[发明专利]金属冷塑成型用常温快速磷化液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，特别是涉及一种适用于金属冷塑成型用的表面磷化处理液及其制备方法。

背景技术

金属工件，尤其是钢铁工件，在冷塑加工成型之前进行相应的磷化和皂化表面预处理，不但有利于工件表面的除锈、除油、钝化和润滑，而且有助于工件在冷加工过程中的抗磨减摩，提高加工效率，改善工件成型质量。因而，钢铁工件表面的磷化处理已成为冷塑加工成型领域必备的前处理工艺。目前国内所采用的磷化体系，按主要功能性配料划分，可简单分类为锌系、锌钙系、锌锰系和锰系等，按照磷化处理的温度条件，则可划分为常温磷化、低温磷化和中高温磷化工艺。磷化的主要功用，就是在钢铁工件表面形成一层多孔状磷化膜，有利于后续的高效涂装与防锈防蚀。但对于需要冷塑加工的工件，不但要求对工件进行磷化处理，而且还要求加以皂化处理，以适应冷塑成型加工的特殊润滑要求。然而，现行的磷化液大多是按照单一的磷化工艺而设计，多具“广谱性”，针对性不足，尤其是针对磷化后需要皂化跟进的“磷化-皂化”联合表面处理工艺，磷化液的设计尚缺乏更为精细的科学合理性，因而时常导致联合处理后的工件表面出现挂灰、泛黄等现象，影响冷塑加工工件的质量稳定性。为此，设计并制备出适宜于冷塑加工成型用的磷化液体系具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于冷塑加工成型用、针对性较强的常温快速磷化处理液，该磷化处理液无毒无害，制备过程简便，磷化效率高，且生成的磷化层致密、均匀，抗蚀能力强，避免了常规联合处理后工件表面易出现挂灰、泛黄等现象的发生，提高了工件的质量稳定性。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：金属冷塑成型用常温快速磷化液，由作为基础成分的磷化浓缩液和使用时外加的稀释用水组成，所述磷化浓缩液中各组分的重量份数配比为：磷酸10~13份，硝酸3~5份，氧化锌6~10份，促进剂1~3份，硝酸镍0.5~2份，柠檬酸钠0.1~0.4份，马日夫盐0.2~0.6份，稳定剂0.2~0.9份，酒精5~15份，水40~70份；稀释用水的加入量为磷化浓缩液质量的5~15倍。

金属冷塑成型用常温快速磷化液的制备方法，具体的制备步骤为：

（1）、按所述重量份数比例分别取水和酒精，并将其分为两半，将其中一半水和酒精混合放入耐酸容器中，在搅拌条件下，向其中加入磷酸和硝酸，充分混合后，得到混合酸溶液A，备用；

（2）、取步骤（1）剩余的另一半水和另一半酒精放入一个容器中，在搅拌条件下，向其中加入氧化锌、促进剂、硝酸镍、柠檬酸钠和马日夫盐，充分混合后，得到悬浮液B，备用；

（3）、在搅拌条件下将步骤（2）制得的悬浮液B加入步骤（1）制得的混合酸溶液A中，继续搅拌至完全溶解，然后，向混合溶液中加入稳定剂，充分混合后，得到澄清透明的磷化浓缩液，存储、备用；

（4）、步骤（3）制得的磷化浓缩液在应用时需要稀释，加入的稀释用水量为磷化浓缩液质量的5~15倍，搅拌均匀后，即可获得工作用磷化液。

所述磷酸的质量纯度为80%；硝酸的质量纯度为60%；酒精的质量纯度为95%。

所述的促进剂为氟化钠或亚硝酸钠；所述的稳定剂为羟基亚乙基二磷酸、乌洛托品或六偏磷酸钠中的至少一种。

所述的水为工业自来水、去离子水或蒸馏水。

所述磷化液的总酸度为30~55点，游离酸度为5~8点，总酸度与游离酸度之比为6~11。

本发明的有益效果：

（1）、组分配方中采用的均为常见工业原料，成本较低，且原料无毒害性，配制及使用时均可采用自来水作为溶剂，所得磷化液基本无磷化残渣产生，环境污染小。

（2）、本发明的磷化液配制工艺简便，可在常温下使用，磷化速度较快，生成的磷化层致密、均匀，抗蚀能力强，能够有效避免磷化后工件表面易出现挂灰、泛黄等现象的发生，提高了工件的质量稳定性。

（3）、在工件表面锈蚀较轻、油垢较少的情况下，本发明的磷化液可以直接进行磷化加工，不需预先进行除锈除油，从而可简化磷化工艺，降低污染。

（4）、本发明的磷化液针对性较强，特别适用于工件的冷塑成型加工使用，且磷化液冬天不易冰冻，低温施工环境的适应性强，同时，磷化后工件表面磷化膜的干燥速度较快，磷化效率提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细地说明，但不能作为对本发明保护范围的限定。