CN102560459B - 一种厚膜磷化的磷化液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚膜磷化的磷化液，该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。使用本发明的磷化液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用磷化液，尤其涉及的是一种厚膜磷化的磷化液。
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液，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。
作为本发明的一个优选方式，所述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。
作为本发明的一个优选方式，所述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。
作为本发明的一个优选方式，所述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。
作为本发明的一个优选方式，所述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。
作为本发明的一个优选方式，所述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，在本工艺总酸度与游离酸度比较高的情况下，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：使用本发明的磷化液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 (5)
1.一种厚膜磷化的磷化液，其特征在于，所述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。
2.一种厚膜磷化的磷化液，其特征在于：所述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。
3.一种厚膜磷化的磷化液，其特征在于：所述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。
4.一种厚膜磷化的磷化液，其特征在于：所述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。
5.一种厚膜磷化的磷化液，其特征在于：所述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。
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