[发明专利]用于钢铁磷化的组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及材料学领域，具体地，涉及用于钢铁磷化的组合物及其用途，更具体地，涉及用于钢铁磷化的组合物、对钢铁进行表面磷化处理的方法以及钢铁制品。

背景技术

钢铁是现代应用最广泛的结构材料。为了使其能够承受大气中氧和水的腐蚀，通常对钢铁材料进行表面处理，在表面形成能保护金属不易受水和其他腐蚀介质影响的膜层。例如，可以对钢铁材料表面进行磷化处理。磷化通常包括首先清洗金属表面，然后在特定的条件下，通过浸渍、刷涂、喷淋、喷浸结合等工艺方法，与磷化液进行接触，通过化学或电化学反应在金属表面生成稳定、难溶于水、且表面粗糙的磷化膜。

然而，目前用于钢铁材料磷化处理的磷化液仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种用于钢铁磷化的组合物。根据本发明的实施例，该用于钢铁磷化的组合物包含：Zn(H₂PO₄)₂·2H₂O、NiSO₄·6H₂O、柠檬酸钠、聚乙二醇和CuSO₄·5H₂O。发明人发现通过在磷化液中引入的Cu²⁺，能够生成氧化铜，覆盖在ZPO(磷化锌)上作为一层保护层，从而提高磷化膜的防腐蚀性能。并且申请人惊奇地发现，该用于钢铁磷化的组合物可以有效地作为钢铁材料的磷化液，从而能够提高钢铁磷化膜的抗腐蚀性能。

根据本发明的实施例，该用于钢铁磷化的组合物中各组分的含量并不受特别限制。根据本发明的一些示例，用于钢铁磷化的组合物可以含有：17.5g/L的Zn(H₂PO₄)₂·2H₂O；1.75g/L的NiSO₄·6H₂O；1.5g/L的柠檬酸钠；1g/L-2g/L的聚乙二醇；以及2g/L-8g/L的CuSO₄·5H₂O，优选含有4g/L-6g/L的CuSO₄·5H₂O。另外，发明人发现若Cu²⁺的含量低于2g/L，就达不到明显提高防腐蚀性能的效果，同时，如果超过8g/L，氧化铜就会阻碍磷化锌的生成，而且生成的氧化铜层防腐蚀性能不好。因此，Cu²⁺的含量在2-8g/L为宜，4-6g/L最佳。

根据本发明的实施例，上述用于钢铁磷化的组合物还可以含有其他成分，以便为该组合物赋予额外的性质。例如，根据本发明的实施例，可以进一步含有NaWO₄。发明人惊奇地发现，通过在磷化液中同时添加Cu²⁺和钨酸盐，可以通过CuSO₄与NaWO₄的协同配合生成磷化膜。并且，能够使磷化膜生成更多的氧化铜，并且氧化铜分布在磷化锌的表面及缝隙中，从而通过CuSO₄与NaWO₄的协同配合生成磷化膜起到增加抗腐蚀能力的作用。发明人发现，钨酸盐在配方中起到的作用是作为氧化剂增强氧化铜的生成，并且添加钨酸盐后能增大磷化锌的晶粒尺寸。根据本发明的实施例，NaWO₄的含量并不受特别限制。根据本发明的一些示例，该用于钢铁磷化的组合物可以含有：17.5g/L的Zn(H₂PO₄)₂·2H₂O；1.75g/L的NiSO₄·6H₂O；1.5g/L的柠檬酸钠；1g/L-2g/L的聚乙二醇；3.5g/L的CuSO₄·5H₂O；以及2g/L的NaWO₄。发明人惊奇地发现，利用该组合物能够进一步有效地提高钢铁磷化膜的抗腐蚀性能。

本领域技术人员能够理解的是，上述组合物可以通过常规的方法制备，例如可以通过将预定量的组分与分散体系(可以是溶剂)例如水进行混合而容易制备。