CN104805429A - 镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，具体操作过程如下：配置基础溶液，将基础溶液溶解于30～60℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值将游离酸度、总酸度及氧化剂浓度调整至设定值；然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中1～5分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽；通过配置多元复合磷化液及配以合理的施加工艺，钢板表面形成均匀的磷化皮膜，并且磷化皮膜厚度符合要求，直径≤10微米，并且具有良好的耐碱性能，能够满足后续电泳涂装指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法。
背景技术
在汽车制造领域，通常使用焊接工艺热浸镀钢板(热浸镀锌、合金化热镀锌)与冷轧钢板结合在一起以保证特殊部位的防腐蚀性能。但在后续的磷化工艺中，由于热浸镀层钢板与冷轧钢板在成分、表面状况等方面有着巨大的差异，导致普通的磷化工艺难以保证这两种材料同时得到良好的磷化膜，从而不能满足后续涂装要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以实现对镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板三种不同属性的金属材料的同槽浸渍磷化，并且得到的磷化膜性能指标满足后续电泳涂装指标要求的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，具体操作过程如下：
配置基础溶液，将基础溶液溶解于30～60℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值将游离酸度、总酸度及氧化剂浓度调整至设定值；然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中1～5分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
所述游离酸度、总酸度及氧化剂浓度的设定值为游离酸度0.5～1.6、总酸度17～30、氧化剂浓度3.0～5.0g/L。
在镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板表面形成均匀的磷化皮膜，其镀锌钢板磷化皮膜重量为3.0～5.0克/平方米、合金化镀锌钢板磷化皮膜重量为3.5～6.0克/平方米、冷轧钢板表面磷化皮膜重量为1.5～3.0克/平方米；并且磷化皮膜直径≤10微米。
所述基础溶液由磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙按比例溶解在水中得到；磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙的质量配比为：磷酸锌：200～260g/L、硫酸镍：1.5～2.8g/L、碳酸锰：0.1～0.4g/L、磷酸钙：0.5～1.0g/L。
所述添加剂为15％～20％质量浓度的氢氧化钠溶液及5～10％质量浓度的次氯酸钠、20％～30％质量浓度的硝酸钠和1％～5％质量浓度的氟化钠中的一种或几种。
所述添加剂中氢氧化钠按照10～15g/L质量配比、硝酸钠按照0.5～1.0g/L和/或次氯酸钠按照1.0～2.0g/L和/或氟化钠按照0.3～0.5g/L依次按照比例溶解在基础溶液中。
所述磷化液中金属离子和磷酸根离子所占比例为0.23～0.30之间。
磷化膜重量在70℃、5％质量浓度铬酸中浸渍10分钟后，用清水洗净表面，并烘干后，测量前后差值并除以试样两面面积之和。
本发明的优点在于：该镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，通过配置多元复合磷化液及配以合理的施加工艺，表面形成均匀的磷化皮膜，热浸镀锌后的镀锌钢板表面磷化皮膜重量为3.0～5.0g/m2、合金化热浸镀锌钢板表面磷化皮膜重量为3.5～6.0g/m2时、冷轧钢板表面磷化皮膜重量为1.5～3.0g/m2；并且磷化皮膜直径≤10微米，并且具有良好的耐碱性能，能够满足后续电泳涂装指标要求。
具体实施方式
下面通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
该镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，具体操作过程如下：
配置基础溶液，将基础溶液溶解于30～60℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度0.5～1.6、总酸度17～30、氧化剂浓度3.0～5.0g/L；然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中1～5分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
在镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板表面形成均匀的磷化皮膜，其镀锌钢板磷化皮膜重量为3.0～5.0克/平方米、合金化镀锌钢板磷化皮膜重量为3.5～6.0克/平方米、冷轧钢板表面磷化皮膜重量为1.5～3.0克/平方米；并且磷化皮膜直径≤10微米。
基础溶液由磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙按比例溶解在水中得到；磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙的质量配比为：磷酸锌：200～260g/L、硫酸镍：1.5～2.8g/L、碳酸锰：0.1～0.4g/L、磷酸钙：0.5～1.0g/L。
添加剂为15％～20％质量浓度的氢氧化钠溶液及氧化剂，氧化剂为5～10％质量浓度的次氯酸钠、20％～30％质量浓度的硝酸钠和1％～5％质量浓度的氟化钠中的一种或几种。
添加剂中氢氧化钠按照10～15g/L质量配比、硝酸钠按照0.5～1.0g/L和/或次氯酸钠按照1.0～2.0g/L和/或氟化钠按照0.3～0.5g/L依次按照比例溶解在基础溶液中。
磷化液中金属离子和磷酸根离子所占比例为0.23～0.30之间。
磷化膜重量在70℃、5％质量浓度铬酸中浸渍10分钟后，用清水洗净表面，并烘干后，测量前后差值并除以试样两面面积之和。
实施例1
配置基础溶液，将基础溶液溶解于50℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度1.0、总酸度28、氧化剂浓度4.0g/L；取表面无油且无其他脏污、杂质的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板与冷轧钢板；
然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中2分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
测试：
1、磷化膜直径
采用扫描电子显微镜观察。
2、磷化膜重量
在70℃、5％铬酸中浸渍10分钟后，用清水洗净表面，并烘干后，测量前后差值并除以试样两面面积之和。
3、耐碱性能
浸渍于2％氢氧化钠溶液中5分钟，用清水冲洗干净并烘干后，测量前后差值，并除以原始重量。
以上性能测试结果见表1。
实施例2
配置基础溶液，将基础溶液溶解于50℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度0.5、总酸度30、氧化剂浓度3.8g/L；取表面无油且无其他脏污、杂质的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板与冷轧钢板；
然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中3分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
测试：
1、磷化膜直径测试同实施例1。
2、磷化膜重量同实施例1。
3、耐碱性能同实施例1。
以上性能测试结果见表1。
实施例3
配置基础溶液，将基础溶液溶解于30℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度1.2、总酸度30、氧化剂浓度3.7g/L；取表面无油且无其他脏污、杂质的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板与冷轧钢板；
然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中4分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
测试：
1、磷化膜直径测试同实施例1。
2、磷化膜重量同实施例1。
3、耐碱性能同实施例1。
以上性能测试结果见表1。
实施例4
配置基础溶液，将基础溶液溶解于40℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度1.1、总酸度28、氧化剂浓度3.5g/L；取表面无油且无其他脏污、杂质的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板与冷轧钢板；
然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中1分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
测试：
1、磷化膜直径测试同实施例1。
2、磷化膜重量同实施例1。
3、耐碱性能同实施例1。
以上性能测试结果见表1。
实施例5
配置基础溶液，将基础溶液溶解于60℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值调整至游离酸度1.1、总酸度26、氧化剂浓度4.0g/L；取表面无油且无其他脏污、杂质的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板与冷轧钢板；
然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中5分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
测试：
1、磷化膜直径测试同实施例1。
2、磷化膜重量同实施例1。
3、耐碱性能同实施例1。
以上性能测试结果见表1。
对比例：
1.采用市售普通磷化液
2.热镀锌钢板，同实施例1。
3.将对比例处理液对热镀锌钢板原板进行表面处理，时间2分钟。
4.磷化膜直径测试同实施例1
5.磷化膜重量同实施例1
6.耐碱性能同实施例1
以上性能测试结果见表1。
表1 测量结果
由以上实施例可知，按本发明可以实现对镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板三种不同属性的金属材料的同槽浸渍磷化，并且得到的磷化膜性能指标能够满足后续电泳涂装指标要求。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：具体操作过程如下：
配置基础溶液，将基础溶液溶解于30～60℃的水中，并不断搅拌；待搅拌均匀后，在不断搅拌的情况下将添加剂依次按照比例溶解在其中得到磷化液；加入添加剂的过程中测量磷化液的游离酸度、总酸度及氧化剂浓度，并根据测量值将游离酸度、总酸度及氧化剂浓度调整至设定值；然后将镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板浸渍在配成的磷化液中1～5分钟后取出、水洗后，进入电泳涂装槽。
2.如权利要求1所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：所述游离酸度、总酸度及氧化剂浓度的设定值为游离酸度0.5～1.6、总酸度17～30、氧化剂浓度3.0～5.0g/L。
3.如权利要求1或2所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：在镀锌钢板、合金化镀锌钢板及冷轧钢板表面形成均匀的磷化皮膜，其镀锌钢板磷化皮膜重量为3.0～5.0克/平方米、合金化镀锌钢板磷化皮膜重量为3.5～6.0克/平方米、冷轧钢板表面磷化皮膜重量为1.5～3.0克/平方米；并且磷化皮膜直径≤10微米。
4.如权利要求1或2所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：所述基础溶液由磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙按比例溶解在水中得到；磷酸锌、硫酸镍、碳酸锰和磷酸钙的质量配比为：磷酸锌：200～260g/L、硫酸镍：1.5～2.8g/L、碳酸锰：0.1～0.4g/L、磷酸钙：0.5～1.0g/L。
5.如权利要求1或2所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：所述添加剂为15％～20％质量浓度的氢氧化钠溶液及5～10％质量浓度的次氯酸钠、20％～30％质量浓度的硝酸钠和1％～5％质量浓度的氟化钠中的一种或几种。
6.如权利要求4所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：所述添加剂中氢氧化钠按照10～15g/L质量配比、硝酸钠按照0.5～1.0g/L和/或次氯酸钠按照1.0～2.0g/L和/或氟化钠按照0.3～0.5g/L依次按照比例溶解在基础溶液中。
7.如权利要求6所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：所述磷化液中金属离子和磷酸根离子所占比例为0.23～0.30之间。
8.如权利要求7所述的镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法，其特征在于：磷化膜重量在70℃、5％质量浓度铬酸中浸渍10分钟后，用清水洗净表面，并烘干后，测量前后差值并除以试样两面面积之和。
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