專利名稱：采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法，屬金屬表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷化作為一種鋼鐵防腐蝕處理和涂裝前處理技術(shù)，是將鋼鐵工件在含有磷酸鹽、氧化促進(jìn)劑、助劑等的溶液中處理，使其表面形成磷化膜。該磷化膜具有防腐蝕、提高涂層附著力、耐磨、減摩、潤(rùn)滑等作用。
在現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道中，如《電鍍工藝手冊(cè)》(機(jī)械工業(yè)出版社1997年8月第二版)；又如中國(guó)專利ZL92102593.9、ZL200510013473.6、ZL200610092988.4，其中公開的有關(guān)磷化液中的磷化促進(jìn)劑，往往含有毒的或致癌的物質(zhì)，如Cr(VI)、亞硝酸鹽(NO2-)，或者會(huì)產(chǎn)生有毒的氮氧化物(NOx)等成分。
中國(guó)專利ZL200410094007.0公開了一種采用過氧化氫作為磷化促進(jìn)劑的磷化方法，但該方法難以穩(wěn)定磷化液中的過氧化氫濃度，而且容易產(chǎn)生磷化沉渣。
中國(guó)專利ZL200610019031.7公開了一種鋅鎳錳三元磷化液，以避免使用上述有害物質(zhì)。
因此，尋找一種磷化效果好、且無(wú)毒無(wú)害的磷化方法，是具有重要意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法。
本發(fā)明一種采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.確定磷化液的配方，磷化液的組成成分及其含量為ZnO 5.0～6.0g，KNO37.0～9.0g，H3PO3(85％) 12～16ml，(NH4)6MO7O24·4H2O0.05～0.15g，十二烷基硫酸鈉 0.1～0.2g將上述各化合物溶于去離子水中，配制成1升磷化液；
b.將事先用1～6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過，并用丙酮除油的鋼片，再用1mol/L鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；并且用酸堿調(diào)節(jié)pH值至2.3～3.5；c.同時(shí)，通過臭氧發(fā)生器將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在1.3～3.5mg/L范圍內(nèi)；并在40～45℃溫度下磷化反應(yīng)15分鐘；d.磷化完畢后，鋼片用去離子水清洗一分鐘，然后用70～80℃的熱風(fēng)吹干；磷化處理過程完成。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是(1)不含有毒或者致癌的Cr(VI)、亞硝酸鹽(NO2-)、及氮氧化物(NOx)等成分；為一種安全和環(huán)境友好的磷化方法；(2)磷化工作溫度低，磷化沉渣少；(3)成膜速度快，且所形成的磷化膜均勻致密；(4)形成的磷化膜具有較好的耐腐蝕性，且具有耐磨、減摩、潤(rùn)滑等作用。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例1本實(shí)施例中，采用磷化液的配方為ZnO 5.5g，KNO38.0g，H3PO3(85％)14ml，(NH4)6MO7O24·4H2O 0.1g，十二烷基硫酸鈉0.15g；將上述化合物溶于去離子水中，配制成1升磷化液；并用30g/L NaOH溶液與30％磷酸調(diào)節(jié)pH值為2.85。
然后將事先用1～6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過，并用丙酮除油的A3鋼片，再用1mol/L鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；與此同時(shí)，通過臭氧發(fā)生器將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度為1.5mg/L，并在40℃溫度下磷化反應(yīng)15分鐘。磷化反應(yīng)完成后，鋼片用去離子水清洗1分鐘，然后用75℃的熱風(fēng)吹干，磷化過程即完成。
對(duì)磷化過程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻致密，膜重為2.12g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為96S；在5％NaCl溶液中常溫浸泡，67小時(shí)出現(xiàn)銹斑；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。
實(shí)施例2本實(shí)施例中，采用磷化液的配方與上述實(shí)施例1完全相同。其pH值為2.85。
A3鋼片的預(yù)先處理過程也與上述實(shí)施例1完全相同。不同的是通入上述磷化液中的臭氧濃度為2.6mg/L，并在40℃溫度下磷化15分鐘。
對(duì)磷化過程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻致密，膜重為2.64g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為112S；在5％NaCl溶液中常溫浸泡，71小時(shí)出現(xiàn)銹斑；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。
實(shí)施例3本實(shí)施例中，采用磷化液的配方與上述實(shí)施例2完全相同。其pH值為2.85。
A3鋼片的磷化處理過程也與上述實(shí)施例2完全相同。不同的是用去離子水清洗1min后在0.01mol/L苯撐二磷酸二酯銨溶液中浸泡50min。然后用75℃的熱風(fēng)吹干。
對(duì)磷化過程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻致密，膜重為2.68g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為419S；在5％NaCl溶液中常溫浸泡，114小時(shí)出現(xiàn)銹斑；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。
實(shí)施例4本實(shí)施例中，采用磷化液的配方與上述實(shí)施例1完全相同。但其pH值為2.45。
A3鋼片的預(yù)先處理過程也與上述實(shí)施例1完全相同。不同的是通入上述磷化液中的臭氧濃度為1.3mg/L，并在40℃溫度下磷化15分鐘。
對(duì)磷化過程完成后所形成的磷化膜進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該磷化膜呈灰黑色，薄膜均勻致密，膜重為2.14g/m2。硫酸銅點(diǎn)滴腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果為48S；在5％NaCl溶液中常溫浸泡，51小時(shí)出現(xiàn)銹斑；磷化膜附著力達(dá)到一級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.確定磷化液的配方，磷化液的組成成分及其含量為ZnO 5.0～6.0g，KNO37.0～9.0g，H3PO3(85％) 12～16ml，(NH4)6MO7O24·4H2O 0.05～0.15g，十二烷基硫酸鈉 0.1～0.2g將上述各化合物溶于去離子水中，配制成1升磷化液；b.將事先用1～6號(hào)砂紙逐級(jí)打磨過，并用丙酮除油的鋼片，再用1mol/L鹽酸除銹活化，隨后放入上述配制好的磷化液中；并且用酸堿調(diào)節(jié)pH值至2.3～3.5；c.同時(shí)，通過臭氧發(fā)生器將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在1.3～3.5mg/L范圍內(nèi)；并在40～45℃溫度下磷化反應(yīng)15分鐘；d.磷化完畢后，鋼片用去離子水清洗一分鐘，然后用70～80℃的熱風(fēng)吹干；磷化處理過程完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用臭氧作為鋼鐵磷化促進(jìn)劑的磷化方法，屬金屬表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明主要步驟如下(1)確定磷化液配方，其組成成分及其含量為ZnO 5.0～6.0g，KNO
文檔編號(hào)C23C22/06GK101037769SQ20071003997
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者陳燁璞, 盛敏奇, 賈瑞平 申請(qǐng)人:上海大學(xué)