CN114737179B - 一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 - Google Patents
一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114737179B CN114737179B CN202210491928.9A CN202210491928A CN114737179B CN 114737179 B CN114737179 B CN 114737179B CN 202210491928 A CN202210491928 A CN 202210491928A CN 114737179 B CN114737179 B CN 114737179B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphating
- film
- resistant
- temperature
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 25
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(II) nitrate Inorganic materials [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 15
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 11
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910017912 NH2OH Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical group OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/18—Orthophosphates containing manganese cations
- C23C22/182—Orthophosphates containing manganese cations containing also zinc cations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高温合金耐热磷化膜及其制备方法，该磷化膜的相组成包括Zn3(PO4)2·4H2O、Mn2Zn(PO4)2·4H2O，膜厚为123～195μm。该制备方法包括：(1)将合金丝材线切割得到片状试样，经打磨后进行碱洗、酸洗，清洗；(2)将步骤(1)得到的样品放入改性磷化液中进行电化学磷化处理，得到磷化膜；改性磷化液包括Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4。本发明的Zn‑Mn系磷化膜表面连续致密均匀，无明显缺陷，与基体结合良好；膜厚相比于Zn系磷化膜更高，处理温度降低，耐热性显著提高，在高温下仍具有良好的减磨润滑作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢丝磷化膜、其制备方法及应用，具体涉及一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用。
背景技术
耐热紧固件是航空航天、汽车发动机等装备制造的关键零件。耐热紧固件主要是由高温合金加工形成。耐热紧固件的生产工艺是：耐热合金钢盘条→表面润滑处理→拉拔→冷镦→后续处理→成品紧固件。冷拉拔和冷镦是耐热紧固件成形的主要工艺方法。在冷塑性变形过程中金属表面润滑的好坏对金属组织的性能有直接影响。
目前用于高温合金表面润滑涂层的主要工艺为草酸盐处理，但是随环保要求逐渐提高，草酸盐涂层存在很大的局限性。由于锌系磷化膜具有可形变性，常被用于机械加工过程中的表面润滑处理。然而高温合金表面致密的钝化膜会阻碍磷化反应的进行，传统的化学转化方法难以在高温合金表面制备均匀的磷化膜，且在冷塑性加工过程中工件表面局部温度达到300℃以上，而锌系磷化膜在300℃左右会失去四个结晶水，无法起到润滑减磨作用。因此需要研发适用于高温合金、耐高温的磷化膜及其制备方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种高膜厚、耐热性好、摩擦性能优良的高温合金耐热磷化膜；
本发明的第二个目的是提供上述高温合金耐热磷化膜的制备方法；
本发明的第三个目的是提供上述高温合金耐热磷化膜在高温合金冷加工中的应用。
技术方案：本发明所述的高温合金耐热磷化膜，所述磷化膜的相组成包括Zn3(PO4)2·4H2O、Mn2Zn(PO4)2·4H2O，膜厚为123～195μm。
上述高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将合金丝材线切割得到片状试样，经打磨后进行碱洗、酸洗，然后清洗；
(2)将步骤(1)得到的样品放入改性磷化液中进行电化学磷化处理，得到磷化膜；所述改性磷化液包括Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4。
其中，步骤(2)中，所述Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4的摩尔浓度比为(0.63～0.84):(0.84～1.26):(0.50～0.65):(0.09～0.30)。
其中，步骤(2)中，所述电化学磷化处理的温度为40～50℃，处理时间为5～15min。
其中，步骤(2)中，所述电化学磷化处理的电流密度为120～180mA/cm2。
其中，步骤(1)中，所述碱洗液包括18～25g/LNaOH、2～4g/LOP乳化剂。
其中，步骤(1)中，所述酸洗液包括8～12％HNO3、2～4％HF。
其中，步骤(1)中，将试样依次在400#、800#、1000#、1200#、1500#砂纸打磨，表面粗糙度小于1μm。
上述高温合金耐热磷化膜在高温合金冷加工中的应用。
有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：
(1)本发明的高温合金磷化膜厚度可控，表面致密均匀，无明显缺陷；处理温度降低，耐热性显著提高，在高温下仍具有良好的减磨润滑作用；(2)制备工艺简单，不存在沉渣等问题；(3)改性磷化液及电化学磷化工艺的配合，使得制备的磷化膜具有高膜厚、耐热性好、摩擦性能优良的性质；(4)本发明通过磷化液中锰离子掺杂来改变磷化膜中结晶水的结构稳定性达到提高耐热性的目的，通过电流密度、温度和时间的配合来调控磷化膜的膜厚和致密性使其具有良好的结合性能，通过添加(NH2OH)2·H2SO4加快形核，保证磷化膜沿厚度方向具有良好的均匀性，避免其在高温条件下因尺寸不均而导致的裂纹萌生和扩展，进而提高其高温摩擦性能；(5)本发明的Zn-Mn系磷化膜，其膜厚相比于Zn系磷化膜更高，满足磷化膜在冷塑性加工领域的综合性能要求，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为实施例4中的磷化膜表面形貌电镜图片；
图2为实施例4中的磷化膜的热重-差示扫描量热法曲线；
图3为对比例3中的磷化膜的热重-差示扫描量热法曲线。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高温合金丝材线切割得到片状试样，用砂纸打磨，砂纸目数顺序依次为400#、800#、1000#、1200#、1500#。
(2)将打磨后的试样置于温度为50℃，组分为20g/LNaOH+3g/LOP乳化剂的碱洗液中进行超声处理，水洗后置于体积分数为10％HNO3+3％HF的酸洗液中进行酸洗处理1min，之后去离子水冲洗。
(3)将步骤(2)所得试样置于化学组成摩尔浓度配比为Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4＝0.84:0.84:0.65:0.09的改性磷化液中，以试样为阴极，铂片为阳极施加电流，电流密度为160mA/cm2，处理温度为40℃，处理时间为5min。
(4)将步骤(3)所得的样品进行水洗吹干，获得所需涂层。
对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为123μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为7.6×10-2mm3/(N·m)，磨痕内仍保留较为完整的磷化膜。
实施例2
一种高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高温合金丝材线切割得到片状试样，用砂纸打磨，砂纸目数顺序依次为400#、800#、1000#、1200#、1500#。
(2)将打磨后的试样置于温度为50℃，组分为20g/LNaOH+3g/LOP乳化剂的碱洗液中进行超声处理，水洗后置于体积分数为10％HNO3+3％HF的酸性液中进行酸洗处理1min，之后去离子水冲洗。
(3)将步骤(2)所得试样置于化学组成摩尔浓度配比为Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4＝0.84:0.84:0.65:0.09的改性磷化液中，以试样为阴极，铂片为阳极施加电流，电流密度为160mA/cm2，处理温度为50℃，处理时间为15min。
(4)将步骤(3)所得的样品进行水洗吹干，获得所需涂层。
对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为166μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为7.5×10-2mm3/(N·m)，磨痕内仍保留较为完整的磷化膜。
实施例3
一种高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高温合金丝材线切割得到片状试样，用砂纸打磨，砂纸目数顺序依次为400#、800#、1000#、1200#、1500#。
(2)将打磨后的试样置于温度为50℃，组分为20g/LNaOH+3g/LOP乳化剂的碱洗液中进行超声处理，水洗后置于体积分数为10％HNO3+3％HF溶液中进行酸洗处理1min，之后去离子水冲洗。
(3)将步骤(2)所得的试样置于化学组成摩尔浓度配比为Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4＝0.73:0.92:0.59:0.09。的改性磷化液中以试样为阴极，铂片为阳极施加电流，电流密度为120mA/cm2，处理温度为40℃，处理时间为10min。
(4)将步骤(3)所得的样品进行水洗吹干，获得所需涂层。
对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为149μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为4.0×10-2mm3/(N·m)，磨痕内仍保留较为完整的磷化膜。
实施例4
一种高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高温合金丝材线切割得到片状试样，用砂纸打磨，砂纸目数顺序依次为400#、800#、1000#、1200#、1500#。
(2)将步骤(1)所得到的试样置于温度为50℃，组分为20g/LNaOH+3g/LOP乳化剂的碱洗液中进行超声处理，水洗后置于体积分数为10％HNO3+3％HF溶液中进行酸洗处理1min，之后去离子水冲洗。
(3)将步骤(2)所得的试样置于化学组成摩尔浓度配比为Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4＝0.84:1.26:0.65:0.15的改性磷化液中，以试样为阴极，铂片为阳极施加电流，电流密度为160mA/cm2，处理温度为40℃，处理时间为10min。
(4)将步骤(3)所得的样品进行水洗吹干，获得所需涂层。
对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为183μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为4.1×10-2mm3/(N·m)，磨痕内仍保留较为完整的磷化膜。
实施例5
一种高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高温合金丝材线切割得到片状试样，用砂纸打磨，砂纸目数顺序依次为400#、800#、1000#、1200#、1500#。
(2)将步骤1所得到的试样置于温度为50℃，组分为20g/LNaOH+3g/LOP乳化剂的碱洗液中进行超声处理，水洗后置于体积分数为10％HNO3+3％HF溶液中进行酸洗处理1min，之后去离子水冲洗。
(3)将步骤2所得的试样置于化学组成摩尔浓度配比为Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4＝0.63:1.26:0.50:0.30的改性磷化液中，以试样为阴极，铂片为阳极施加电流，电流密度为180mA/cm2，处理温度为40℃，处理时间为10min。
(4)将步骤3所得的样品进行水洗吹干，获得所需涂层。
(5)对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为199μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为4.4×10-2mm3/(N·m)，磨痕内仍保留较为完整的磷化膜。
对比例1
在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，步骤(3)中，处理时间为3min。
对涂层进行性能表征。磷化膜的膜厚为109μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为0.23mm3/(N·m)，磨痕内仅见光亮的基体，未起到保护基体、减摩润滑的作用。
对比例2
在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，步骤(3)中，电流密度为80mA/cm2。
对涂层进行性能表征。制备的磷化膜的膜厚为97μm，进行300℃高温摩擦试验，磨损率为0.19mm3/(N·m)，磨痕内出现光亮的基体，薄膜未起到保护基体、减摩润滑的作用。
对比例3
在实施例2的基础上，与实施例2不同的是，步骤(3)中，改性磷化液中，Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4的摩尔浓度配比为0.84:0.84:0.65:0。
对涂层进行性能表征。制备的磷化膜的膜厚为92μm。进行300℃高温摩擦试验，磨损率为0.17mm3/(N·m)，磨痕内可见明显的基体，磷化膜未起到保护及润滑的作用。
对比例4
在实施例2的基础上，与实施例2不同的是，步骤(3)中，改性磷化液中，Mn(NO3)2浓度设定为0。Zn(H2PO4)2:Mn(NO3)2:H3PO4:(NH2OH)2·H2SO4的摩尔浓度配比为0.84:0:0.65:0.09。
对涂层进行性能表征。制备的磷化膜的膜厚为103μm。进行300℃高温摩擦试验，磨损率为0.18mm3/(N·m)，磷化膜出现严重的脱落情况，未起到保护基体及润滑的作用。
对涂层进行性能表征。制备的磷化膜的膜厚为185μm。进行300℃高温摩擦试验，磷化膜出现严重的脱落情况，未起到保护基体及润滑的作用。
对比例5
在实施例4的基础上，与实施例4不同的是，步骤(3)中，处理温度为30℃。
对涂层进行性能表征。制备的磷化膜的膜厚为115μm。进行300℃高温摩擦试验，薄膜几乎完全脱落，无法起到保护作用。
由图1可以看出，本发明的Zn-Mn磷化膜表面相对均匀，具有一定的粗糙度，能够有效的进行皂化反应。图2、3反映了掺杂锰离子前后的磷化膜的热稳定性。由图2、3可知，掺杂锰离子后磷化膜的完全失水温度达到400℃，热稳定性得到显著提高。上述内容说明本发明的Zn-Mn磷化膜的膜厚、高温摩擦性能及热稳定性均优于锌系磷化膜，满足高温合金冷加工的服役要求。
Claims (9)
1.一种高温合金耐热磷化膜，其特征在于，所述磷化膜的相组成包括Zn3(PO4)2·4H2O、Mn2Zn(PO4)2·4H2O，膜厚为123~195μm；
所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将合金丝材线切割得到片状试样，经打磨后进行碱洗、酸洗，然后清洗；
（2）将步骤（1）得到的样品放入改性磷化液中进行电化学磷化处理，得到磷化膜；所述改性磷化液包括Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4；
所述Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4的摩尔浓度比为(0.63~0.84):(0.84~1.26):(0.50~0.65):(0.09~0.30)；所述电化学磷化处理的电流密度为120~180mA/cm2；电化学磷化处理的温度为40~50℃，处理时间为5~15min。
2.一种权利要求1所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将合金丝材线切割得到片状试样，经打磨后进行碱洗、酸洗，然后清洗；
（2）将步骤（1）得到的样品放入改性磷化液中进行电化学磷化处理，得到磷化膜；所述改性磷化液包括Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4。
3.根据权利要求2所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述Zn(H2PO4)2、Mn(NO3)2、H3PO4和(NH2OH)2·H2SO4的摩尔浓度比为(0.63~0.84):(0.84~1.26):(0.50~0.65):(0.09~0.30)。
4.根据权利要求2所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述电化学磷化处理的温度为40~50℃，处理时间为5~15min。
5.根据权利要求2所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述电化学磷化处理的电流密度为120~180mA/cm2。
6.根据权利要求2所述所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碱洗用碱洗液包括18~25g/LNaOH、2~4g/LOP乳化剂。
7.根据权利要求2所述所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述酸洗用酸洗液包括体积分数为8~12% HNO3和2~4%HF。
8.根据权利要求2所述所述高温合金耐热磷化膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将试样依次用400目、800目、1000目、1200目、1500目的砂纸打磨，表面粗糙度小于1μm。
9.一种权利要求1所述高温合金耐热磷化膜在高温合金冷加工中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210491928.9A CN114737179B (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210491928.9A CN114737179B (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114737179A CN114737179A (zh) | 2022-07-12 |
| CN114737179B true CN114737179B (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=82285293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210491928.9A Active CN114737179B (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114737179B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1867704A (zh) * | 2003-10-16 | 2006-11-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于磷酸盐化金属表面的电解方法和由此磷酸盐化的金属层 |
| CN102146578A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-08-10 | 重庆大学 | 一种在Cr、Ni元素含量高的合金钢上制备磷化膜的方法 |
| CN102719872A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 南京派诺金属表面处理技术有限公司 | 一种无渣低温快速电解磷化液及其磷化工艺 |
| CN104651820A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-05-27 | 天津大学 | 一种碳钢超声磷化液及制备方法以及采用磷化液对碳钢磷化的方法 |
-
2022
- 2022-05-05 CN CN202210491928.9A patent/CN114737179B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1867704A (zh) * | 2003-10-16 | 2006-11-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于磷酸盐化金属表面的电解方法和由此磷酸盐化的金属层 |
| CN102146578A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-08-10 | 重庆大学 | 一种在Cr、Ni元素含量高的合金钢上制备磷化膜的方法 |
| CN102719872A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 南京派诺金属表面处理技术有限公司 | 一种无渣低温快速电解磷化液及其磷化工艺 |
| CN104651820A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-05-27 | 天津大学 | 一种碳钢超声磷化液及制备方法以及采用磷化液对碳钢磷化的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114737179A (zh) | 2022-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110983224B (zh) | 一种热镀锌铝镁镀层钢及其制备方法 | |
| CN100588740C (zh) | 镁合金表面制备耐腐蚀性钝化膜的无铬处理液及其使用方法 | |
| CN100577889C (zh) | 一种薄带连铸结晶辊表面电镀方法及其电镀液 | |
| CN112663100A (zh) | 一种在碳钢表面制备镍铜合金镀层的方法 | |
| CN114134545B (zh) | 一种在光亮金属表面电镀铂的镀液及其电镀方法 | |
| CN113695206A (zh) | 一种彩色涂层板的生产工艺 | |
| CN102732870A (zh) | 铝型材表面制备Al-Mo-Mn-Re四元复合钝化膜的处理液及其使用方法 | |
| CN114737179B (zh) | 一种高温合金耐热磷化膜、其制备方法及应用 | |
| CN108950538B (zh) | 一种镍包碳化钛感应熔覆层的制备方法 | |
| CN108315783B (zh) | 在铝表面电镀柔性金属锰的方法 | |
| CN112725785A (zh) | 用于钢铁件的蓝色钝化剂及其制备方法 | |
| CN1161383A (zh) | 新型稀土锌铝合金镀层材料及其热浸镀工艺 | |
| CN113564658B (zh) | 一种铝合金的防腐处理方法 | |
| CN115161455A (zh) | 一种底层附着性优良的含铜取向硅钢及其制备方法 | |
| CN112813471B (zh) | 门窗五金绿色电镀工艺方法 | |
| TW202229003A (zh) | 不鏽鋼材料結構及其表面製作方法 | |
| CN111270276A (zh) | 闪镀锌镀液及其制备方法与闪镀方法 | |
| CN117926233B (zh) | 一种用于7075铝合金双层化学镀的镀镍磷溶液及表面具有化学镀层的7075铝合金的制备方法 | |
| CN112962089B (zh) | 一种环保高效的无镍锰系磷化处理药剂及其制备方法和应用 | |
| CN109609957A (zh) | 一种镁合金化学抛光剂及其前处理工艺 | |
| CN115353808B (zh) | 一种镍镀层用抛光液 | |
| CN116426996A (zh) | 一种镁合金表面绿色陶瓷膜的制备方法 | |
| CN112522492B (zh) | 一种自紧螺母及自紧垫片的热处理工艺 | |
| CN115747573B (zh) | 一种冷喷涂锌合金粉、涂层及其制备方法 | |
| CN112064003B (zh) | 一种前处理剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |