[发明专利]一种钢铁表面磷化处理的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及表面化学技术领域，具体涉及一种对钢铁表面进行磷化处理的方法及系统。

背景技术

钢铁表面与周围介质接触时，常因氧化腐蚀而生锈。为提高钢铁的抗蚀性能，对钢铁表面进行磷化处理是一种行而有效的方法。磷化是将金属放入以磷酸盐为主的溶液中，使其与溶液发生化学反应，在其表面形成一种均匀、难溶于水的磷酸盐保护膜的方法。磷化膜与金属表面结合较牢固，磷化膜中的空隙增强了抗氧气和水扩散能力，具有抗化学腐蚀能力。

现有的对钢铁表面进行磷化处理的方法，工序复杂、效率低，对工作人员的劳动强度要求高；常采用的磷化液为中、高温磷化液，形成的磷化膜晶粒粗大、膜厚且耗能大、成本高。如公开号为CN1231705A的中国专利公开了一种水性含磷酸盐溶液，用于由铁、钢、锌、锌合金、铝或铝合金制成的金属表面上产生磷酸盐涂层；该溶液含有0.3至5gZn²⁺/l和0.1至3g硝基胍/l，S值为0.03至0.3，Zn：P₂O₅的重量比等于1：5至1：30；该磷化液使用时，需要在15~70℃的温度下进行，温度较高，需增额外的加热设备，增加了生产成本。

公开号为CN101117709A的中国专利公开了一种含镍的钢铁磷化液及其磷化方法，该磷化液的组成及各组分的浓度为：ZnO，5~12g/L；NaNO₃，2~6g/L及［Ni²⁺］，0.5~2.0g/L；该磷化液通过NaOH溶液与磷酸调节pH值为2~4，工况调控较复杂。

发明内容

本发明提供了一种钢铁表面磷化处理的方法，操作简单，不需要加热，节约能源，成本低。

一种钢铁表面磷化处理的方法，包括：

（1）按以下重量百分比准确称取各原料，混合，得到磷化液：

（2）对工件依次进行脱脂处理、一次水洗、酸洗处理、二次水洗、表调处理、中和处理；

（3）将中和处理后的工件放入步骤（1）制备的磷化液中进行磷化处理；

（4）将磷化处理后的工件进行水洗、干燥。

钢铁表面的油脂、油污等对磷化处理有屏障作用，影响磷化晶体与钢铁表面的结合，从而导致不能形成磷化膜或者磷化膜与钢铁表面的结合力差，为清除钢铁表面的油脂、油污，对工件进行脱脂处理，所述的脱脂处理的脱脂剂为含有表面活性剂的碱性脱脂剂，脱脂处理的时间为3~5min，温度为50~60℃，所述的碱性脱脂剂为氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

所述的酸洗处理为在25~50℃无机酸中处理2~10min，所述的无机酸为盐酸、磷酸或硫酸，优选为磷酸，以除去钢铁表面的锈迹。

所述的表调处理的表调剂为磷酸钛盐表调剂，质量浓度为0.1%~0.2%，表调处理时间为3~5min，以消除酸洗除锈所引起的腐蚀不均等缺陷，提高后续磷化的速度，促进钢铁表面在磷化过程中产生结晶致密均匀的磷酸盐皮膜，增强耐蚀性能。

酸洗处理后的钢铁表面呈酸性，为彻底消除酸性影响，进一步提高磷化膜牢固度，对表调处理后的工件进行中和处理，所述的中和处理的中和剂为磷酸，中和处理的时间为3~10min。

所述的磷化处理的时间为10~30min，温度为常温。

本发明还提供了采用上述方法对钢铁表面进行磷化的系统，包括顺序排列的脱脂池、水洗池Ⅰ、酸洗池、水洗池Ⅱ、表调池、中和池、磷化池及水洗池Ⅲ，所述的水洗池Ⅰ、水洗池Ⅱ与水洗池下方Ⅲ均设有进水管道，所述的磷化池下方设有磷化液输液管道。

所述的脱脂池、水洗池Ⅰ、酸洗池、水洗池Ⅱ、表调池、中和池、磷化池及水洗池Ⅲ均为长方形池，长方形池的具体尺寸可根据待处理工件的大小及待处理工件量决定。

所述的脱脂池、水洗池Ⅰ、酸洗池、水洗池Ⅱ、表调池、中和池及水洗池Ⅲ外部均设有加热水套，可根据实际情况选择处理温度，不需要进行加热处理时可闲置不用。

本发明方法中磷化液为常温磷化液，减少了投资成本，又降低了能耗；本发明方法处理后的钢铁表面光滑细密，耐蚀性强，成膜厚度高；本发明钢铁表面磷化处理的系统结构简单，设备成本低，操作方便，生产效率高。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

图2为本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1