一種用於鋼鐵磷化的組合物及其製備方法
2023-05-12 23:41:16
一種用於鋼鐵磷化的組合物及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於鋼鐵磷化的組合物及其製備方法，該組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉2-6份、檸檬酸鈉2-4份、磷酸二氫錳鐵鹽15-25份、氧化鎂5-10份、硝酸鎳10-20份、硫酸銅2-5份、磺基水楊酸1-3份、聚乙二醇2-5份、去離子水500-900份。製備方法：a、按照質量份數稱取組分；b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中；c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻。本發明製備的用於鋼鐵磷化的組合物8-10分鐘即可完成磷化，磷化速度快、磷化所需時間短，並且磷化後鋼鐵表面色澤光亮。
【專利說明】一種用於鋼鐵磷化的組合物及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋼鐵表面處理【技術領域】，特別涉及一種用於鋼鐵磷化的組合物及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 鋼鐵是現代應用最廣泛的結構材料，為了使其能夠承受大氣中氧和水的腐蝕，通 常對鋼鐵材料進行表面處理，在表面形成能保護金屬不易受水和其他腐蝕介質影響的膜 層。例如，可以對鋼鐵材料表面進行磷化處理。
[0003] 磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉 化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要如下：一、給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金 屬被腐蝕；二、用於塗漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；三、在金屬冷加工工 藝中起減摩潤滑使用。
[0004] 磷化通常包括首先清洗金屬表面，然後在特定的條件下，通過浸漬、刷塗、噴淋、噴 浸結合等工藝方法，與磷化液進行接觸，通過化學或電化學反應在金屬表面生成穩定、難溶 於水、且表面粗糙的磷化膜。
[0005] 但目前用於鋼鐵材料磷化處理的磷化液仍有很多缺陷，磷化液的各方面性能仍有 待改進。申請號為201310352940. 2的專利公開了一種用於鋼鐵表面磷化黑化的處理液，該 處理液由下述質量配比的原料組成：磷酸二氫鋅30份?35份，五水硫酸銅0. 2份?0. 4份， 硝酸鋅45份?50份，亞硝酸鈉0. 5份?I. 0份，磺基水楊酸0. 1份?0. 3份，硝酸鎳I. 0 份?2. 0份，鑰酸銨6. 0份?8. 0份，硫代硫酸鈉2. 0份?4. 0份，檸檬酸2. 0份?4. 0份， 聚丙烯酸10份?20份，蒸餾水700份?1000份。該磷化液磷化鋼鐵材料速度慢，磷化所 需時間長。
[0006] 申請號為201210096112. 2的專利公開了一種用於鋼鐵磷化的組合物，該磷化組 合物同樣存在磷化鋼鐵材料速度慢，磷化所需時間長的問題，並且生成的磷化膜呈灰色至 黑色，色澤不夠光亮。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是為了克服以上現有技術的不足而提供一種磷化速度快、磷化所需 時間短，並且磷化後鋼鐵表面色澤光亮的用於鋼鐵磷化的組合物及其製備方法。
[0008] 本發明的一種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉2-6 份、檸檬酸鈉2-4份、磷酸二氫錳鐵鹽15-25份、氧化鎂5-10份、硝酸鎳10-20份、硫酸銅 2-5份、磺基水楊酸1-3份、聚乙二醇2-5份、去離子水500-900份。
[0009] 優選的，一種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉3-5份、 檸檬酸鈉2-3份、磷酸二氫錳鐵鹽18-22份、氧化鎂6-9份、硝酸鎳12-18份、硫酸銅3-5份、 磺基水楊酸2-3份、聚乙二醇3-4份、去離子水700-900份。
[0010] 更優選的，一種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉4份、 檸檬酸鈉2. 5份、磷酸二氫錳鐵鹽20份、氧化鎂8份、硝酸鎳15份、硫酸銅4份、磺基水楊 酸2. 5份、聚乙二醇3. 5份、去離子水800份。
[0011] 一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0012] a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌3-6分鐘至完全溶解，控 制攪拌速度為40-60轉/min;
[0013]b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌5-10分鐘 至完全溶解，控制攪拌速度為30-50轉/min;
[0014] c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應10-25分鐘後即得用於鋼鐵磷化 的組合物。
[0015] 優選的，步驟a中所述的攪拌4-5分鐘至完全溶解。
[0016] 優選的，步驟a中所述的控制攪拌速度為50轉/min。
[0017] 優選的，步驟b中所述的攪拌6-8分鐘至完全溶解。
[0018] 優選的，步驟b中所述的控制攪拌速度為40轉/min。
[0019] 優選的，步驟c中所述的反應15分鐘。
[0020] 有益效果：
[0021] 使用本發明製備的用於鋼鐵磷化的組合物8-10分鐘即可完成磷化，磷化速度快、 磷化所需時間短，並且磷化後鋼鐵表面色澤光亮。
[0022] 本發明提供的用於鋼鐵磷化的組合物與現有技術的磷化液相比較，具體如下：
[0023] 1、本發明通過引入銅離子，能夠生成氧化銅，可以覆蓋在上面作為一層保護層，從 而提高磷化膜的防腐蝕性能。
[0024] 2、使用本發明製備的用於鋼鐵磷化的組合物進行磷化，8-10分鐘即可完成磷化， 磷化速度快、磷化所需時間短，工作效率高。
[0025] 3、本發明用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法簡單，原料價格低廉，成本低。
[0026] 4、本發明製備的用於鋼鐵磷化的組合物無毒，對操作人員健康和環境都無損害， 並且壓鑄時零件與模具不會發生黏結，磷化效果好。
【具體實施方式】
[0027] 實施例1
[0028]-種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉2份、檸檬酸鈉2 份、磷酸二氫錳鐵鹽15份、氧化鎂5份、硝酸鎳10份、硫酸銅2份、磺基水楊酸1份、聚乙二 醇2份、去離子水500份。
[0029] 一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0030] a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌3分鐘至完全溶解，控制 攪拌速度為40轉/min;
[0031]b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌5分鐘至 完全溶解，控制攪拌速度為30轉/min;
[0032] c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應10分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
[0033] 實施例2
[0034] 一種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉6份、檸檬酸鈉4 份、磷酸二氫錳鐵鹽25份、氧化鎂10份、硝酸鎳20份、硫酸銅5份、磺基水楊酸3份、聚乙 二醇5份、去離子水900份。
[0035] -種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0036]a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌4分鐘至完全溶解，控制 攪拌速度為45轉/min;
[0037]b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌6分鐘至 完全溶解，控制攪拌速度為35轉/min;
[0038]c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應12分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
[0039] 實施例3
[0040] -種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉3份、檸檬酸鈉2 份、磷酸二氫錳鐵鹽18份、氧化鎂6份、硝酸鎳12份、硫酸銅3份、磺基水楊酸2份、聚乙二 醇3份、去離子水700份。
[0041] 一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0042]a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌5分鐘至完全溶解，控制 攪拌速度為55轉/min;
[0043]b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌8分鐘至 完全溶解，控制攪拌速度為45轉/min;
[0044]c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應20分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
[0045] 實施例4
[0046] -種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉5份、檸檬酸鈉3 份、磷酸二氫錳鐵鹽22份、氧化鎂9份、硝酸鎳18份、硫酸銅5份、磺基水楊酸3份、聚乙二 醇4份、去離子水900份。
[0047] 一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0048]a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌6分鐘至完全溶解，控制 攪拌速度為60轉/min;
[0049] b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌10分鐘至 完全溶解，控制攪拌速度為50轉/min;
[0050]c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應25分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
[0051] 實施例5
[0052] -種用於鋼鐵磷化的組合物由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉4份、檸檬酸鈉 2. 5份、磷酸二氫錳鐵鹽20份、氧化鎂8份、硝酸鎳15份、硫酸銅4份、磺基水楊酸2. 5份、 聚乙二醇3. 5份、去離子水800份。
[0053] -種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，包括以下步驟：
[0054] a、按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷 酸二氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌5分鐘至完全溶解，控制 攪拌速度為50轉/min;
[0055] b、將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌9分鐘至 完全溶解，控制攪拌速度為40轉/min;
[0056] c、將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應15分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
[0057] 使用方法如下：
[0058] 鋼鐵經過預處理後，用鹽酸除鏽活化後，浸泡在本發明製備的用於鋼鐵磷化的組 合物中，浸泡8-10分鐘，然後取出鋼板用去離子水清洗、吹乾即完成磷化處理。
[0059] 對上述實施例磷化過程完成後形成的磷化膜進行檢測，發現鋼鐵表面光亮，磷化 膜層緻密，膜重約5. 9-6. 3g/m2,經測試常溫下在5%氯化鈉溶液中浸泡，80-100小時才出現 鏽斑,磷化膜附著力達到一級。
[0060] 對上述實施例製備的用於鋼鐵磷化的組合物進行磷化能力以及磷化所需時間進 行測試，並與現有磷化液進行比較，記錄試驗數據，具體結果見表1。
[0061] 表 1
[0062]
【權利要求】
1. 一種用於鋼鐵磷化的組合物，其特徵在於由以下質量份數的組分組成：硝酸鈉2-6 份、檸檬酸鈉2-4份、磷酸二氫錳鐵鹽15-25份、氧化鎂5-10份、硝酸鎳10-20份、硫酸銅 2-5份、磺基水楊酸1-3份、聚乙二醇2-5份、去離子水500-900份。
2. 根據權利要求1所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物，其特徵在於由以下質量份數的 組分組成：硝酸鈉3-5份、檸檬酸鈉2-3份、磷酸二氫錳鐵鹽18-22份、氧化鎂6-9份、硝酸 鎳12-18份、硫酸銅3-5份、磺基水楊酸2-3份、聚乙二醇3-4份、去離子水700-900份。
3. 根據權利要求1所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物，其特徵在於由以下質量份數的 組分組成：十二烷基磺酸鈉3份、三乙胺醇3份、月桂醇聚氧乙烯醚4份、磷酸二氫鋅6份、 氯化鎂4份、矽酸鈉5份、磷酸15份、氫氧化銅6份、硝酸鎳2份、活性炭7份、去離子水48 份。
4. 一種如權利要求1至3任一項所述的用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在 於包括以下步驟： a、 按照質量份數稱取組分，將去離子水均分為兩份，然後先將硝酸鈉、硫酸銅、磷酸二 氫錳鐵鹽、硝酸鎳和氧化鎂加入到其中一份去離子水中，攪拌3-6分鐘至完全溶解，控制攪 拌速度為40-60轉/min ; b、 將檸檬酸鈉、磺基水楊酸和聚乙二醇加入到另一份去離子水中，攪拌5-10分鐘至完 全溶解，控制攪拌速度為30-50轉/min ; c、 將步驟a和步驟b得到的溶液混合均勻，反應10-25分鐘後即得用於鋼鐵磷化的組 合物。
5. 根據權利要求4所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在於步驟a 中所述的攪拌4-5分鐘至完全溶解。
6. 根據權利要求4所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在於步驟a 中所述的控制攪拌速度為50轉/min。
7. 根據權利要求4所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在於步驟b 中所述的攪拌6-8分鐘至完全溶解。
8. 根據權利要求4所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在於步驟b 中所述的控制攪拌速度為40轉/min。
9. 根據權利要求4所述的一種用於鋼鐵磷化的組合物的製備方法，其特徵在於步驟c 中所述的反應15分鐘。
【文檔編號】C23C22/07GK104357818SQ201410650864
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司