本磷化液在60-65℃下成膜20分鐘就可生成18-22μm的磷化膜。本發(fā)明磷化溫度低，能耗小，沉渣少，并且可減少污染，保護(hù)環(huán)境，磷化膜均勻致密，外觀色澤感官性狀良好，特別是耐蝕性符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號C23C22/13GK101200799SQ20061010518
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者李高宏, 通 楊, 梁艷峰, 董晟全, 陳山川 申請人:西安工業(yè)大學(xué)