[发明专利]常温电解磷化工艺及磷化液

说明书

本发明公开了一种常温电解磷化工艺，所述磷化液包含锌离子、钙离子、磷酸根、硝酸根、有机酸、硝基胍，含量如下所示：锌离子：10‑63g/L；钙离子：10‑100g/L；磷酸根：50‑120g/L；硝酸根：40‑200g/L；有机酸：10‑50g/L；添加剂：1‑45g/L；其中磷酸根以P₂O₅计，磷化温度为常温，通过直流电源施加3‑100A/dm²的电流；磷化温度磷化时间3‑120秒；磷化后膜重为8‑20g/m²，拉拔速度为4‑10m/s，磷化温度为常温，并且没有磷化渣产生，无需定期清洗电极，磷化液中没有重金属，符合环保标准。

【技术领域】

本发明涉及金属线材表面处理领域，具体为一种钢铁线材拉拔前的磷化处理。

【背景技术】

磷化处理是指将金属在含有磷酸盐的溶液中进行处理，使金属表面形成磷酸盐化学转化膜的过程。一百多年来，磷化膜可以应用于钢铁、铝、镁等金属或合金上，不仅可以提高耐蚀性、提高基体与涂层的附着力，而且能明显能改进工件的表面摩擦性能，改善材料的冷加工性能。磷酸锌转化膜层具有很好的延展性能，并且能在一定条件下与硬脂酸钠反应生成硬脂酸锌膜，硬脂酸锌具有优良的润滑性能。因此锌系磷化工艺在拉丝、拉管、深冲、冷墩等加工行业中广泛应用，提高拉丝拉管速度，减少模具损伤。

过去100多年，传统的磷化工艺已经在冷成型加工行业成熟的发展和应用，目前普遍使用的是中高温磷化工艺，分为浸泡式和在线连续式两种。后者磷化速度快，生产效率高，但为了确保磷化时间，磷化槽较长，达到20米以上，占地面积大。虽然中高温磷化工艺产生的磷化膜厚，结合力好，能满足目前冷加工行业的生产，但是能耗高，产生的磷化渣多。目前已经有学者开始研究如何利用磷化渣，然而至今为止，行业内没有找到磷化渣的合适工业化处理方式，主要是把磷化渣作为固体废弃物，直接排放到环境中，这给环境带来了严重的污染。节省能源，减少环境污染是磷化技术领域的重要研究方向。

电解磷化工艺由于磷化时间短、磷化温度低，产生磷化渣少，甚至没有磷化渣等特点，受到冷成型加工行业关注。国际专利WO19980906A1报道了一种含锌和钙的电解磷化液及其磷化工艺，形成了同时含钙和锌的磷化膜，磷化膜较厚，达到40g/m²，但磷化时间较长，至少需要3分钟，所以不适合应用于在线快速磷化。中国专利200610088638.0报道了一种使用锌或铁作阳极的快速电解磷化工艺，并且安装辅助电极，在一定形状的工件表面形成磷酸锌膜。但由于选用锌或铁作阳极，电解过程中锌或铁溶解到处理浴中，容易产生锌泥和磷化渣，既产生固体废渣，又影响溶液的稳定性。

目前市场上机械剥壳配套的电解磷化液都需要加热到50～60℃，且磷化液浓度高，总酸高达300个点，磷化渣产生量大，几乎一个月就需要清洗一次电极。

由此可见，提供一种改进的磷化处理液是本领域亟需解决的问题。

【发明内容】

本发明针对上述问题，提供一种常温电解磷化工艺，无需重金属，更加环保，并且磷化膜多孔，提高了拉拔速度。

为了解决上述问题，本发明提供的一种常温电解磷化工艺，所述磷化液包含锌离子、钙离子、磷酸根、硝酸根、有机酸、添加剂，含量如下所示：

锌离子：10-63g/L；

钙离子：10-100g/L；

磷酸根：50-120g/L；

硝酸根：40-200g/L；

有机酸：10-50g/L；

添加剂：1-45g/L；