CN103469188A - 一种合金钢材料用磷化液及其磷化工艺 - Google Patents

一种合金钢材料用磷化液及其磷化工艺 Download PDF

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Abstract

一种合金钢材料的磷化工艺，通过水洗、除油脱脂、水洗、表面调整、磷化、水洗干燥得到磷化完成的合金钢材料。该磷化液中Zn（H2PO4）2为70-90g/L，Ni（NO3）2为7g/L，Zn（NO3）2为80-100g/L，Mn（NO3）2为20-30g/L；同时调整该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度为75-80℃。本发明提供的磷化液在磷化过程中不需酸洗，环保；能消除Cr、Mn元素在磷化过程中对磷化反应的影响。，该磷化工艺在表调中，加有特定试剂，能有效活化钢材料表面，形成一种黑色膜，从而使磷化过程稳定。

Description

一种合金钢材料用磷化液及其磷化工艺
技术领域
本发明属金属制品领域，具体涉及一种合金钢材料的磷化液及其具体的磷化工艺。
背景技术
  磷化工艺就是除油脱脂.清理工件表面的油污等污物的工艺，经化学反应后起到防锈.耐磨作用。
传统磷化液配方在应用于合金钢材料时存在明显缺陷：其一，传统工艺中需要进行酸洗，会对合金钢材料产生影响，且不够环保；其二，当合金钢材料中含Cr、Mn时，传统磷化配方无法消除Cr、Mn元素在磷化过程中对磷化反应的影响。
发明内容
本发明的目的是提供的合金钢材料用磷化液及其磷化工艺，通过表调处理，能有效活化钢材料表面，形成一种黑色膜，从而使磷化过程稳定进行。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种合金钢材料用磷化液，包括以重量份计的以下组分：
Zn（H2PO4）2       70-90g/L，
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          80-100g/L，
Mn（NO3）2      20-30g/L；
该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度为75-80℃。
更优化的磷化液配方，包括以重量份计的以下组分：
Zn（H2PO4）2       80g/L， 
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          80g/L，
Mn（NO3）2      20g/L；
该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度为75-80℃。
采用上述所得的磷化液对合金钢材料进行磷化的工艺，包括以下步骤：
1）先将合金钢材料进行水洗，然后进行除油脱脂，再进行水洗；
2）采用表调液在35-45℃对钢材料进行表面调整1min-3min，钢材料出槽时手感粘连且表面光滑；
3）中和：将经表面调整后的钢材料用皂化液进行中和1-2min；
4）磷化：用所述的磷化液对钢材料采用浸磷方式进行磷化，时间为12-20min，温度75-80℃；
将磷化后的钢材料水洗，吹干得到磷化完成的合金钢材料。
所述除油脱脂后的水洗工艺分为两次进行，首先采用流水洗1min，再采用浸泡洗涤2min。通过两次水洗除油脱脂更充分，清洗更为彻底。
所述的表调液采用磷酸、硝酸镍及络合剂配成，磷酸：硝酸镍：络合剂的配方重量比为1：2：0.5，能有效活化钢材料表面，形成一种黑色膜，从而使磷化过程稳定。
本发明提供的磷化液在磷化过程中不需酸洗，无酸洗后余酸排放，节能环保；通过本发明提供的磷化液及磷化工艺进行处理后的合金钢材料，其表面磷化膜厚、且细致，盐雾试验可达30h，是传统磷化的2-3倍；而且磷化处理的时间短，适用于自动化生产线作业；同时能消除Cr、Mn元素在磷化过程中对磷化反应的影响，使得磷化效果更好。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但实施例仅在于说明本发明，而不是对其进行限制。
实施例1：一种合金钢材料用磷化液，该磷化液的配方为
Zn（H2PO4）2       70g/L，
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          100g/L，
Mn（NO3）2      30g/L；
调整该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度保持在75-80℃，其中溶剂为水。
采用上述所得的磷化液对合金钢材料进行磷化的工艺，包括以下步骤：
1）先将42CrMo钢材料进行水洗，然后进行除油脱脂，再进行两次水洗，一次为流水洗涤1min，另一次为浸泡洗涤2min；
2）采用表调液在35-45℃对钢材料进行表面调整1min-3min，钢材料出槽时手感粘连且表面光滑；表调液的具体配方为磷酸：硝酸镍：络合剂的配方重量比为1：2：0.5，所述络合剂为柠檬酸。
3）中和：将经表面调整后的钢材料用皂化液进行中和1-2min；
4）磷化：用所配制的磷化液对42CrMo钢材料采用浸磷方式进行磷化，时间为12min，温度75-80℃；
将磷化后的钢材料水洗，吹干得到磷化完成的合金钢材料。
实施例2：
一种合金钢材料的磷化工艺，具体步骤为：
1）先将合金钢材料（20CrMoTi）进行水洗，然后进行除油脱脂，再进行两次水洗，一次为流水洗涤1min，另一次为浸泡洗涤2min；
2）采用表调液在35-45℃对钢材料进行表面调整1min-3min，钢材料出槽时手感粘连且表面光滑；表调液的具体配方为磷酸：硝酸镍：络合剂的重量比为1：2：0.5，所述络合剂为酒石酸。
3）中和：将经表面调整后的钢材料用皂化液进行中和1-2min；
4）磷化：配制磷化液，其中磷化液含有
Zn（H2PO4）2       90g/L，
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          90g/L，
Mn（NO3）2      20g/L；调整该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度保持在75-80℃；然后将合金钢材料进入磷化液中进行磷化，时间为
用所配制的磷化液对42CrMo钢材料采用浸磷方式进行磷化，时间为20min，温度75-80℃；
将磷化后的钢材料水洗，吹干得到磷化完成的合金钢材料。
实施例3：
一种合金钢材料的磷化工艺，具体步骤为：
1）先将镍合金钢材料进行水洗，然后进行除油脱脂，再进行两次水洗，一次为流水洗涤1min，另一次为浸泡洗涤2min；
2）采用表调液在35-45℃对钢材料进行表面调整1min-3min，钢材料出槽时手感粘连且表面光滑；表调液的具体配方为磷酸：硝酸镍：络合剂的重量比为1：2：0.5，所述络合剂为柠檬酸。
3）中和：将经表面调整后的钢材料用皂化液进行中和1-2min；
4）磷化：配制磷化液，其中磷化液含有
Zn（H2PO4）2       80g/L，
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          80g/L，
Mn（NO3）2      25g/L；调整该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度保持在75-80℃；然后将合金钢材料进入磷化液中进行磷化，时间为
用所配制的磷化液对42CrMo钢材料采用浸磷方式进行磷化，时间为15min，温度75-80℃；
将磷化后的钢材料水洗，吹干得到磷化完成的合金钢材料。
通过该工艺磷化的合金钢的效果比采用传统的磷化液及工艺处理的更好：第一是环保，无酸洗后余酸排放；第二表面磷化膜厚、且细致，盐雾试验可达30h，是传统磷化的2-3倍；第三磷化时间短，适用于自动化生产线作业。

Claims (5)

1.一种合金钢材料用磷化液，其特征在于：包括以重量份计的以下组分：
Zn（H2PO4）2       70-90g/L，
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          80-100g/L，
Mn（NO3）2      20-30g/L；
该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度为75-80℃。
2.根据权利要求1所述的合金钢材料用磷化液，其特征在于：包括以重量份计的以下组分：
Zn（H2PO4）2       80 g/L ， 
Ni（NO3）2       7g/L，
Zn（NO3）2          80g/L，
Mn（NO3）2      20g/L；
该磷化液的游离酸为6-10，总酸度为55-70，温度为75-80℃。
3.采用权利要求1或2所述的磷化液对合金钢材料进行磷化的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）先将合金钢材料进行水洗，然后进行除油脱脂，再进行水洗；
2）采用表调液在35-45℃对钢材料进行表面调整1min-3min，钢材料出槽时手感粘连且表面光滑；
3）中和：将经表面调整后的钢材料用皂化液进行中和1-2min；
4）磷化：用所述的磷化液对钢材料采用浸磷方式进行磷化，时间为12-20min，温度75-80℃；
将磷化后的钢材料水洗，吹干得到磷化完成的合金钢材料。
4.根据权利要求3所述的磷化工艺，其特征在于：所述除油脱脂后的水洗工艺分为两次进行，首先采用流水洗1min，再采用浸泡洗涤2min。
5.根据权利要求3所述的磷化工艺，其特征在于：所述的表调液采用磷酸、硝酸镍及络合剂配成，其中磷酸：硝酸镍：络合剂的配方重量比为1：2：0.5。
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