CN101205610A - 一种含锰低锌轻铁磷化液 - Google Patents

Abstract

一种常温含锰低锌轻铁型磷化液，本磷化液是由磷酸、硝酸、氟离子、锌离子、氨离子、硝酸钠、钨酸钠、硝酸铜、酸式磷酸锰、等络合剂、多种复合氧化还原剂以及缓冲调节剂等组成，其中各组分的质量分数分别(以g/L计)为：磷酸(85％)：8.0～29.0；硝酸(31％)：2.5～6.6；氟离子：0.55～3.35；锌离子：0.08～1.77；氨离子：1.5～8.0；钨酸钠：0.6～4.5；硝酸钠：15～35；硝酸铜：0.02～0.15；酸式磷酸锰：6.0～16.5；酒石酸：1.5～7.22；乌洛托品：0.65～1.22。本发明常温含锰低锌轻铁型磷化液就是随着近几年各种大中小型企业生产使用，流水作业成熟、工艺范围宽、污染少、综合成本低廉、槽液容易控制，无须添加促进剂等优点。

Description

一种含锰低锌轻铁磷化液

技术领域

本发明属于低碳铜涂装前金属表面处理行业，适用于航空航天、家电、电器开关、仪器仪表、机械电子、汽车等为提高涂装前金属表面的抗腐蚀性、涂层附着力、增强涂层光泽性而开发的领域。

背景技术

常温磷化技术是目前研究最活跃、技术进步最快、可开发前景广阔的磷化技术，他克服了高中温磷化技术的能耗高、成本大、效率低等缺点，本发明常温含锰低锌轻铁型磷化液就是随着近几年各种大中小型企业生产使用，流水作业成熟、工艺范围宽、污染少、综合成本低廉、槽液容易控制，无须添加促进剂等优点，从而受到生产厂家普遍认可，常温含锰低锌轻铁型磷化液既避免了常温锌系磷化液需经常进行游离酸总酸及促进剂的检测的麻烦又使得常温铁系磷化液的耐蚀性差、附着力不好的缺点得以克服，从而极大地提高了工作效率，减低了使用者的生产成本，由于其较长反复使用的特性、优异的抗污染能力大大的节约了用水、减低了污染的可能，提高了槽液的稳定性。

钢铁涂装前表面磷化工艺，可分为锌系、锌钙系、锰系、磷酸亚铁系以及碱金属磷化(也叫轻质铁系磷化)，以上磷化系别因其不同的优越性而被不同的企业选择生产使用着。其中铁系磷化，具有溶液容易控制，槽液稳定、磷化速度快、溶液使用温度低、沉渣量少、溶液使用寿命长，没有有害的环境污染物，成本也比其他种类的磷化液低廉得多，其耐腐蚀能力却不能令人满意。锌系磷化以其膜层均匀细密、装饰性能好、与涂层结合力强、磷化膜层较稳定、耐腐蚀性能好等优点而被大部分企业广泛采用着，但其苛刻的技术指标却使工厂的操作人员常常束手无策，加之国内钢材市场钢铁表面状况不一(使用的压延油及其材质差别很大)，又由于磷化液市场目前没有统一的管理，技术操作规范性有所欠缺，企业生产条件所限，造成目前工艺规范不统一等一系列弊病在所难免，为此，提出较规范的磷化操作工艺、生产流程、选择性能较好的磷化液是目前做好磷化之基础。由于以前人们单独强调磷化膜本身的耐蚀性能，而忽视了磷化膜与涂层的配套性能，使得片面要求磷化膜层的厚度，实际上磷化膜本身并不承担太多的耐蚀作用，他与涂层匹配性能是否良好，才是影响整个涂层系统之关键，中高温磷化膜结晶粗大性脆，孔隙率高，电阻大，不利于工件上电场的均匀分布，不适合电泳涂装及静电喷塑，为增强导电性能，要求磷化膜薄而致密，孔隙率低，膜重1～4g/m，膜厚1～2μm，本发明锰低锌轻铁铁系磷化工艺就是克服其他种类磷化液各项性能所存在的缺点而开发的新型磷化液，他克服了以上磷化液缺点，因而具有极大的可开发前景。

发明内容

本发明的目的就是提供一种常温含锰低锌轻铁型磷化液，它工作温度范围宽(-2℃～45℃)，流水作业成熟、槽液稳定，污染排放物少，槽液容易控制、成膜速度快，耐蚀性能优良。

本发明的显著特点为：

1.充分利用锌离子、锰离子、铁离子(未直接添加到磷化液中，有铁基材溶解而得)、铜离子、磷酸根离子等成膜物质，利用锌离子、锰离子、铁离子等正电位较正的金属离子，有利于晶核形成及晶粒细化，从而加速磷化的完成过程。

2.通过对氟离子的引入，大大提高磷化液的抗污染能力，以及对磷化前一道工序硅离子可能对磷化后一道涂装工序可能进行的干扰，对磷化液配方设计上力求尽善尽美，克服尽可能有的缺陷。

3.复合氧化还原剂的使用，不仅使得磷化液具有较好的自净作用以及良好的协同促进作用，而且使磷化液控制范围宽、稳定性能优越。

4.复合缓冲调节剂的使用，可以大大提高磷化槽液因酸碱度的突然急剧改变而造成的磷化液工艺参数而造成的不匀衡状况，从而使磷化液在PH值在2～5之间应用自如。

5.络合剂的运用，酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸及其钠盐均可以在磷化槽液中络合掉不同需要磷化的钢铁、及镀锌板基材溶洗掉的不同金属离子(铝离子、硅离子等)，从而使得避免大量的沉渣的形成，起到降渣除尘的作用。

本发明提供的技术方案是：

一种常温含锰低锌轻铁型磷化液是由磷酸、硝酸、氟离子、锌离子、氨离子、硝酸钠、钨酸钠、硝酸铜、酸武磷酸锰、等络合剂、多种复合氧化还原剂以及缓冲调节剂等组成，其中各组分的质量分数分别(以g/L计)为：磷酸(85％)：8.0～29.0硝酸(31％)：2.5～6.6氟离子：0.55～3.35锌离子：0.08～1.77氨离子：1.5～8.0钨酸钠：0.6～4.5，硝酸钠：15～35硝酸铜：0.02～0.15酸式磷酸锰：6.0～16.5酒石酸：1.5～7.22、乌洛托品：0.65～1.22该磷化液的技术参数为工艺参数为总酸度：15～60，游离酸度为：1.5～2.5，操作温度-2℃～45℃，正常工业液的PH值为2.5～5.0.

本发明常温含锰低锌轻铁型磷化液的锌离子为氧化锌、硝酸锌、磷酸锌的一种或两种，氟离子为氢氟酸、氟化钠、氟化锌的一种或两种以上，铵离子为氨水、氟化铵、碳酸(氢)铵、尿素、氢氧化铵、三乙醇胺的一种或两种以上。其所用的络合剂为酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸及其钠盐的一种或几种。多种复合氧化还原剂的组成为钼酸钠、钨酸钠、氯酸钠的一种或两种以上。

本发明所示磷化液是由以下步骤配制而成：

1.加水计量至适宜的数量备用

2.取计量的磷酸、硝酸、氢氟酸加入1示水中，并搅拌均匀。

依次加入按比例加入硝酸钠、钨酸钠、硝酸铜、酸式磷酸锰、酒石酸、乌洛托品，而后计量加入氨水以调整溶液总酸度：15～60，游离酸度为：1.5～2.5。

3.加入适量的水，使溶液的比重至1.012～1.037

具体实施例：

实施例一：取水500ml，分别取磷酸8g，硝酸(68％)2.5g，氢氟酸5ml，加入500ml水中，搅拌均匀。依次加入硝酸锌：1.2g氨水：1.5ml钨酸钠：0.6g，硝酸钠：15g硝酸铜：0.02g酸武磷酸锰：6.0g酒石酸：1.5g、乌洛托品：0.65g，加余量水至1000ml，调整溶液总酸度：15～60，游离酸度为：1.5～2.5即可进行磷化。

实施例二：取水500ml，分别取磷酸15g，硝酸(68％)5.0g，氢氟酸15ml，加入500ml水中，搅拌均匀。依次加入硝酸锌：1.6g氨水：2.5ml钨酸钠：1.2g，硝酸钠：25g硝酸铜：0.15g酸武磷酸锰：15.0g酒石酸：5.0g、乌洛托品：1.22g，加余量水至1000ml，调整溶液总酸度：15～60，游离酸度为：1.5～2.5即可进行磷化。

实验证明，本发明所示磷化液溶液容易控制，槽液稳定、磷化速度快、溶液使用温度低、沉渣量少、溶液使用寿命长，没有有害的环境污染物，成本也比其他种类的磷化液低廉得多，其耐腐蚀能力令人满意。

Claims (6)

1.一种常温含锰低锌轻铁型磷化液，本磷化液是由磷酸、硝酸、氟离子、锌离子、氨离子、硝酸钠、钨酸钠、硝酸铜、酸式磷酸锰、等络合剂、多种复合氧化还原剂以及缓冲调节剂等组成，其中各组分的质量分数分别(以g/L计)为：磷酸(85％)：8.0～29.0硝酸(31％)：2.5～6.6  氟离子：0.55～3.35锌离子：0.08～1.77  氨离子：1.5～8.0  钨酸钠：0.6～4.5，硝酸钠： 15～35硝酸铜：0.02～0.15酸式磷酸锰：6.0～16.5酒石酸：1.5～7.22、乌洛托品：0.65～1.22。

2.一种权利要求1的常温含锰低锌轻铁型磷化液的配制方法，将计量的磷酸、硝酸、氢氟酸加入计量的水中，充分搅拌均匀后，依次按比例加入硝酸钠、钨酸钠、硝酸铜、酸式磷酸锰、酒石酸、乌洛托品，而后计量加入氨水。

3.根据权利要求1的常温低锌轻铁型磷化液，其特征在于常温含锰低锌轻铁型磷化液工作液的工艺参数为总酸度：15～60，游离酸度为：1.5～2.5，操作温度-2℃～45℃，正常工业液的PH值为2.5～5.0。

4.根据权利要求1的常温含锰低锌轻铁型磷化液，其特征为：其中的锌离子为氧化锌、硝酸锌、磷酸锌的一种或两种，氟离子为氢氟酸、氟化钠、氟化锌的一种或两种以上，铵离子为氨水、氟化铵、碳酸(氢)铵、尿素、氢氧化铵、三乙醇胺的一种或两种以上。

5.根据权利要求1的常温低锌轻铁型磷化液，其所用的络合剂为酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸及其钠盐的一种或几种。

6.根据权利要求1的常温含锰低锌轻铁型磷化液，其特征为多种复合氧化还原剂的组成为钼酸钠、钨酸钠、氯酸钠的一种或两种以上。