CN104342697A - 免抛光的薄膜型磷化方法及其应用 - Google Patents

免抛光的薄膜型磷化方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了免抛光的薄膜型磷化方法及其应用，该方法包括：(1)对工件进行脱脂处理，并将经过脱脂处理的工件进行水洗；(2)利用表调剂对经过水洗的工件进行表面调整处理，其中，所述表调剂含有：表调剂VM 3～10Kg/m3；(3)利用磷化配成工作液对经过表面调整处理的工件进行磷化处理，其中，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：THNM2磷化剂50～100Kg/m3，TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3；(4)对经过磷化处理的工件依次进行水洗处理、防锈处理和干燥处理。利用该方法能够制得致密、均匀、薄膜型的磷化膜，所得到的磷化膜表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好，可达到免除后续抛光处理工序的效果。

Description

免抛光的薄膜型磷化方法及其应用
技术领域
本发明涉及磷化处理领域，具体地，涉及免抛光的薄膜型磷化方法及其应用。
背景技术
磷化是常用的表面前处理技术，原理上属于化学转化膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属(如铝、锌)也可应用磷化，磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程。磷酸盐皮膜化成是一种腐蚀反应，将腐蚀成份停留在金属表面，用巧妙的方法利用腐蚀生成物转化为一种皮膜。所形成的磷酸盐转化皮膜称为磷化膜。磷化的目的是给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；磷酸锰皮膜的耐磨性较好，可以使皮膜因压力减少应力，增加润滑作用，机械回转、折动部位初期运转阶段起耐磨、润滑作用。
相关的锰系磷化工艺为厚膜型磷化，膜厚约3～5μm，不同部位厚度差异大，厚度尺寸一致性差，磷化粉尘残留、堆积多，表面清洁度较差，表面粗糙度较差；为保证工件的装配配合性，需在磷化工序后增加一道抛光工序进行工件表面刷光。且相关磷化工艺存在制造成本高、加工品质不稳定、作业环境差等不足。
因而，目前的磷化工艺仍有待改善。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种工艺简单、制造成本低、能够改善磷化品质和作业环境的免抛光的薄膜型磷化方法，利用该方法制得的磷化膜致密、均匀、表面清洁度高、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好，可达到免除后续抛光处理工序的效果。
在本发明的第一方面，本发明提供了一种免抛光的薄膜型磷化方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)对工件进行脱脂处理，并将经过脱脂处理的工件进行水洗；(2)利用表调剂对经过水洗的工件进行表面调整处理，其中，所述表调剂含有：表调剂VM3～10Kg/m3；(3)利用磷化配成工作液对经过表面调整处理的工件进行磷化处理，其中，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：THNM2磷化剂50～100Kg/m3，TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3；以及(4)对经过磷化处理的工件依次进行水洗处理、防锈处理和干燥处理。发明人发现，利用该方法能够制得致密、均匀、薄膜型的磷化膜，所得到的磷化膜表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好，可达到免除后续抛光处理工序的效果，不仅制备工艺简单，且能够有效降低制造成本、改善磷化品质和作业环境。
根据本发明的实施例，在所述步骤(1)中，于30～60摄氏度条件下，进行所述脱脂处理。由此，能够有效清除工件表面的油污，有利于后续步骤的进行。
根据本发明的实施例，在所述步骤(1)中，于室温条件下，利用纯水对所述经过脱脂处理的工件进行所述水洗50～100秒。由此，能够将脱脂处理后的槽液清洗干净，避免槽液进入下一工序而造成污染。
根据本发明的实施例，在所述步骤(2)中，于室温条件下，进行所述表面调整处理50～100秒。
根据本发明的实施例，在所述步骤(3)中，于80～100摄氏度条件下，进行所述磷化处理150～220秒。由此，能够形成致密、厚度均匀的磷化膜。
根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。由此，有利于磷化膜的形成，酸度过高或过低形成磷化膜的效果均不理想。
根据本发明的实施例，所述步骤(4)中，于室温条件下，利用纯水进行所述水洗处理50～100秒。由此，可以有效将上一步骤的处理也清洗赶紧，避免进入下一工序造成污染。
根据本发明的实施例，所述步骤(4)中，于80～100摄氏度条件下，进行所述防锈处理50～100秒。由此，防锈效果理想。
根据本发明的实施例，所述步骤(4)中，于100～180摄氏度条件下，进行所述干燥处理150～220秒。
本发明的免抛光的薄膜型磷化方法具有以下优点：能在精加工零件上制得一层致密、均匀、薄膜型的磷化膜，膜层表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好的状态，且膜层附着力高，可达到免除后工序抛光处理的效果，可降低磷化后工件表面处理制造成本、改善零件装配品质，改善作业环境。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种磷化配成工作液。根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：THNM2磷化剂50～100Kg/m3，TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3。利用本发明的磷化配成工作液，能够有效对工件进行磷化处理，形成均匀、致密的磷化膜。
根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。由此，有利于磷化膜的形成，酸度过高或过低形成磷化膜的效果均不理想。
在本发明的第三方面，本发明提供了一种工件。根据本发明的实施例，所述工件通过前面所述的方法进行磷化处理。
在本发明的第四方面，本发明提供了一种压缩机。根据本发明的实施例，所述压缩机的至少一部分为前面所述的工件。
附图说明
图1显示了根据本发明的一个实施例，免抛光的薄膜型磷化方法的流程示意图，
图2显示了根据本发明的一个实施例，经过磷化处理后的工件的外观图片；以及
图3显示了根据本发明的一个实施例，经过磷化处理后的工件表面磷化膜的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的第一方面，本发明提供了一种免抛光的薄膜型磷化方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括：
S100：对工件进行脱脂处理，并将经过脱脂处理的工件进行水洗。
根据本发明的实施例，可以于30～60摄氏度条件下，进行所述脱脂处理。由此，能够有效清除工件表面的油污，有利于后续步骤的进行，温度过高或过低，或者时间过长或过短，效果均不理想。
根据本发明的实施例，于室温条件下，利用纯水对所述经过脱脂处理的工件进行所述水洗50～100秒。由此，能够将脱脂处理后的槽液清洗干净，避免槽液进入下一工序而造成污染。水洗时间过短，槽液清洗不彻底，水洗时间过长，则造成时间、水的浪费，不利于经济效益的提高。
根据本发明的实施例，为了保证油污去除更彻底，所述脱脂处理可以包括预脱脂和脱脂。
S200：利用表调剂对经过水洗的工件进行表面调整处理，其中，所述表调剂含有：表调剂VM3～10Kg/m3。由此，表面调整的效果较好。
根据本发明的实施例，可以在室温条件下，进行所述表面调整处理50～100秒。由此，表面调整效果理想，有利于后续步骤的进行。
S300：利用磷化配成工作液对经过表面调整处理的工件进行磷化处理，其中，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：THNM2磷化剂50～100Kg/m3，TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3。由此，能够有效形成致密、均匀的磷化膜，且膜层表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好的状态，且膜层附着力高，可达到免除后工序抛光处理的效果。
根据本发明的实施例，可以在80～100摄氏度条件下，进行所述磷化处理150～220秒。由此，能够形成致密、厚度均匀的磷化膜，温度过高或过低，或者时间过长或过短，效果均不理想。
根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。由此，有利于磷化膜的形成，酸度过高或过低形成磷化膜的效果均不理想。
S400：对经过磷化处理的工件依次进行水洗处理、防锈处理和干燥处理。
根据本发明的实施例，可以于室温条件下，利用纯水进行所述水洗处理50～100秒。由此，可以有效地将一步骤的处理液清洗干净，避免造成污染。水洗时间过短，槽液清洗不彻底，水洗时间过长，则造成时间、水的浪费。
根据本发明的实施例，于80～100摄氏度条件下，进行所述防锈处理50～100秒。由此，防锈效果理想。
根据本发明的实施例，可以在100～180摄氏度条件下，进行所述干燥处理150～220秒。由此，干燥效果较好。
根据本发明的实施例，比较传统磷化工艺，本发明的免抛光薄膜型磷化处理结果如下表表示：
本发明的免抛光的薄膜型磷化方法能够有效在精加工零件上制得一层致密、均匀、薄膜型的磷化膜，膜层表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好的状态，且膜层附着力高，可达到免除后工序抛光处理的效果，可降低磷化后工件表面处理制造成本、改善零件装配品质，改善作业环境。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种磷化配成工作液。根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：THNM2磷化剂50～100Kg/m3，TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3。利用本发明的磷化配成工作液，能够有效对工件进行磷化处理，形成均匀、致密的磷化膜。
根据本发明的实施例，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。由此，有利于磷化膜的形成，酸度过高或过低形成磷化膜的效果均不理想。
在本发明的第三方面，本发明提供了一种工件。根据本发明的实施例，所述工件通过前面所述的方法进行磷化处理。由此，所述工件表面形成由致密、均匀的磷化膜，膜层表面清洁度、表面粗糙度、膜厚度一致性均呈现良好的状态，且膜层附着力高，不需抛光处理即可实现较高的零件装配品质。
在本发明的第四方面，本发明提供了一种压缩机。根据本发明的实施例，所述压缩机的至少一部分为前面所述的工件。由此，该压缩机具有前面所述的工件的所有优点，在此不再一一赘述。
实施例1
实验步骤如下：
(1)预处理：
首先在30℃进行脱脂处理，脱脂处理包括预脱脂和脱脂，彻底清除工件表面油污，脱脂后在常温下进行水洗，所使用水为纯水，水洗时间为50S，将脱脂后的槽液洗干净。
(2)表调：
使用表调剂在常温下进行表面调整处理，所述表调剂按体积浓度，包括以下组分：表调剂VM(二合一)3Kg/m3；所使用水为纯水，处理时间为50S。其中，表调剂VM的成分为锰的无机盐，购自嘉兴市天恒工贸有限公司。
(3)磷化：
使用锰系磷化剂进行磷化处理，所述锰系磷化剂按体积浓度，包括以下组分：THNM2磷化剂50Kg/m3，TH202开缸剂0.5Kg/m3，THNM9调整剂0.2Kg/m3；所使用水为纯水，磷化配成工作液中，游离酸度为2，总酸度为25，磷化处理温度为80℃，处理时间为150S。其中，THNM2磷化剂的具体成分为磷酸锰(Mn2+,PO4 3-)，其中8％水溶液浓度Mn2+≈4000ppm，PO4 3-≈20000ppm，TH202开缸剂的成分为磷酸盐和无机氮化合物，THNM9调整剂的成分为特定磷酸锰，均购自嘉兴市天恒工贸有限公司。
(4)后处理
水洗、防锈、干燥磷化后的工件：水洗为常温水洗，水洗时间为50S，所使用水为纯水；防锈处理温度为80℃，防锈时间为50S，所使用水为纯水；干燥处理温度为100℃，防锈时间为150S。所得到的工件的外观图片见图2。
实施例2
实验步骤如下：
(1)预处理：
首先在45℃进行脱脂处理，脱脂处理包括预脱脂和脱脂，彻底清除工件表面油污，脱脂后在常温下进行水洗，所使用水为纯水，水洗时间为65S，将脱脂后的槽液洗干净。
(2)表调：
使用表调剂在常温下进行表面调整处理，所述表调剂按体积浓度，包括以下组分：表调剂VM(二合一)6Kg/m3；所使用水为纯水，处理时间为75S。
(3)磷化：
使用锰系磷化剂进行磷化处理，所述锰系磷化剂按体积浓度，包括以下组分：THNM2磷化剂80Kg/m3，TH202开缸剂3.5Kg/m3，THNM9调整剂0.45Kg/m3；所使用水为纯水，磷化配成工作液中，游离酸度为3.5，总酸度为35，磷化处理温度为90℃，处理时间为185S。
(4)后处理
水洗、防锈、干燥磷化后的工件：水洗为常温水洗，水洗时间为50S，所使用水为纯水；防锈处理温度为90℃，防锈时间为75S，所使用水为纯水；干燥处理温度为140℃，防锈时间为185S。
实施例3
实验步骤如下：
(1)预处理：
首先在60℃进行脱脂处理，脱脂处理包括预脱脂和脱脂，彻底清除工件表面油污，脱脂后在常温下进行水洗，所使用水为纯水，水洗时间为80S，将脱脂后的槽液洗干净；
(2)表调：
使用表调剂在常温下进行表面调整处理，所述表调剂按体积浓度，包括以下组分：表调剂VM(二合一)10Kg/m3；所使用水为纯水，处理时间为100S。
(3)磷化：
使用锰系磷化剂进行磷化处理，所述锰系磷化剂按体积浓度，包括以下组分：THNM2磷化剂100Kg/m3，TH202开缸剂5Kg/m3，THNM9调整剂0.7Kg/m3；所使用水为纯水，磷化配成工作液中，游离酸度为5，总酸度为45，处理温度为100℃，处理时间为220S。
(4)后处理
水洗、防锈、干燥磷化后的工件：水洗为常温水洗，水洗时间为100S，所使用水为纯水；防锈处理温度为100℃，防锈时间为100S，所使用水为纯水；干燥处理温度为180℃，防锈时间为220S。
所得到的工件表面的扫描电镜照片见图3。由图3可以看出，工件表面的磷化膜致密、均匀，膜层表面清洁度、表面粗糙度均呈现良好的状态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，包括：
(1)对工件进行脱脂处理，并将经过脱脂处理的工件进行水洗；
(2)利用表调剂对经过水洗的工件进行表面调整处理，其中，所述表调剂含有：
表调剂VM  3～10Kg/m3；
(3)利用磷化配成工作液对经过表面调整处理的工件进行磷化处理，其中，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：
THNM2磷化剂50～100Kg/m3，
TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及
THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3；
(4)对经过磷化处理的工件依次进行水洗处理、防锈处理和干燥处理。
2.根据权利要求1所述的免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，于30～60摄氏度条件下，进行所述脱脂处理。
3.根据权利要求1所述的免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，于室温条件下，利用纯水对所述经过脱脂处理的工件进行所述水洗50～100秒。
4.根据权利要求1所述的免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，于室温条件下，进行所述表面调整处理。
5.根据权利要求1所述的免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，于80～100摄氏度条件下，进行所述磷化处理150～220秒。
6.根据权利要求1所述的免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。
7.根据权利要求1所述的一种免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，所述步骤(4)中，于室温条件下，利用纯水进行所述水洗处理50～100秒。
8.根据权利要求1所述的一种免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，所述步骤(4)中，于80～100摄氏度条件下，进行所述防锈处理50～100秒。
9.根据权利要求1所述的一种免抛光的薄膜型磷化方法，其特征在于，所述步骤(4)中，于100～180摄氏度条件下，进行所述干燥处理150～220秒。
10.一种磷化配成工作液，其特征在于，所述磷化配成工作液含有锰系磷化剂，所述锰系磷化剂包括：
THNM2磷化剂50～100Kg/m3，
TH202开缸剂0.5～5Kg/m3，以及
THNM9调整剂0.2～0.7Kg/m3。
11.根据权利要求10所述的磷化配成工作液，其特征在于，所述磷化配成工作液的游离酸度为2～5，总酸度为25～45。
12.一种工件，其特征在于，所述工件通过权利要求1-9中任一项所述的方法进行磷化处理。
13.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机的至少一部分为权利要求12所述的工件。
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