[发明专利]一种线材拉拔用除锈磷化液及其制备方法

说明书

本发明的目的在于解决线材酸洗和磷化处理工序分开进行，造成水洗产生的废水处理成本高，磷化膜不够结实牢固，拉拔出现断裂现象，以及磷化剂中含有高腐蚀性成分的问题，提供了一种线材拉拔用除锈磷化液及其制备方法，属于金属表面除锈磷化处理技术领域。线材拉拔用除锈磷化液，由以下质量百分比的化学成分组成：浓磷酸：20~50%；浓硝酸：1~10%；氧化锌：1~10%；磷酸二氢盐：2~10%；硝酸盐：1~10%；碳酸锰：0.5~5%；络合剂：0.2~5%；含氟表面活性剂：0.05~1%；水：余量。经本发明的除锈磷化液处理后，在钢丝、焊接钢管表面形成一层灰黑色均匀、致密的磷化膜，在拉拔冷加工过程中起较好的润滑作用。

技术领域

本发明属于金属表面除锈磷化处理技术领域，尤其涉及一种线材拉拔用除锈磷化液及其制备方法。

背景技术

线材在生产和储运过程中由于表面氧化铁皮的存在，严重影响线材的后续拉拔和产品表面质量，因此酸洗和磷化处理是线材生产中必不可少的重要工序。所谓磷化是一种通过化学与电化学反应，在金属表面形成磷酸盐化学转化膜的过程，形成的磷化膜在后续的拉拔加工过程中起减摩润滑作用，同时也改善线材的抗氧化性能和防腐蚀性能。现有的线材磷化处理工艺大都存在以下问题：酸洗和磷化处理分开进行，中间需要水洗工艺，造成水资源的严重浪费；磷化处理的温度高、能耗大、溶液蒸发快、溶液稳定性差；磷化过程中沉渣较多，环境污染严重。

中国发明专利申请公开号CN 102719819A公开了一种通用磷化剂，通用性好，能广泛用于钢铝锌等金属的表面处理，提高金属表面的抗腐蚀性能；但是也存在缺憾，该磷化剂配方主要成分包括：氧化锌、硝酸镍、碳酸锰、磷酸、硝酸、氟硅酸、添加剂、以及水，其中氟硅酸呈强酸性，具有较强的腐蚀性，会对身体健康造成危害，同时影响环境，所以应尽量避免使用。

目前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。中国发明专利申请公开号CN 103374714 A公开了金属冷拔用锌钙系磷化液，该磷化液在金属圆盘的冷拔工艺中，可在短时间内在金属表面形成一层致密的磷化复合膜，该磷化复合膜结晶致密、耐腐蚀性能良好、防锈性能很强，可明显提高金属基体与涂层的结合力和附着力，不易脱落，具有磷化速度快、成本低、工艺稳定等有益效果。但是在金属圆盘的冷拔过程中，清洗、除锈和磷化不能一步完成，而是分步完成，需要使用大量的水洗，造成水资源的大量浪费；磷化槽在使用过程中会出现较多的沉渣，影响药剂的使用效率。因此，开发一种综合性能优异且适合线材拉拔用新型磷化液已成为该领域研究者的热门课题。

发明内容

本发明的目的在于解决线材酸洗和磷化处理工序分开进行，造成水洗产生的废水处理成本高，磷化膜不够结实牢固，拉拔时出现断裂现象，以及磷化剂中含有高腐蚀性成分的问题，提供了一种线材拉拔用除锈磷化液及其制备方法。通过本发明的除锈磷化液处理后，钢铁表面的氧化铁皮去除彻底，形成牢固的细晶粒磷化膜，该磷化膜层不仅具有较好的润滑作用，而且提高了线材的耐蚀性。

一种线材拉拔用除锈磷化液，由以下质量百分比的化学成分组成：

浓磷酸：20~50%；

浓硝酸：1~10%；

氧化锌：1~10%；

磷酸二氢盐：2~10%；

硝酸盐：1~10%；

碳酸锰：0.5~5%；

络合剂：0.2~5%；

含氟表面活性剂：0.05~1%；

水：余量。

上述的除锈磷化液，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢锌、磷酸二氢锰中的至少一种；

上述的除锈磷化液，所述硝酸盐为硝酸锌、硝酸镍和硝酸亚铁混合物，硝酸锌、硝酸镍和硝酸亚铁的摩尔比为10:0.7~1.2:1.5~2.5；