CN109280910A - 一种化工泵表面磷化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化工泵表面磷化处理工艺，涉及化工泵技术领域，包括以下步骤：（1）清洗液处理；（2）化工泵泵壳表面改性处理；（3）磷化处理；本发明处理后得到的磷化膜不仅光滑致密，同时附着力好，耐腐蚀性强；经过本发明工艺处理后，盐雾试验（5%中性盐雾）在100h以上。
Description
技术领域
本发明属于化工泵技术领域，具体涉及一种化工泵表面磷化处理工艺。
背景技术
化工泵是全国联合设计的节能泵，泵的性能，技术要求，根据国际标准所规定的性能和尺寸设计的，其优点：全系列水利性能布局合理，用户选择范围宽，“后开式”结构，检修方便、效率和吸程达到国际先进水平，广泛用于工业、城市给水、排水、亦可用于农田、果园排灌，供输送清水或物理及化学性质类似清水的其他液体之用，在很多领域中，化学泵泵壳采用20号不锈钢制备，在加工时，需要对不锈钢表面进行表面处理，提升防腐蚀性能，磷化作用是增强涂装膜层与工件间结合力，但是现有的高温表面磷化处理，成膜不稳定，磷化膜容易脱落，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物难清理。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种化工泵表面磷化处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种化工泵表面磷化处理工艺，包括以下步骤：
（1）清洗液处理：
将化工泵泵壳采用清洗液进行完全浸泡20-22min，并采用超声波处理40s，然后取出，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重；所述清洗液按重量份计由以下成分制成：氢氧化钠6、柠檬酸钠1.2、磷酸钠0.5、碳酸钠2.8、去离子水50；
（2）化工泵泵壳表面改性处理：
对上述处理后的化工泵泵壳采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理，然后再采用多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理，涂刷后，再将化工泵泵壳放在室温下静置1-1.2小时，然后再在惰性气体氛围下，将化工泵泵壳放入偶联剂溶液中，加热至80-82℃，浸泡2min后，再向偶联剂溶液中添加其质量1.2-1.3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.3-0.5%的N-N二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，再继续浸泡1.5小时，然后取出，采用去离子水对化工泵泵壳表面清洗至中性，烘干至恒重；
（3）磷化处理：
将步骤（2）处理后的化工泵泵壳加热至60℃，然后放入常温的磷化处理剂中浸泡1.5min后，取出，再加热至80℃，然后再放回磷化处理剂中，继续浸泡2min，然后再采用超声波处理15min，取出化工泵泵壳，采用去离子水对化工泵泵壳进行清洗至中性，烘干至恒重，即可。
进一步的，步骤（1）中所述超声波功率为500W，频率为32kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理时，在氦气气氛中，以功率为250W的等离子体处理35秒，气体流量为26mL/min。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液浓度为0.38mol/L。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理时，涂刷量为255mL/m²。
进一步的，步骤（2）中所述惰性气体为氮气。
进一步的，步骤（2）中所述偶联剂溶液为质量分数为9.5%的有机硅烷偶联剂溶液。
进一步的，步骤（3）所述磷化处理剂按重量份计由以下成分制成：磷酸4-6、磷酸锌5-8、硝酸1.2-1.4、磷酸二氢钾2.2-2.4、三氟醋酸锌0.3-0.5、三苯基膦0.12-0.15、水60-65。
进一步的，步骤（3）所述超声波功率为800W，频率为500kHz。
有益效果：本发明处理后得到的磷化膜不仅光滑致密，同时附着力好，耐腐蚀性强；经过本发明工艺处理后，盐雾试验（5%中性盐雾）在100h以上，耐蚀性能非常好；本发明的处理工艺处理后的化工泵泵壳表面，磷化成膜稳定性好，大大提高了磷化处理后磷化膜的致密性和均匀性，磷化膜附着力高，提高了化学泵泵壳的耐腐蚀性和耐磨性，磷化膜纯度高，沉淀物易清理，磷化处理的时间短，而且解决了传统高温磷化处理中磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物难清理的问题，提高了磷化的效率；利用本发明制备磷化处理剂进行处理，通过对化工泵泵壳表面进行改性处理，能够在化工泵泵壳表面引入活性基团，从而使得后续磷化处理时，化工泵泵壳基体金属表面在形成磷化膜的过程中，由锌盐形成的磷酸盐在附着基体金属时，磷化处理剂中添加的三苯基膦，使基体金属表面不会堆积过多的磷酸盐，同时三氟醋酸锌能够促使磷化膜的分子网状结构的形成，并且在磷酸盐附着于基体金属表面的过程中，使基体金属表面形成致密的磷化膜层。由于磷化处理前化工泵泵壳表面引入的活性基团还能够牢固的吸附磷化膜分子，同时促使了磷化膜离子的细化，防止磷化膜杂晶的形成，使附着于基体金属表面的磷化膜层均匀。
具体实施方式
实施例1
一种化工泵表面磷化处理工艺，包括以下步骤：
（1）清洗液处理：
将化工泵泵壳采用清洗液进行完全浸泡20min，并采用超声波处理40s，然后取出，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重；所述清洗液按重量份计由以下成分制成：氢氧化钠6、柠檬酸钠1.2、磷酸钠0.5、碳酸钠2.8、去离子水50；
（2）化工泵泵壳表面改性处理：
对上述处理后的化工泵泵壳采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理，然后再采用多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理，涂刷后，再将化工泵泵壳放在室温下静置1小时，然后再在惰性气体氛围下，将化工泵泵壳放入偶联剂溶液中，加热至80℃，浸泡2min后，再向偶联剂溶液中添加其质量1.2%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.3%的N-N二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，再继续浸泡1.5小时，然后取出，采用去离子水对化工泵泵壳表面清洗至中性，烘干至恒重；
（3）磷化处理：
将步骤（2）处理后的化工泵泵壳加热至60℃，然后放入常温的磷化处理剂中浸泡1.5min后，取出，再加热至80℃，然后再放回磷化处理剂中，继续浸泡2min，然后再采用超声波处理15min，取出化工泵泵壳，采用去离子水对化工泵泵壳进行清洗至中性，烘干至恒重，即可。
进一步的，步骤（1）中所述超声波功率为500W，频率为32kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理时，在氦气气氛中，以功率为250W的等离子体处理35秒，气体流量为26mL/min。
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进一步的，步骤（3）所述磷化处理剂按重量份计由以下成分制成：磷酸4、磷酸锌5、硝酸1.2、磷酸二氢钾2.2、三氟醋酸锌0.3、三苯基膦0.12、水60。
进一步的，步骤（3）所述超声波功率为800W，频率为500kHz。
实施例2
一种化工泵表面磷化处理工艺，包括以下步骤：
（1）清洗液处理：
将化工泵泵壳采用清洗液进行完全浸泡22min，并采用超声波处理40s，然后取出，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重；所述清洗液按重量份计由以下成分制成：氢氧化钠6、柠檬酸钠1.2、磷酸钠0.5、碳酸钠2.8、去离子水50；
（2）化工泵泵壳表面改性处理：
对上述处理后的化工泵泵壳采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理，然后再采用多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理，涂刷后，再将化工泵泵壳放在室温下静置1.2小时，然后再在惰性气体氛围下，将化工泵泵壳放入偶联剂溶液中，加热至82℃，浸泡2min后，再向偶联剂溶液中添加其质量1.3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.5%的N-N二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，再继续浸泡1.5小时，然后取出，采用去离子水对化工泵泵壳表面清洗至中性，烘干至恒重；
（3）磷化处理：
将步骤（2）处理后的化工泵泵壳加热至60℃，然后放入常温的磷化处理剂中浸泡1.5min后，取出，再加热至80℃，然后再放回磷化处理剂中，继续浸泡2min，然后再采用超声波处理15min，取出化工泵泵壳，采用去离子水对化工泵泵壳进行清洗至中性，烘干至恒重，即可。
进一步的，步骤（1）中所述超声波功率为500W，频率为32kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理时，在氦气气氛中，以功率为250W的等离子体处理35秒，气体流量为26mL/min。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液浓度为0.38mol/L。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理时，涂刷量为255mL/m²。
进一步的，步骤（2）中所述惰性气体为氮气。
进一步的，步骤（2）中所述偶联剂溶液为质量分数为9.5%的有机硅烷偶联剂溶液。
进一步的，步骤（3）所述磷化处理剂按重量份计由以下成分制成：磷酸6、磷酸锌8、硝酸1.4、磷酸二氢钾2.4、三氟醋酸锌0.5、三苯基膦0.15、水65。
进一步的，步骤（3）所述超声波功率为800W，频率为500kHz。
实施例3
一种化工泵表面磷化处理工艺，包括以下步骤：
（1）清洗液处理：
将化工泵泵壳采用清洗液进行完全浸泡21min，并采用超声波处理40s，然后取出，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重；所述清洗液按重量份计由以下成分制成：氢氧化钠6、柠檬酸钠1.2、磷酸钠0.5、碳酸钠2.8、去离子水50；
（2）化工泵泵壳表面改性处理：
对上述处理后的化工泵泵壳采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理，然后再采用多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理，涂刷后，再将化工泵泵壳放在室温下静置1.1小时，然后再在惰性气体氛围下，将化工泵泵壳放入偶联剂溶液中，加热至81℃，浸泡2min后，再向偶联剂溶液中添加其质量1.25%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.4%的N-N二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，再继续浸泡1.5小时，然后取出，采用去离子水对化工泵泵壳表面清洗至中性，烘干至恒重；
（3）磷化处理：
将步骤（2）处理后的化工泵泵壳加热至60℃，然后放入常温的磷化处理剂中浸泡1.5min后，取出，再加热至80℃，然后再放回磷化处理剂中，继续浸泡2min，然后再采用超声波处理15min，取出化工泵泵壳，采用去离子水对化工泵泵壳进行清洗至中性，烘干至恒重，即可。
进一步的，步骤（1）中所述超声波功率为500W，频率为32kHz。
进一步的，步骤（2）中所述的采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理时，在氦气气氛中，以功率为250W的等离子体处理35秒，气体流量为26mL/min。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液浓度为0.38mol/L。
进一步的，步骤（2）中所述多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理时，涂刷量为255mL/m²。
进一步的，步骤（2）中所述惰性气体为氮气。
进一步的，步骤（2）中所述偶联剂溶液为质量分数为9.5%的有机硅烷偶联剂溶液。
进一步的，步骤（3）所述磷化处理剂按重量份计由以下成分制成：磷酸5、磷酸锌6、硝酸1.3、磷酸二氢钾2.3、三氟醋酸锌0.4、三苯基膦0.13、水62。
进一步的，步骤（3）所述超声波功率为800W，频率为500kHz。
对比例1：与实施例1区别仅在于不经过步骤（1）处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于不经过步骤（2）处理。
对比例3：与实施例1区别仅在于步骤（2）中不添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和N-N二甲基甲酰胺。
对比例4：与实施例1区别仅在于步骤（3）中磷化处理剂替换为申请号：201710147352.3磷化剂。
对比例5：与实施例1区别仅在于步骤（3）中不对化工泵泵壳进行升温处理，采用加热磷化处理剂至其升温温度，化工泵泵壳采用常温。
将规格相同的20号不锈钢板为试样采用实施例与对比例方法进行处理，对比：
外观：按照GB/T6807标准进行检测；
耐碱性：在25℃下条件下将磷化膜试样浸于pH值为13的NaOH溶液8.5min，取出试片后用水冲净、干燥，准确地称取碱蚀前后磷化试样的质量，以碱蚀失重的质量进行耐碱性评定；
表1
| 附着力/MPa | 外观 | 耐碱性/% | |
| 实施例均值 | 6.8 | 光滑致密 | 0.32 |
| 对比例1 | 6.2 | 光滑致密 | 0.33 |
| 对比例2 | 3.8 | 较光滑 | 0.99 |
| 对比例3 | 5.9 | 光滑致密 | 0.45 |
| 对比例4 | 4.6 | 微发黄 | 5.88 |
| 对比例5 | 6.3 | 光滑致密 | 0.38 |
由表1可以看出本发明处理后得到的磷化膜不仅光滑致密，同时附着力好，耐腐蚀性强。
Claims (9)
1.一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）清洗液处理：
将化工泵泵壳采用清洗液进行完全浸泡20-22min，并采用超声波处理40s，然后取出，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重；所述清洗液按重量份计由以下成分制成：氢氧化钠6、柠檬酸钠1.2、磷酸钠0.5、碳酸钠2.8、去离子水50；
（2）化工泵泵壳表面改性处理：
对上述处理后的化工泵泵壳采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理，然后再采用多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理，涂刷后，再将化工泵泵壳放在室温下静置1-1.2小时，然后再在惰性气体氛围下，将化工泵泵壳放入偶联剂溶液中，加热至80-82℃，浸泡2min后，再向偶联剂溶液中添加其质量1.2-1.3%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.3-0.5%的N-N二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，再继续浸泡1.5小时，然后取出，采用去离子水对化工泵泵壳表面清洗至中性，烘干至恒重；
（3）磷化处理：
将步骤（2）处理后的化工泵泵壳加热至60℃，然后放入常温的磷化处理剂中浸泡1.5min后，取出，再加热至80℃，然后再放回磷化处理剂中，继续浸泡2min，然后再采用超声波处理15min，取出化工泵泵壳，采用去离子水对化工泵泵壳进行清洗至中性，烘干至恒重，即可。
2.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（1）中所述超声波功率为500W，频率为32kHz。
3.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述的采用低温等离子体表面处理仪对化工泵泵壳进行表面处理时，在氦气气氛中，以功率为250W的等离子体处理35秒，气体流量为26mL/min。
4.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述多巴胺溶液浓度为0.38mol/L。
5.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述多巴胺溶液对处理后的化工泵泵壳表面进行均匀涂刷处理时，涂刷量为255mL/m²。
6.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述惰性气体为氮气。
7.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述偶联剂溶液为质量分数为9.5%的有机硅烷偶联剂溶液。
8.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述磷化处理剂按重量份计由以下成分制成：磷酸4-6、磷酸锌5-8、硝酸1.2-1.4、磷酸二氢钾2.2-2.4、三氟醋酸锌0.3-0.5、三苯基膦0.12-0.15、水60-65。
9.如权利要求1所述的一种化工泵表面磷化处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述超声波功率为800W，频率为500kHz。
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