CN102534591B - 一种厚膜磷化的磷化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚膜磷化的磷化方法,该方法包括以下步骤:去除工件表面油污后水洗;对除去油污后的工件用酸洗表面;水洗工件;然后用钛盐表调;放入磷化液中磷化处理;清洗工件。使用本发明处理后的工件成膜厚度较高、表面光滑细密、盐雾试验后无锈迹;同时反应时间短,耐蚀性强,可以满足不同磷化膜的厚度需求,适合高耐蚀性、高硬度的工件磷化要求,小试、中试的工件均可满足工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种油箱内壁的磷化处理方法,尤其涉及的是一种厚膜磷化的磷化方法。
背景技术
磷化处理是使金属与磷酸或磷酸盐化学反应,在其表面形成一层稳定磷酸盐膜的处理方法。使用传统磷化液处理工件耗能大、时间长。对于大型的工件来说,传统磷化处理需要的成本过高,并且成膜的时间长,成膜疏松,成膜厚度不均匀,硬度不高,表面不光洁,耐蚀性差,特别不适合齿轮等精密工件的磷化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种厚膜磷化的磷化方法,使用方便、提高磷化膜的耐腐蚀性和反应稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括以下步骤:
(1)去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面;
(3)用水洗工件;
(4)然后用钛盐表调;
(5)放入磷化液中磷化处理;
(6)清洗工件。
所述步骤(1)包括预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污。
所述步骤(2)中,先用盐酸酸洗2~3min,再用磷酸酸洗3~5min。
所述步骤(4)中,使用钛盐表调工件30~60s,保持pH值为8~10,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%。
所述步骤(5)中,磷化处理时间为3~10分钟,磷化的温度为82℃~92℃。
所述步骤(5)中,所述磷化液中游离酸度为10.5~16.7点,总酸度为74~105.5点。
所述步骤(5)中的磷化液包括马日夫盐5~7%、硝酸锌1.5~2.5%、磷酸0.35~0.7%、氟硼酸纳0.1~0.3%、硝酸铁0.01~0.03%和乙二胺四乙酸0~0.02%,余量为水,按重量计。
所述步骤(6)中,先用室温水浸泡清洗2~3min,再用温度为60~80℃的热水浸泡清洗2~3min。
本发明主要是以马日夫盐和硝酸锌为基础,添加相应的助剂实现高厚度,高硬度,高耐蚀性的磷化膜。马日夫盐提供游离酸、总酸和成膜元素,硝酸锌提供内动力和增加磷化膜耐蚀性。马日夫盐和硝酸锌的配合比例很重要:比例高,膜厚且相对比较粗;比例低,膜薄且相对比较细密;但无论比例高还是低,膜的耐蚀性都符合要求。磷酸主要是提供游离酸促进反应,但是需要控制磷酸的量:太高的话磷化膜的形成速度跟不上溶解速度,形成不了磷化膜,太低生成磷化膜速度慢,在规定时间内厚度达不到要求。氟硼酸钠一方面提供氧化元素氟,一方面稳定PH,这是使反应稳定的主要物质;硝酸铁做催化剂,可以在槽液中提高反应速率,属于微量元素,加入量小。乙二胺四乙酸EDTA是络合剂,络合磷化膜中的金属离子,形成大分子,使磷化膜更加致密,提高膜的耐蚀性。需要注意的是,因为EDTA是络合剂,在本工艺总酸与游离酸比较高的情况下,如果采用金属槽,槽液中铁金属离子必定很多,EDTA对磷化膜重金属离子的络合作用就会大大降低。
本发明相对现有技术具有以下优点:使用本发明处理后的工件成膜厚度较高、表面光滑细密、盐雾试验后无锈迹;同时反应时间短,耐蚀性强,可以满足不同磷化膜的厚度需求,适合高耐蚀性、高硬度的工件磷化要求,小试、中试的工件均可满足工艺要求。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明采用的组分为:
马日夫盐:Mn(H2PO4)2·2H2O,含量46%~52%,雄鹿化工;
乙二胺四乙酸EDTA:C10H16N2O8分析纯,无锡市展望化工试剂有限公司;
氟硼酸纳:NaBF4 化学纯,上海中秦化学试剂有限公司;
磷酸:食用级,含量95%,江苏澄星磷化工股份有限有限公司;
硝酸铁:分析纯,含量99.0%,天津凯信化学工业有限公司;
硝酸锌:过饱和溶液(硝酸:水=1:4体积比配制好溶液,然后再加入过量的氧化锌,直至氧化锌少量不溶)。
实施例1
本实施例的磷化液包括马日夫盐6.5%、硝酸锌2%、磷酸0.5%、氟硼酸纳0.2%和硝酸铁0.01%,余量为水,按重量计。本实施例游离酸度为11.7点,总酸度为84点。取10ml磷化液,滴加两到三滴溴酚蓝指示剂,使用0.1mol/L的NaOH溶液中和至紫色所消耗的体积(ml)即为游离酸度的点数;接着滴加二到三滴酚酞指示剂,继续使用0.1mol/L的NaOH溶液中和至红色所消耗的全部的NaOH溶液的总体积(ml)即为总酸度的点数。
磷化过程包括以下步骤:
(1)采用预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面,具体为先用盐酸酸洗2min,再用磷酸酸洗3min;
(3)用水洗工件,常温条件下水洗工件到PH=7;
(4)然后用钛盐表调工件30s,保持pH值为8,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%;
(5)放入磷化液中磷化处理3分钟,磷化的温度为82℃;
(6)清洗工件,先用室温水浸泡清洗2min,再用温度为80℃的热水浸泡清洗2min。
本实施例制备得到的磷化膜厚度为15~22μm,磷化膜黑且硬,相对致密,磷化处理过的工件经过烘干和防锈油处理后,经过四十八小时盐雾试验后无锈迹。
实施例2
本实施例的磷化液包括马日夫盐5%、硝酸锌1.5%、磷酸0.65%、氟硼酸纳0.1%和硝酸铁0.03%,余量为水,按重量计。本实施例游离酸度为16.5点,总酸度为105.5点。
磷化过程包括以下步骤:
(1)采用预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面,具体为先用盐酸酸洗3min,再用磷酸酸洗5min;
(3)用水洗工件,常温条件下水洗工件到PH=7;
(4)然后用钛盐表调工件60s,保持pH值为9,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%;
(5)放入磷化液中磷化处理10分钟,磷化的温度为92℃;
(6)清洗工件,先用室温水浸泡清洗3min,再用温度为60℃的热水浸泡清洗2~3min。
本实施例制得的磷化膜厚度为30~40μm,磷化膜黑且硬,相对致密,磷化处理过的工件经过烘干和防锈油处理后,经过四十八小时盐雾试验后无锈迹。
实施例1和实施例2相互承接,可以满足15~40μm不等的磷化膜厚度要求,而且磷化膜很黑,硬度很高,表面光滑,适用于高耐蚀性、高硬度的要求。
实施例3
本实施例的磷化液包括马日夫盐5%、硝酸锌2.5%、磷酸0.35%、氟硼酸纳0.3%、硝酸铁0.02%和乙二胺四乙酸0.01%,余量为水,按重量计。本实施例游离酸度为10.5点,总酸度为74点。
磷化过程包括以下步骤:
(1)采用预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面,具体为先用盐酸酸洗3min,再用磷酸酸洗5min;
(3)用水洗工件,常温条件下水洗工件到PH=7;
(4)然后用钛盐表调工件45s,保持pH值为10,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%;
(5)放入磷化液中磷化处理5分钟,磷化的温度为90℃;
(6)清洗工件,先用室温水浸泡清洗3min,再用温度为70℃的热水浸泡清洗3min。
本实施例制得的磷化膜厚度为7.3~9μm,磷化膜细密光滑,为灰白色,磷化处理过的工件经过烘干和防锈油处理后,经过七十六小时盐雾试验后无锈迹。
实施例4
本实施例的磷化液包括马日夫盐7%、硝酸锌2%、磷酸0.7%、氟硼酸纳0.2%、硝酸铁0.01%和乙二胺四乙酸0.02%,余量为水,按重量计。本实施例游离酸度为14.3点,总酸度为97点。
磷化过程包括以下步骤:
(1)采用预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面,具体为先用盐酸酸洗3min,再用磷酸酸洗4min;
(3)用水洗工件,常温条件下水洗工件到PH=7;
(4)然后用钛盐表调工件50s,保持pH值为8,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%;
(5)放入磷化液中磷化处理4分钟,磷化的温度为85℃;
(6)清洗工件,先用室温水浸泡清洗2min,再用温度为75℃的热水浸泡清洗2min。
本实施例制得的磷化膜厚度为9~15μm,磷化膜光滑,磷化处理过的工件经过烘干和防锈油处理后,经过七十六小时盐雾试验后无锈迹。
实施例5
本实施例的磷化液包括马日夫盐6%、硝酸锌2%、磷酸0.5%、氟硼酸纳0.2%、硝酸铁0.01%和乙二胺四乙酸0.01%,余量为水,按重量计。本实施例游离酸度为16.7点,总酸度为105.5点。
磷化过程包括以下步骤:
(1)采用预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面,具体为先用盐酸酸洗3min,再用磷酸酸洗5min;
(3)用水洗工件,常温条件下水洗工件到PH=7;
(4)然后用钛盐表调,工件40s,保持pH值为9,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%;
(5)放入磷化液中磷化处理6分钟,磷化的温度为88℃;
(6)清洗工件,先用室温水浸泡清洗3min,再用温度为65℃的热水浸泡清洗2~3min。
本实施例制得的磷化膜厚度为10~22μm,磷化膜光滑,灰黑色,磷化处理过的工件经过烘干和防锈油处理后,经过七十六小时盐雾试验后无锈迹。
实施例3到实施例5的工艺适宜制备磷化膜厚度在7.3~22μm之间的工件需求。
本发明经过小试-中试-工业生产三步,小试确定配方和控制范围;中试验证工艺的准确性,调整相应的工艺参数,确定工艺流程,选择设备。中试扩大一百倍,经过中试实验得出结论:上述实施例在中试中一样稳定,扩大一百倍之后游离酸度、总酸度基本不变。
Claims (7)
1.一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)去除工件表面油污后水洗;
(2)对除去油污后的工件用酸洗表面;
(3)水洗工件;
(4)然后用钛盐表调工件;
(5)放入磷化液中磷化处理;
(6)清洗工件。
所述步骤(5)中的磷化液包括马日夫盐5~7%、硝酸锌1.5~2.5%、磷酸0.35~0.7%、氟硼酸纳0.1~0.3%、硝酸铁0.01~0.03%和乙二胺四乙酸0~0.02%,余量为水,按重量计。
2.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(1)包括预脱脂和脱脂处理去除工件表面油污。
3.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(2)中,先用盐酸酸洗2~3min,再用磷酸酸洗3~5min。
4.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(4)中,使用钛盐表调工件30~60s,保持pH值为8~10,钛盐表调剂的浓度为0.1%~0.2%。
5.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(5)中,磷化处理时间为3~10分钟,磷化的温度为82℃~92℃。
6.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(5)中,所述磷化液中游离酸度为10.5~16.7点,总酸度为74~105.5点。
7.根据权利要求1所述的一种厚膜磷化的磷化方法,其特征在于,所述步骤(6)中,先用室温水浸泡清洗2~3min,再用温度为60~80℃的热水浸泡清洗2~3min。
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