CN110592567A - 一种钢材表面磷化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：a一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：1)水洗处理，用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为一次；2)钢材表面除锈打磨处理，用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；3)水洗处理，用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；4)去油处理，将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理；5)水洗处理，用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗；6)磷化处理；7)水洗处理；8)干燥处理。本发明的钢材表面磷化工艺具备下述有益效果：处理后的钢材表面磷化膜致密而且强度高，而且处理时间短，提高了操作效率。

Description

一种钢材表面磷化工艺
技术领域
本发明涉及酸洗废液回收技术领域，具体涉及一种钢材表面磷化工艺。
背景技术
磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属(如铝、锌)件也可应用磷化。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，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力。
钢丝磷化膜的质量主要取决于磷化液和磷化工艺。配比合理的磷化液，使钢丝磷化之后能够获得均匀、致密、附着力强的磷化膜，并且磷化膜厚度适宜；工艺合理的磷化工艺，是磷化膜成型必要保证；同时磷化工艺也受到磷化装置的影响。因此，要想提高钢丝磷化膜的质量，就需要从磷化液、磷化工艺及磷化装置入手来解决这个问题。
综上所述，现有技术的酸洗磷化过程，钢材表面磷化膜的形成不佳，最终制备得的钢材表面的磷化膜不致密，附着性低，且处理时间较长、处理效果不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提高了一种钢材表面磷化工艺，该钢材表面磷化工艺处理后的钢材表面磷化膜致密而且强度高，而且处理时间短，提高了操作效率。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为一次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料2～3份Na3PO4、2～4份Na2CO3、3～5份Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚1～2份、丙酮缩甘油1～3份，去离子水10～20份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为一次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理。
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
作为进一步的改进，所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠2～4份、磷酸0.2～0.4份、硝酸锌8～10份，间硝酸苯磺酸钠0.1～0.2份、柠檬酸0.1～0.15份、二氧化钛2～3份、硫脲0.05～0.07份、氧化锌0.02～0.03份、草酸0.03～0.07份、硝酸镍0.03～0.07g；钼酸钠0.15～0.25份、稳定剂0.1～0.4份、促进剂0.5～0.8份，余量为水。
作为进一步的改进，所述稳定剂为硬脂酸锌、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡或季戊四醇中的任意一种。
作为进一步的改进，所述促进剂为所述附着力促进剂为硅类附着力促进剂和钛酸酯类附着力促进剂。
作为进一步的改进，所述磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2 分钟；
作为进一步的改进，还包括步骤9)在钢材表面涂覆润滑剂后静置。
作为进一步的改进，所述润滑剂为月桂醇硫酸钠。
作为进一步的改进，所述去油处理处理时间为2～10分钟。
本发明的钢材表面磷化工艺具备下述有益效果：
1)本发明的步骤通过对钢材依次水洗-除锈打磨-水洗-去油-水洗-磷化-水洗-干燥，其中，磷化液中添加的二氧化钛、磷酸、硝酸锌，间硝酸苯磺酸钠、柠檬酸等对有效保证了磷化处理的快速高效进行，利于磷化处理过程中磷酸盐在处理的钢材表面的成核，利于表面形成更为复杂、交联、致密的磷化膜，进而使得最终制得的钢材的表面的致密性，利于后期的润滑剂渗入磷化膜内，钢材表面的耐碱性及耐盐雾对比现有技术的处理方法皆有效提升；
2)经过打磨-水洗-去油-水洗-磷化处理，在上述过程中使用了去油液和磷化处理液，与现有技术的处理步骤以及去油液和磷化处理液配方的区别，不仅增强了处理后钢材的表面的整体强度，而且工艺处理时间较短，较市场上广泛使用的喷淋方式缩短50％以上，处理效率有效提升；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料2份Na3PO4、2份Na2CO3、3份Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚1～2 份、丙酮缩甘油1份，去离子水10份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理；
其中，所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠2份、磷酸0.2份、硝酸锌8份，间硝酸苯磺酸钠0.1份、柠檬酸0.1份、二氧化钛2份、硫脲0.05份、氧化锌0.02份、草酸0.03份、硝酸镍0.03份；钼酸钠0.15份、稳定剂0.1份、促进剂0.5份、余量为水。
其中，稳定剂为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，促进剂为钛酸酯类附着力促进剂。
其中，磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2分钟；
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
9)在钢材表面涂覆润滑剂后静置在钢材表面涂覆润滑剂后静置，其中，润滑剂为月桂醇硫酸钠，
实施例2
一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料2份Na3PO4、2份Na2CO3、4份Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚1份、丙酮缩甘油1份，去离子水14份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理；
其中，所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠2份、磷酸0.2份、硝酸锌9份，间硝酸苯磺酸钠0.1份、柠檬酸0.1份、二氧化钛2份、硫脲0.06份、氧化锌0.02份、草酸0.04份、硝酸镍0.05g；钼酸钠0.15份、稳定剂0.2份、促进剂0.6份。其中，稳定剂为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，促进剂为钛酸酯类附着力促进剂。
其中，磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2分钟；
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
10)在钢材表面涂覆润滑剂后静置在钢材表面涂覆润滑剂后静置，其中，润滑剂为月桂醇硫酸钠，
实施例3
一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料3份Na3PO4、2份Na2CO3、3份Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚2份、丙酮缩甘油2份，去离子水10～20份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理；
其中，所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠3份、磷酸0.3份、硝酸锌9份，间硝酸苯磺酸钠0.2份、柠檬酸0.12份、二氧化钛3份、硫脲0.06份、氧化锌0.02份、草酸0.05份、硝酸镍0.05g；钼酸钠0.2份、稳定剂0.3份、促进剂0.7份。其中，稳定剂为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，促进剂为钛酸酯类附着力促进剂。
其中，磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2分钟；
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
11)在钢材表面涂覆润滑剂后静置
在钢材表面涂覆润滑剂后静置，其中，润滑剂为月桂醇硫酸钠。
实施例4
一种钢材表面磷化工艺，包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料3份Na3PO4、4份Na2CO3、5份Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚2份、丙酮缩甘油3份，去离子水10～20份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为1次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理；
其中，所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠4份、磷酸0.4份、硝酸锌10份，0.2份间硝酸苯磺酸钠、0.15份柠檬酸、3份二氧化钛、硫脲0.07份、氧化锌0.03份、草酸0.07份、硝酸镍0.07g；钼酸钠0.25份、稳定剂0.4份、促进剂0.8份。其中，稳定剂为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，促进剂为钛酸酯类附着力促进剂。
其中，磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2分钟；
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
9)在钢材表面涂覆润滑剂后静置在钢材表面涂覆润滑剂后静置，其中，润滑剂为月桂醇硫酸钠，
对比例1
对比例1中的磷化处理液配方组分与实施例2一致，区别仅仅在于省去步骤去油处理。
对比例2
对比例2中磷化处理液和去油液与实施例2一致，区别仅仅在于将处理步骤2)钢材表面除锈打磨处理和处理步骤4)去油处理步骤对调；
对比例3
对比例3中的配方及处理步骤与实施例2一致，区别仅仅在于磷化处理液中不含有羟甲基纤维素钠，去油处理液中不含有壬基酚聚氧乙烯醚1～2份。
表1实施例1～4及对比例1～2的测试结果
表1为实施例1～4以及对比例1～2的性能测试结果，上述测试结果表明：1) 本发明的步骤通过对钢材依次水洗-除锈打磨-水洗-去油-水洗-磷化-水洗-干燥，其中，磷化液中添加的二氧化钛、磷酸、硝酸锌，间硝酸苯磺酸钠、柠檬酸等对有效保证了磷化处理的快速高效进行，利于磷化处理过程中磷酸盐在处理的钢材表面的成核，利于表面形成更为复杂、交联、致密的磷化膜，进而使得最终制得的钢材的表面的致密性，利于后期的润滑剂渗入磷化膜内，钢材表面的耐碱性及耐盐雾对比现有技术的处理方法皆有效提升；2)经过打磨-水洗-去油 -水洗-磷化处理，在上述过程中使用了去油液和磷化处理液，与现有技术的处理步骤以及去油液和磷化处理液配方的区别，不仅增强了处理后钢材的表面的整体强度，而且工艺处理时间较短，较市场上广泛使用的喷淋方式缩短50％以上，处理效率有效提升；
与对比例1相比，实施例1中有去油的处理步骤，使得耐盐雾时间和耐碱性性能明显提高，即防腐性能得到有效的提高，同时，强度明显提高；与对比例2相比，实施例1中步骤2)和步骤4)对调，防腐蚀性能有较大提升，强度也明显增强；与对比例3相比，实施例1中磷化处理液中含有羟甲基纤维素钠，去油处理液中含有壬基酚聚氧乙烯醚1～2份，防腐蚀性能有较大提升，强度也明显增强，均匀、致密光滑；木块刮擦，无裂纹，无掉渣与实施例1相比，实施例2、实施例3、实施例4对各组分含量进行进一步增加和优化，使得防腐蚀性能和附着力为逐渐上升的趋势，而且钢材的表面外观均匀、致密光滑，而且木块刮擦，无裂纹，无掉渣；
与实施例1相比，实施例4中分散剂采用焦磷酸钠和十二烷基硫酸钠，其质量比为1:3，使涂料中的各组分能够更加均匀的分布在钢材表面，进一步提高涂料干燥速度、防腐蚀性能和附着力性能。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明所作的等效变换，均在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种钢材表面磷化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为一次；
2)钢材表面除锈打磨处理
用砂纸对步骤1)处理后的钢材表面进行打磨处理；
3)水洗处理
用去离子水洗去步骤2)处理后钢材表面的碎屑等杂质；
4)去油处理
将清洗后的钢材放入去油液中进行去油处理，其中，去油液包括下述重量份的原料2～3份Na3PO4、2～4份Na2CO3、3～5的Na2SiO3、壬基酚聚氧乙烯醚1～2份、丙酮缩甘油1～3份，去离子水10～20份，处理时间为2～5分钟；
5)水洗处理
用去35～40℃的离子水对钢材进行冲洗，冲洗次数为一次，再将其置于温度为60～80℃的条件下烘干处理后备用；
6)磷化处理
使用磷化处理液对钢质材料进行磷化处理；
7)水洗处理
使用清水冲洗30～40分钟，且水洗温度为50～60℃；
8)干燥处理
对处理后的钢材，在60～80℃进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述磷化处理液包括下述重量份的组分：羟甲基纤维素钠2～4份、磷酸0.2～0.4份、硝酸锌8～10份，间硝酸苯磺酸钠0.1～0.2份、柠檬酸0.1～0.15份、二氧化钛2～3份、硫脲0.05～0.07份、氧化锌0.02～0.03份、草酸0.03～0.07份、硝酸镍0.03～0.07份；钼酸钠0.15～0.25份、稳定剂0.1～0.4份、促进剂0.5～0.8份。
3.根据权利要求2所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸锌、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡或季戊四醇中的任意一种或两种。
4.根据权利要求2所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述促进剂为所述附着力促进剂为硅类附着力促进剂和钛酸酯类附着力促进剂。
5.根据权利要求1所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述磷化处理液的温度为65～70℃，磷化时间为1～2分钟。
6.根据权利要求1所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：还包括步骤9) 在钢材表面涂覆润滑剂后静置。
7.根据权利要求6所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述润滑剂为月桂醇硫酸钠。
8.根据权利要求6所述的钢材表面磷化工艺，其特征在于：所述去油处理处理时间为2～10分钟。
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