[发明专利]一种钢铁常温磷化方法

说明书

本发明涉及钢铁表面处理技术领域，涉及一种钢铁常温磷化方法，先将待处理的钢铁进行表面打磨、酸洗除锈，然后完全浸泡在磷化液中，并在超声波作用下磷化。本发明工艺简单，无需除油、表调及钝化填充工序，提高了生产效率；同时，本发明磷化过程无需加热，常温下即可磷化，大大节省了能源；并且，本发明在超声作用下磷化，所形成的磷化膜层表面孔隙率低，膜层均匀致密，具有良好的耐腐蚀性，适宜工业推广。硫酸铜点滴实验达到322s，3％氯化钠溶液常温浸泡超过12小时不会出现锈斑。

技术领域

本发明涉及钢铁表面处理技术领域，具体领域为一种磷化处理工艺。

背景技术

磷化是常用的金属前处理技术，属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁、铝、锌件等金属表面磷化。磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。钢铁是现代应用最广泛的结构材料。为了增强钢铁基体抗腐蚀性能，延长使用寿命，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，并在后续涂装过程中进一步提高基体与涂层的结合力。

目前，关于钢铁表面的磷化处理方法有很多种，大部分涉及预处理脱脂工序、磷化前表调工序、磷化后钝化或填充工序，而磷化前脱脂、表调和磷化后钝化或填充都会使磷化工艺变得复杂，同时这三个工序也会产生大量废水，对环境造成一定的污染。而且，大部分磷化工艺温度较高，属于中高温磷化。因此，寻找一种工艺简单、清洁、节能的磷化方法，对提高生产效率、保护环境及改善磷化膜表面的孔隙率都具有重要的现实价值和推广价值。

中国发明专利申请CN103805980A中公开了一种钢铁零件氧化磷化工艺方法，采用FS-1水剂除油剂对钢铁零件进行除油，同时该工艺在70-75℃下磷化后采用10g/L～30g/L的重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)对磷化零件进行填充。该工艺不仅能耗大，而且在除油和填充工艺产生大量废水，特别是填充液中含有六价铬，对环境及人体危害严重。中国发明专利申请CN101693993A公开了一种碳钢表面磷化处理液及镀镍封闭方法，在碳钢片打磨清洗后将其浸入到5g/L多聚磷酸钛(IV)的表面调整液中表面调整1～2min，磷化后将碳钢片放入镀镍液中恒电流下镀镍封闭，所采用的镀镍液组成为NiSO₄.6H₂O 200～300g/L，NiCl₂.6H₂0 10～50g/L，H₃BO₃ 10～50g/L，糖精0.4～0.8g/L，1，4-丁炔二醇0.1～0.5g/L，十二烷基硫酸钠0.05～0.2g/L，该镀镍液还含有镍离子，有环境有一定的污染。

中国发明专利申请CN103938201A公开了一种高耐蚀性黑色磷化方法，所使用的磷化温度为60～75℃，操作温度较高，能耗较大。中国发明专利申请CN102817023A中公开了一种高温耐腐蚀磷化液，也存在同样的问题，磷化加热温度为80～95℃，能耗太大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁常温磷化方法。在常温(20～40℃)下超声磷化，节省能源，且能形成均匀致密的磷化膜层，进一步提高钢铁试片耐蚀性能。同时减少预处理脱脂、磷化前表调和磷化后钝化填充工序，使磷化工艺简单化，从而提高生产效率，同时减少废水排放，保护环境，有利于工业化推广。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钢铁常温磷化方法，包括以下步骤：

(1)将待处理的钢铁试片进行表面打磨，水洗；

(2)将钢铁试片放入盐酸溶液中除锈及除氧化皮，取出水洗；

(3)将经过预处理的钢铁试片放入调节好pH值的磷化液中，在超声作用下磷化处理；

(4)将磷化处理后的钢铁试片取出，水洗，电吹风吹干。