常温铁系耐蚀磷化液的研制和应用

　　　　・14・Sep . 2000　　　　　　　　　　P lating and F in ish ing 　　　　　　　　　　　　　V o l . 22N o . 5

　　文章编号:100123849(2000) 0520014203　α　　　

　

孟德军1, (1121山东汽车总公司明水汽车配件厂, 山东济南　　

摘要:M T 2126添加剂的配方、配制、性能作了介绍。研制的M T 2126含量达到40mL L 时, 磷化膜性能最佳。实验表明:最佳磷化液中形成的膜层CuSO 4点滴>30s , N aC l 浸泡>6h , 室内挂片90天无明显锈蚀。

关　键　词:磷化液; 耐蚀; M T 2126添加剂中图分类号:T G 174145　　　文献标识码:A 　

The D evelop m en t and Application of Room Tem perature Corrosion Resistan t Phosphati ng Solution for Iron Ser ies

　

12

M EN G D e 2jun , T EN G Pei 2tang

(1,

M ing Shu i Comm un icati on Equ i pm en t Facto ry , Ch ina N ati onal Po sts and

T elecomm un icati on s Indu stry Co rpo rati on , J inan 250200, Ch ina ; 2. M ing Shu i A u tom ob ile F ittings Facto ry , Shangdong A u tom ob ile Com p any , J inan 250200, Ch ina )

　

Abstract :Fo rm u las , m ak ing up p rocedu re and p rop erties of the develop ed Fe series room tem p eratu re co rro si on resistan t p ho sp hating so lu ti on and the M T 2126additive w ere in troduced . W hen the M T 2126w as up to 40mL L in the p ho sp hating so lu ti on , the p ho sp hating fil m had the . T he exp eri op ti m um p rop erties m en tal resu lts show ed that the fil m ob tained in the op ti m um p ho sp hating so lu ti on cou ld be w ith stand CuSO 4co rro si on test m o re than 30s and N aC l i m m ersi on . test m o re than 6h and the sp eci m en w as no obvi ou s ru st after hanging indoo r fo r 90days Key words :Fe series ; co rro si on resistance ; M T 2126additive ; p ho sp hating so lu ti on

　　

1　前　言

铁系磷化法具有常温、无渣、易管理及膜层与涂料附着力强的优点, 同时铁系磷化液能满足工艺流

程短(如:强酸型去油去锈二合一→水洗→磷化→晾干→喷漆) 的生产线, 但铁系磷化膜存在耐蚀性差的缺点, 应用中一般作为涂料底层。经过长期的实验, 研制的M T 2126添加剂利用了缓蚀、钝化的协同作

α收稿日期:2000204210

作者简介:孟德军(19732) , 男, 山东滨州人, 明水邮电通信设备厂工程师1　

2000年9月　　　　　　　　　　　　　电镀与精饰　　　　　　　第22卷第5期(总134期) 　　　　・15・

底有一层沉淀, 过滤后取透明液, 把B a (NO 3) 2、

Cu (NO 3) 2、N aF 加入透明液中充分溶解, 再加入ZnO , 在不断搅拌下缓慢加入H 3PO 4, 充分搅拌溶解

用, 有效提高了膜层的耐蚀性, 从而配制了一种耐蚀

铁系磷化液。

2　实验方法

211　实验材料及工艺流程指标

后, 透明浅蓝色液体即为配制的M T 2126。214　磷化膜性能测试标准[1**********]14点滴　GB 6807286中31312N aC l 浸泡　GB 6807286中3131121413膜重

GB 6807286中217。

实验材料为只有轻度防锈油的冷轧板。工艺流程:去油→水洗→磷化→晾干

工艺指标:去油剂为酸性去油, 常温5～15m in , 去油后样板水洗, 持pH 515～7, 1m in , (10±2) m in , 5～7m in 。212　磷化液的基础配方、配制及优化最佳配方的方

法

21211基础配方

1～4mL H 3PO 4L

N aH 2PO 4N a 2M oO 4M T 212621212配制工艺

10～20g L 1～2g L 30～50mL L

3　结果与讨论

311　最佳磷化液的配方

正交实验表明:M T 2126对磷化膜的影响最大, 其最佳含量为40mL L , 最佳配方如下:

H 3PO 4N aH 2PO 4N a 2M oO 4M T 2126

312　磷化膜的性能特点

4mL L 20g L 115g L 40mL L

首先加入H 3PO 4, 用适量水稀释; 再加入

N aH 2PO 4与N a 2M oO 4, 搅拌至全部溶解; 最后加入M T 2126, 搅拌均匀, 即为配制的铁系磷化液。

按上述配制工艺, 据加水量的多少, 可配成1∶(10～20) 的浓磷化液。21213优化最佳配方的方法

实验所获得的磷化膜耐蚀性好, 与涂料附着力强, 喷塑后的涂膜抗冲击性优良。磷化膜非常适用于粉末静电喷涂行业, 膜层性能特点见表1。

表1　铁系磷化膜的性能特点性　能外　观耐蚀性膜　层与涂料附着力　与涂膜抗冲击性

指　标均匀彩虹色

CuSO 4点滴>30s N aC l 浸泡>6h 110～116Λm

1级>500N ・c m

运用四因素四水平的正交实验法, 对上述配方进行优化组合。磷化膜的外观和耐蚀性作为每种组合性能的评定标准。213　M T 2126添加剂的配方及配制21311配方

4g M 2126

1g T 2126

014g B a (NO 3) 2

0106g Cu (NO 3) 2

110g N aF

015g ZnO

019mL H 3PO 4

H 2O 21312配制工艺

1000mL

　

313　M T 2126对磷化膜的影响

M T 2126中M 2126是一种有机多元膦酸盐, 起

阴极型缓蚀、钝化的作用, T 2126是一种价格较贵的白色晶体状盐, 具有一定还原性。M 2126和T 2126都能与M oO 4形成钝化膜。ZnO 与H 3PO 4生成

钝化作用, 能Zn (H 2PO 4) 2在溶液中起阳极型缓蚀、

22

将M 2126溶于水中加热至50℃, 加入T 2126,

此时液体为微浑浊状, 充分搅拌后冷却, 静放, 烧杯

　　　　・16・Sep . 2000　　　　　　　　　　P lating and F in ish ing 　　　　　　　　　　　　　V o l . 22N o . 5

弥补M 2126钝化膜的孔隙, 从而进一步提高膜层的抗蚀性。M T 2126中其它成分在磷化液中含量很少, 主要是促进磷化膜的形成。添加剂采用按时添加的方式以减少各成分含量的误差。

实验表明:M T 2126对磷化膜影响较大。如图1, 当磷化液中不含M T 2126时, 膜层为彩虹色、红色、蓝色混合不均匀的颜色, CuSO 4点滴mL L 时, 膜层耐蚀性明显提高; 在40时,

蚀性最好, CuSO 4点滴>>6, 内样板挂片902>mL L 时, 时, 成膜慢耐蚀性差; 含量越高, 成膜越快, 耐蚀性越高; 但含量过高, 膜外观颜色不均匀。由于N a 2M oO 4价格很贵, 含量一般取下限。317　酸点的影响

实验过程中, , T ・A 在20～60, ; , 范围窄F ・A

在1～3。3实验中磷化液冷却至0℃时, 磷化时间需30m in , 加热至40℃, 磷化时间只需1m in 即可。根据

图2可调节温度与时间。

图2　温度与时间关系

图1　M T 2126添加量与耐蚀性关系

4　应用特点

此铁系磷化液能广泛用于厂房小, 工艺设备简

单, 无加热设备的喷涂生产线。三槽常法处理(酸性去油去锈二合一→水洗→磷化→晾干) 使用两年多, 磷化液未出现过严重沉渣、更换的现象, 磷化膜没出现过返锈、挂灰等严重缺陷, 涂膜也未出现过脱落现象。

314　H 3PO 4的影响

H 3PO 4提供游离酸浸蚀钢铁表面, 使产生的铁

离子与磷酸盐形成铁系磷化膜。H 3PO 4含量低, 难以成膜; 含量过高, 析氢量增多, 易造成膜层颜色不均匀。含量应不少于4mL L 。315　N aH 2PO 4的影响

磷化液中含量较大, 但钠离子不参与磷化膜的

2+

形成, 主要提供H 2PO 2形成磷化膜, 含量不4与Fe 少于20g L 。

316　N a 2M oO 4的影响

N a 2M oO 4既作为促进剂又作为钝化剂, 是铁系磷化液中不可缺少的成分, 它的存在能使磷化液具有无毒、无渣、常温、使用范围宽的显著优点。含量低

5　结束语

研制的铁系磷化液常温下, 能快速形成一层耐

蚀磷化膜, 其中研制的M T 2126在磷化液中起关键作用。本磷化液具有无渣、无毒、使用范围宽、应用方便的优点, 可广泛用在涂装行业上。

天津市电镀工程学会　《电镀与精饰》编辑部　迁址启事

本部已迁至天津市河东区新开路华园小区3号楼。来函、邮局汇款请汇至“天津市河东区新开路邮局投

发部6号信箱, 邮编300011”　　传真、电话:[1**********]9　　银行汇款请汇至　户名:天津市电镀工程学会　　开户银行:工商行李家台分理处　　帐号:[**************]

　　　　・14・Sep . 2000　　　　　　　　　　P lating and F in ish ing 　　　　　　　　　　　　　V o l . 22N o . 5

　　文章编号:100123849(2000) 0520014203　α　　　

　

孟德军1, (1121山东汽车总公司明水汽车配件厂, 山东济南　　

摘要:M T 2126添加剂的配方、配制、性能作了介绍。研制的M T 2126含量达到40mL L 时, 磷化膜性能最佳。实验表明:最佳磷化液中形成的膜层CuSO 4点滴>30s , N aC l 浸泡>6h , 室内挂片90天无明显锈蚀。

关　键　词:磷化液; 耐蚀; M T 2126添加剂中图分类号:T G 174145　　　文献标识码:A 　

The D evelop m en t and Application of Room Tem perature Corrosion Resistan t Phosphati ng Solution for Iron Ser ies

　

12

M EN G D e 2jun , T EN G Pei 2tang

(1,

M ing Shu i Comm un icati on Equ i pm en t Facto ry , Ch ina N ati onal Po sts and

T elecomm un icati on s Indu stry Co rpo rati on , J inan 250200, Ch ina ; 2. M ing Shu i A u tom ob ile F ittings Facto ry , Shangdong A u tom ob ile Com p any , J inan 250200, Ch ina )

　

Abstract :Fo rm u las , m ak ing up p rocedu re and p rop erties of the develop ed Fe series room tem p eratu re co rro si on resistan t p ho sp hating so lu ti on and the M T 2126additive w ere in troduced . W hen the M T 2126w as up to 40mL L in the p ho sp hating so lu ti on , the p ho sp hating fil m had the . T he exp eri op ti m um p rop erties m en tal resu lts show ed that the fil m ob tained in the op ti m um p ho sp hating so lu ti on cou ld be w ith stand CuSO 4co rro si on test m o re than 30s and N aC l i m m ersi on . test m o re than 6h and the sp eci m en w as no obvi ou s ru st after hanging indoo r fo r 90days Key words :Fe series ; co rro si on resistance ; M T 2126additive ; p ho sp hating so lu ti on

　　

1　前　言

铁系磷化法具有常温、无渣、易管理及膜层与涂料附着力强的优点, 同时铁系磷化液能满足工艺流

程短(如:强酸型去油去锈二合一→水洗→磷化→晾干→喷漆) 的生产线, 但铁系磷化膜存在耐蚀性差的缺点, 应用中一般作为涂料底层。经过长期的实验, 研制的M T 2126添加剂利用了缓蚀、钝化的协同作

α收稿日期:2000204210

作者简介:孟德军(19732) , 男, 山东滨州人, 明水邮电通信设备厂工程师1　

2000年9月　　　　　　　　　　　　　电镀与精饰　　　　　　　第22卷第5期(总134期) 　　　　・15・

底有一层沉淀, 过滤后取透明液, 把B a (NO 3) 2、

Cu (NO 3) 2、N aF 加入透明液中充分溶解, 再加入ZnO , 在不断搅拌下缓慢加入H 3PO 4, 充分搅拌溶解

用, 有效提高了膜层的耐蚀性, 从而配制了一种耐蚀

铁系磷化液。

2　实验方法

211　实验材料及工艺流程指标

后, 透明浅蓝色液体即为配制的M T 2126。214　磷化膜性能测试标准[1**********]14点滴　GB 6807286中31312N aC l 浸泡　GB 6807286中3131121413膜重

GB 6807286中217。

实验材料为只有轻度防锈油的冷轧板。工艺流程:去油→水洗→磷化→晾干

工艺指标:去油剂为酸性去油, 常温5～15m in , 去油后样板水洗, 持pH 515～7, 1m in , (10±2) m in , 5～7m in 。212　磷化液的基础配方、配制及优化最佳配方的方

法

21211基础配方

1～4mL H 3PO 4L

N aH 2PO 4N a 2M oO 4M T 212621212配制工艺

10～20g L 1～2g L 30～50mL L

3　结果与讨论

311　最佳磷化液的配方

正交实验表明:M T 2126对磷化膜的影响最大, 其最佳含量为40mL L , 最佳配方如下:

H 3PO 4N aH 2PO 4N a 2M oO 4M T 2126

312　磷化膜的性能特点

4mL L 20g L 115g L 40mL L

首先加入H 3PO 4, 用适量水稀释; 再加入

N aH 2PO 4与N a 2M oO 4, 搅拌至全部溶解; 最后加入M T 2126, 搅拌均匀, 即为配制的铁系磷化液。

按上述配制工艺, 据加水量的多少, 可配成1∶(10～20) 的浓磷化液。21213优化最佳配方的方法

实验所获得的磷化膜耐蚀性好, 与涂料附着力强, 喷塑后的涂膜抗冲击性优良。磷化膜非常适用于粉末静电喷涂行业, 膜层性能特点见表1。

表1　铁系磷化膜的性能特点性　能外　观耐蚀性膜　层与涂料附着力　与涂膜抗冲击性

指　标均匀彩虹色

CuSO 4点滴>30s N aC l 浸泡>6h 110～116Λm

1级>500N ・c m

运用四因素四水平的正交实验法, 对上述配方进行优化组合。磷化膜的外观和耐蚀性作为每种组合性能的评定标准。213　M T 2126添加剂的配方及配制21311配方

4g M 2126

1g T 2126

014g B a (NO 3) 2

0106g Cu (NO 3) 2

110g N aF

015g ZnO

019mL H 3PO 4

H 2O 21312配制工艺

1000mL

　

313　M T 2126对磷化膜的影响

M T 2126中M 2126是一种有机多元膦酸盐, 起

阴极型缓蚀、钝化的作用, T 2126是一种价格较贵的白色晶体状盐, 具有一定还原性。M 2126和T 2126都能与M oO 4形成钝化膜。ZnO 与H 3PO 4生成

钝化作用, 能Zn (H 2PO 4) 2在溶液中起阳极型缓蚀、

22

将M 2126溶于水中加热至50℃, 加入T 2126,

此时液体为微浑浊状, 充分搅拌后冷却, 静放, 烧杯

　　　　・16・Sep . 2000　　　　　　　　　　P lating and F in ish ing 　　　　　　　　　　　　　V o l . 22N o . 5

弥补M 2126钝化膜的孔隙, 从而进一步提高膜层的抗蚀性。M T 2126中其它成分在磷化液中含量很少, 主要是促进磷化膜的形成。添加剂采用按时添加的方式以减少各成分含量的误差。

实验表明:M T 2126对磷化膜影响较大。如图1, 当磷化液中不含M T 2126时, 膜层为彩虹色、红色、蓝色混合不均匀的颜色, CuSO 4点滴mL L 时, 膜层耐蚀性明显提高; 在40时,

蚀性最好, CuSO 4点滴>>6, 内样板挂片902>mL L 时, 时, 成膜慢耐蚀性差; 含量越高, 成膜越快, 耐蚀性越高; 但含量过高, 膜外观颜色不均匀。由于N a 2M oO 4价格很贵, 含量一般取下限。317　酸点的影响

实验过程中, , T ・A 在20～60, ; , 范围窄F ・A

在1～3。3实验中磷化液冷却至0℃时, 磷化时间需30m in , 加热至40℃, 磷化时间只需1m in 即可。根据

图2可调节温度与时间。

图2　温度与时间关系

图1　M T 2126添加量与耐蚀性关系

4　应用特点

此铁系磷化液能广泛用于厂房小, 工艺设备简

单, 无加热设备的喷涂生产线。三槽常法处理(酸性去油去锈二合一→水洗→磷化→晾干) 使用两年多, 磷化液未出现过严重沉渣、更换的现象, 磷化膜没出现过返锈、挂灰等严重缺陷, 涂膜也未出现过脱落现象。

314　H 3PO 4的影响

H 3PO 4提供游离酸浸蚀钢铁表面, 使产生的铁

离子与磷酸盐形成铁系磷化膜。H 3PO 4含量低, 难以成膜; 含量过高, 析氢量增多, 易造成膜层颜色不均匀。含量应不少于4mL L 。315　N aH 2PO 4的影响

磷化液中含量较大, 但钠离子不参与磷化膜的

2+

形成, 主要提供H 2PO 2形成磷化膜, 含量不4与Fe 少于20g L 。

316　N a 2M oO 4的影响

N a 2M oO 4既作为促进剂又作为钝化剂, 是铁系磷化液中不可缺少的成分, 它的存在能使磷化液具有无毒、无渣、常温、使用范围宽的显著优点。含量低

5　结束语

研制的铁系磷化液常温下, 能快速形成一层耐

蚀磷化膜, 其中研制的M T 2126在磷化液中起关键作用。本磷化液具有无渣、无毒、使用范围宽、应用方便的优点, 可广泛用在涂装行业上。

天津市电镀工程学会　《电镀与精饰》编辑部　迁址启事

本部已迁至天津市河东区新开路华园小区3号楼。来函、邮局汇款请汇至“天津市河东区新开路邮局投

发部6号信箱, 邮编300011”　　传真、电话:[1**********]9　　银行汇款请汇至　户名:天津市电镀工程学会　　开户银行:工商行李家台分理处　　帐号:[**************]