CN102367573A - 一种精密复合磷化槽液及磷化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密复合磷化槽液，其特征在于包括磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，其含量分别为：5～7ml/l，28～30g/l，28～33g/l；以及一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。本发明能保持零件几何精度、表面粗糙度，且具有磷化槽液配方简单，成膜速度快，耐腐蚀性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷化槽液及磷化工艺，尤其涉及一种精密复合磷化槽液及磷化工艺。
背景技术
尽管今天距美国人T.W.Coslet制成世界上第一个锌系磷化液已经过去了100多年，但有关磷化理论方面深入研究的报道仍然很少。磷化作为表面改性处理的一种手段，在相关的教科书、表面改性处理手册(如钱苗根主编，机械工业出版社出版的《材料表面技术及其应用手册》，《现代表面技术》等)里的介绍都比较少，磷化能在工业上大量使用，还主要依靠通过实践总结，不断完善工艺。
现有的磷化工艺都存在不同程度降低工件表面粗糙度的问题，同时引起零件几何尺寸变化散差较大，且膜层硬度很低；对于一些已经过表面化学热处理过的零件，传统磷化常常出现成膜困难，膜层不均匀等缺陷。由于存在这些缺点，传统磷化在精密摩擦副零件上的应用具有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种精密复合磷化槽液及磷化工艺。本发明能保持零件几何精度，不增加表面粗糙度，增加表面光洁度，具有磷化槽液配方简单，成膜速度快，耐腐蚀性能好的特点。
为解决上述技术问题，本实发明提供的技术方案如下：一种精密复合磷化槽液，其特征在于包括磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，具体为，市售磷酸5～7ml/l，磷酸二氢锰铁28～30g/l，磷化药剂28～33g/l。
前述的一种精密复合磷化槽液中，所述的磷化药剂包括硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，其质量比依次为15～20∶10～13∶1～1.5。
前述的一种精密复合磷化槽液中，所述的磷化药剂包括硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，其质量比优选为17∶11∶1。
一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。
前述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺中，所述的脱脂工艺是将零件采用水剂清洗剂或有机溶剂清洗后，再采用电解除油方式彻底除去工件表面上的油污。
前述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺中，所述的活化工艺是将经过脱脂处理后的工件在体积比为1∶1的盐酸水溶液中进行弱腐蚀处理，时间为6秒-10秒。
前述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺中，所述的中和工艺是将经弱腐蚀后的工件在浓度为30～50g/l的碳酸钠水溶液中进行酸碱中和，以防止残酸带入磷化槽。
前述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺中，所述的磷化工艺是将中和后的工件在精密复合磷化槽液中进行磷化反应。
前述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺中，所述的磷化工艺反应温度为92℃～95℃；反应时间为8分钟～12分钟。
与现有的技术相比，本发明具有以下特点：
1)磷化槽液配方简单，槽液中的成分易于取得，磷酸、磷酸二氢锰铁、硝酸钙、硝酸锌和氟化钠等成分易于取得；
2)保持零件几何精度，如表1所示，现有的技术中，磷化后的零件尺寸变化量较大，而采用本发明磷化后的零件尺寸变化量较小。
表1
3)不增加零件表面粗糙度，采用本发明磷化后的零件能形成致密的磷化膜层，不增加零件表面粗糙度；
4)增加表面光洁度，采用本发明磷化后的零件形成致密的磷化膜层表面光洁，能增加表面光洁度；
5)耐腐蚀性能好，采用本发明磷化后的零件能形成致密的磷化膜层，能提供较好的耐腐蚀性能；
6)成膜速度快，采用本发明只需要10分钟左右的磷化时间，而传统磷化处理时间需要20～30分钟，因而采用本发明磷化处理工艺可明显节约时间。
具体实施方式
一种精密复合磷化槽液，其成分为磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，具体为，市售磷酸5～7ml/l，磷酸二氢锰铁28～30g/l，磷化药剂28～33g/l。其中磷化药剂的成分为硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，质量比依次为15～20∶10～13∶1～1.5。优化的磷化药剂的成分为硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，质量比依次为17∶11∶1。市售磷酸为市场采购，市售磷酸有规定的浓度范围。
利用上述精密复合磷化槽液的磷化工艺，步其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。其中：所述的脱脂工艺具体是将零件采用水剂清洗剂或有机溶剂清洗后，再采用电解除油方式彻底除去工件表面上的油污；所述的活化工艺具体是将经过脱脂处理后的工件在体积比为1∶1的盐酸水溶液中进行弱腐蚀处理，时间为6秒-10秒；所述的中和工艺具体是将经弱腐蚀后的工件在浓度为30～50g/l的碳酸钠水溶液中进行酸碱中和，以防止残酸带入磷化槽；所述的磷化工艺具体是将中和后的工件在精密复合磷化槽液中进行磷化反应，反应温度为92℃～95℃；反应时间为8分钟～12分钟。
实施例1。一种精密复合磷化槽液，其成分为磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，具体为，市售磷酸6ml/l，磷酸二氢锰铁29g/l，磷化药剂31g/l。其中磷化药剂的成分为硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，质量比依次为17∶11∶1。
利用上述精密复合磷化槽液的磷化工艺，步其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。其中：所述的脱脂工艺具体是将零件采用水剂清洗剂或有机溶剂清洗后，再采用电解除油方式彻底除去工件表面上的油污；所述的活化工艺具体是将经过脱脂处理后的工件在体积比为1∶1的盐酸水溶液中进行弱腐蚀处理，时间为8秒；所述的中和工艺具体是将经弱腐蚀后的工件在浓度为40g/l的碳酸钠水溶液中进行酸碱中和，以防止残酸带入磷化槽；所述的磷化工艺具体是将中和后的工件在精密复合磷化槽液中进行磷化反应，反应温度为93℃～94℃；反应时间为10分钟。
实施例2。一种精密复合磷化槽液，其成分为磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，具体为，市售磷酸7ml/l，磷酸二氢锰铁28g/l，磷化药剂31g/l。其中磷化药剂的成分为硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，质量比依次为15∶10∶1.5。市售磷酸为市场采购，市售磷酸有规定的浓度范围。
利用上述精密复合磷化槽液的磷化工艺，步其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。其中：所述的脱脂工艺具体是将零件采用水剂清洗剂或有机溶剂清洗后，再采用电解除油方式彻底除去工件表面上的油污；所述的活化工艺具体是将经过脱脂处理后的工件在体积比为1∶1的盐酸水溶液中进行弱腐蚀处理，时间为6.2秒-8.5秒；所述的中和工艺具体是将经弱腐蚀后的工件在浓度为35～45g/l的碳酸钠水溶液中进行酸碱中和，以防止残酸带入磷化槽；所述的磷化工艺具体是将中和后的工件在精密复合磷化槽液中进行磷化反应，反应温度为93℃～94℃；反应时间为8分钟～11分钟。
Claims (9)
1.一种精密复合磷化槽液，其特征在于，包括磷酸、磷酸二氢锰铁以及磷化药剂，具体为：市售磷酸5～7ml/l，磷酸二氢锰铁28～30g/l，磷化药剂28～33g/l。
2.根据权利要求1所述的精密复合磷化槽液，其特征在于：所述的磷化药剂包括硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，其质量比为15～20∶10～13∶1～1.5。
3.根据权利要求2所述的精密复合磷化槽液，其特征在于：所述的磷化药剂包括硝酸钙、硝酸锌和氟化钠，其质量比优选为17∶11∶1。
4.一种利用权利要求1、2或3所述精密复合磷化槽液的磷化工艺，其步骤为：脱脂，活化，中和，磷化。
5.根据权利要求4所述的利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其特征在于：所述的脱脂是将零件采用水剂清洗剂或有机溶剂清洗后，再采用电解除油方式彻底除去工件表面上的油污。
6.根据权利要求4所述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其特征在于：所述的活化是将经过脱脂处理后的工件在体积比为1∶1的盐酸水溶液中进行弱腐蚀处理，时间为6秒～10秒。
7.根据权利要求4所述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其特征在于：所述的中和是将活化处理后的工件在浓度为30～50g/l的碳酸钠水溶液中进行酸碱中和，以防止残酸带入磷化槽，中 和时间为30～60秒。
8.根据权利要求4所述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其特征在于：所述的磷化是将中和后的工件在精密复合磷化槽液中进行磷化反应。
9.根据权利要求8所述的一种利用精密复合磷化槽液的磷化工艺，其特征在于：所述的磷化反应，温度为92℃～95℃；反应时间为8分钟～12分钟。
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