CN103469187B - 用于钢铁表面磷化黑化的处理液 - Google Patents

Abstract

一种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，该处理液包括对钢铁表面的磷化和黑化同时处理，该处理液由下述质量配比的原料组成：磷酸二氢锌30份～35份，五水硫酸铜0.2份～0.4份，硝酸锌45份～50份，亚硝酸钠0.5份～1.0份，磺基水杨酸0.1份～0.3份，硝酸镍1.0份～2.0份，钼酸铵6.0份～8.0份，硫代硫酸钠2.0份～4.0份，柠檬酸2.0份～4.0份，聚丙烯酸（10mol/L）10份～20份，蒸馏水700份～1000份。反应的温度为常温，实现了钢铁的低温磷化黑化表面处理工艺，且处理后的钢铁表面光亮耐腐蚀，膜层质量好。

Description

用于钢铁表面磷化黑化的处理液

技术领域

本发明属于涉及钢铁件表面磷化黑化处理技术，尤其涉及一种用于钢铁表面磷化黑化的处理液。

背景技术

钢铁件表面常用磷化方法进行防护及装饰处理。中国专利（申请号为88l05272.8）的名称为“磷化液及其制备方法”的发明专利申请，提供了一种由酸洗液和磷化液两部分组成的磷化液。其中的磷化液主要包括硝酸钙、磷酸锌及硝酸镍溶液，还有少量其他盐、酸以及添加剂。该发明技术用于钢铁件磷化时，所生成的磷化膜呈灰色或深灰色，色泽不够美观，装饰效果不太好；中国专利（申请号为92107510.3）的名称为“黑色磷化液及其制备方法”的发明专利申请，提供了一种由黑化和磷化液两部分组成的磷化液，该发明技术用于钢铁件磷化时，所生成的磷化膜呈灰色至黑色，色泽不够光亮，装饰效果不太好。也有人使用硫化物（例如硫化钠）中的活性硫，在钢铁表面生成硫化亚铁，经磷化处理后生成黑色磷化膜。例如用硫化物溶液预浸再经磷化处理，生成含有黑色硫化亚铁的磷化膜。由于硫化物化学稳定性差，使该种黑色磷化膜黑色均匀性差，黑化效果及耐蚀性都较差，往往难以付诸生产应用。而且生产过程中逸出带有刺激性的硫化氢气体，严重污染生产环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，生成的黑色磷化膜黑化装饰效果好，并且有良好的稳定性及抗蚀性，处理温度低。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：该处理液由下述质量配比的原料组成：

磷酸二氢锌                                    30份～35份

五水硫酸铜                                   0.2份～0.4份

硝酸锌                                         45份～50份

亚硝酸钠                                     0.5份～1.0份

磺基水杨酸                                    0.1份～0.3份

硝酸镍                                        1.0份～2.0份

钼酸铵                                        6.0份～8.0份

硫代硫酸钠                                    2.0份～4.0份

柠檬酸                                        2.0份～4.0份

聚丙烯酸（10mol/L）                            10份～20份

蒸馏水                                      700份～1000份。

本发明钢铁磷化黑化处理液最佳由下述质量配比的原料组成：

磷酸二氢锌                                       33份

五水硫酸铜                                       0.3份

硝酸锌                                          47份

亚硝酸钠                                       0.7份

磺基水杨酸                                     0.2份

硝酸镍                                         1.5份

钼酸铵                                          7.0份

硫代硫酸钠                                       3.0份

柠檬酸                                            3.0份

聚丙烯酸（10mol/L）                                15份

蒸馏水                                           700份。

本发明用于钢铁磷化黑化处理液的制备方法为：按照上述原料的质量配比，将五水硫酸铜、磷酸二氢锌、硝酸锌、亚硝酸钠、硝酸镍、钼酸铵、硫代硫酸钠加入烧杯中，加入500份蒸馏水至固体完全溶解，再将柠檬酸、磺基水杨酸、分散剂聚丙烯酸加入另外一个烧杯中，搅拌均匀，再将两个烧杯中的溶液混合均匀，加入适当蒸馏水配制成处理液。

其中柠檬酸、磺基水杨酸是除去前处理过程中出现的微量铁锈；亚硝酸钠、硝酸镍对钢铁表面具有协同光亮作业；磷酸二氢锌、硝酸锌、钼酸铵起到磷化作用，同时钼酸铵、五水硫酸铜、硫代硫酸钠起到黑化作用，聚丙烯酸在该溶液中起到分散作用，减少反应过程中沉淀物的生成，并将所生成的少量沉淀物沉到容器底部，增加了溶液的稳定性。

该溶液合理搭配不同作用的原料，各原料之间不会相互发生冲突，并且完成对钢铁表面处理所需的除锈、磷化、黑化和光亮处理，减少操作工序，提高了钢铁表面的质量。溶液中加入分散剂聚丙烯酸，有效提高溶液反应的稳定性，使钢铁表面产生的保护膜有良好的稳定性。

本发明有益的效果是：本发明合理搭配对钢铁表面磷化黑化的溶液配方配比，同时对钢铁表面进行除锈、光亮处理，使钢铁表面色泽更佳，通过在溶液中引入分散剂聚丙烯酸，对钢铁表面磷化黑化一步完成，而且处理液具有高度的稳定性，生成的黑色磷化膜黑化装饰效果好，并且保护膜有良好的稳定性。这样钢铁浸入溶液中一次性完成表面处理，避免了表面处理过程中与空气的接触而导致对钢铁表面的侵蚀，在钢铁表面形成稳定牢固的保护膜，增强了钢铁表面的抗蚀性，而且容易对钢铁表面的处理在常温下即可反应，处理温度低。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进一步详细说明：

实施例1

这种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，所用原料及其质量配比为：

磷酸二氢锌                                       33g

五水硫酸铜                                       0.3g 

硝酸锌                                          47g

亚硝酸钠                                       0.7g

磺基水杨酸                                     0.2g

硝酸镍                                         1.5g

钼酸铵                                          7.0g

硫代硫酸钠                                       3.0g

柠檬酸                                            3.0g

聚丙烯酸（10mol/L）                      15g

蒸馏水                                           700g。

其制备方法如下：

按照上述原料的质量配比，将五水硫酸铜、磷酸二氢锌、硝酸锌、亚硝酸钠、硝酸镍、钼酸铵、硫代硫酸钠加入烧杯中，加入500g蒸馏水至固体完全溶解，再将超级分散剂聚丙烯酸、柠檬酸、磺基水杨酸加入另外一个烧杯中，搅拌均匀，再将两个烧杯中的溶液混合均匀，再加入200g蒸馏水进一步溶解并配制成处理液。

实施例2

这种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，所用原料及其质量配比为：

磷酸二氢锌                                       30g

五水硫酸铜                                       0.2g

硝酸锌                                          45g

亚硝酸钠                                       0.5g

磺基水杨酸                                     0.1g

硝酸镍                                         1.0g

钼酸铵                                          6.0g

硫代硫酸钠                                       2.0g

柠檬酸                                           2.0g

聚丙烯酸（10mol/L）                      10g

蒸馏水                                           1000g。

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

这种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，所用原料及其质量配比为：

磷酸二氢锌                                       35g

五水硫酸铜                                       0.4g

硝酸锌                                          50g

亚硝酸钠                                       1.0g

磺基水杨酸                                     0.3g

硝酸镍                                         2.0g 

钼酸铵                                          8.0g

硫代硫酸钠                                       4.0g

柠檬酸                                            4.0g

聚丙烯酸（10mol/L）                   20g

蒸馏水                                           700g。

其制备方法与实施例1相同。

在常温下，将钢铁分别放入上述三组配置的处理液中，浸泡20分钟后取出，该处理液对钢铁表面进行除锈、表面光亮、磷化黑化处理一次性完成，效果非常好，并且对上述三组实施例子进行比较，其中实施例1中的钢铁表面处理效果最佳。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (2)

1.一种用于钢铁表面磷化黑化的处理液，其特征在于：该处理液由下述质量配比的原料组成：

    磷酸二氢锌                                       30份～35份

五水硫酸铜                                       0.2份～0.4份

    硝酸锌                                          45份～50份

    亚硝酸钠                                       0.5份～1.0份

    磺基水杨酸                                     0.1份～0.3份

    硝酸镍                                         1.0份～2.0份

    钼酸铵                                          6.0份～8.0份

   硫代硫酸钠                                       2.0份～4.0份

柠檬酸                                            2.0份～4.0份

聚丙烯酸                                          10份～20份

蒸馏水                                           700份～1000份

所述聚丙烯酸的浓度为10mol/L。

2.根据权利要求1所述的用于钢铁表面磷化黑化的处理液，其特征在于：该处理液由下述质量配比的原料组成：

磷酸二氢锌                                       33份

五水硫酸铜                                       0.3份

硝酸锌                                          47份

亚硝酸钠                                       0.7份

磺基水杨酸                                     0.2份

硝酸镍                                         1.5份

钼酸铵                                          7.0份

硫代硫酸钠                                       3.0份

柠檬酸                                            3.0份

聚丙烯酸                                         15份

蒸馏水                                           700份

所述聚丙烯酸的浓度为10mol/L。