四维一磷化工艺的研究

四维一磷化工艺的研究

0吸热剂、总涂料、磷化涂膜的注浆磷酸：将钢铁产品浸泡在含有锌、锰、铁、钙等金属碱性盐的化学处理中。经过多次反应，形成了难以溶解水的磷酸膜。形成的磷化膜被称为磷化膜。磷化的目的主要是:给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。在一般的磷化工艺中,必须要对磷化的钢铁产品进行表面处理,除去钢铁产品表面的油脂、氧化皮、浮锈等杂质,并对表面进行调整,以增强钢铁产品表面的活性,为涂漆等的后续工序提供清洁的表面。常规磷化工艺中除油、除锈、磷化、表调是分步进行的,工序复杂,效率较低。本文针对以上工艺的不足,对除油、除锈、磷化、表调进行了合并,设计了“四合一”磷化配方,尤其对除油起关键作用的表面活性剂进行了筛选,确定了复配的表面活性剂的比例,使“四合一”的磷化液中的表面活性剂既起到除油作用,又起到了渗透作用,从而加快除锈速度。1基本组成的配置本配方采用了锌系磷化液体系作为基础配方,同时添加了表面活性剂、络合剂、钝化剂。1.1磷酸溶液的基本制备氧化锌14g/L,磷酸310mL/L,硝酸镍12g/L,乙醇7.5g/L。1.2柠檬酸添加量对酒石酸钠的络合能力的影响加至磷化液中的络合剂通常均有酒石酸、柠檬酸等。酒石酸和柠檬酸均易与化合价高的金属离子形成络合物,而酒石酸的络合能力比柠檬酸弱一些,本实验磷化液配方中添加柠檬酸作为络合剂,能将磷化液中的Fe络合起来呈溶解状态存在于磷化液中,阻止产生出过多的磷酸铁沉淀,柠檬酸加入量与锌离子质量比为0.1∶20。1.3软化在磷化前增加表面钝化工序,可采用草酸钝化或者碳酸钠钝化处理。本配方用草酸作为钝化剂。1.4阴离子表面活性剂在钢铁制品磷化这一工序中,尽管磷化液的成分、有效物含量、磷化温度、磷化时间、处理方式都直接影响处理效果,但如何选择适用的表面活性剂,也是直接影响磷化效果的重要因素。表面活性剂可分为非离子、阴离子、阳离子及两性表面活性剂。本实验仅对阴离子表面活性剂及非离子表面活性剂进行初步探讨。阴离子表面活性剂,主要为半透明粘稠液体,呈白色针状、白色粉状等形态,其在水中解离后,生成憎水性阴离子。阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、品种最多及工业化最成熟的一类表面活性剂。适用于水基除油的阴离子表面活性剂主要类型见表l。在选择阴离子型表面活性剂时,阴离型表面活性剂的活性大小是最重要的指标。阴离子表面活性剂活性是指阴离子型表面活性剂的乳化和分散性能、润湿和渗透性能、增溶性和去污性能等综合性能。对于烷基磺酸盐表面活性剂,其活性一般随亲油基烷基碳数增加,而增加。而其达到吸附饱和的浓度却降低。烷基磺酸盐表面活性剂用于水基除油,碳链长度一般应为C非离子型表面活性剂因其具有较高的活性,故在很多性能方面超过其他离子型表面活性剂,应用非常广泛,发展非常迅速。由于非离子表面活性剂的亲水基主要是具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成,其在水溶液中不发生离解,呈中性分子态,所以,其稳定性高,不易受强电解质无机盐存在的影响,也不易受酸、碱的影响。本实验采用脂肪醇聚氧乙烯醚作为实验原料。用于水基除油的非离子型表面活性剂主要类型见表2。在选择非离子型表面活性剂时,HLB值是一项重要的参考指标。一般来讲,HLB值越高,对金属表面的吸附能力越强,乳化和润湿性能越好。对于水基除油,应当选择表面活性剂的HLB值为13~15,该范围内的非离子型表面活性剂分散性能较好,乳化和去污性能强,有利于油污的去除。由于阴离子型和非离子型表面活性剂合理的复配具有比单一类型的表面活性剂更优良的润湿、乳化、增溶和洗净性能,所以,在水基除油中,通常选用2种或2种以上的表面活性剂进行复配。本文选用了十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚进行复配。2表面活性剂的应用实验2.1表面活性剂的去除试验2.1.1测试对象Q345钢板40×60mm,恒温水浴锅,烧杯,分析天平。2.1.2脂肪醇聚氧乙烯醚十二烷基苯磺酸钠(化学纯),天津试剂厂;脂肪醇聚氧乙烯醚(工业品),中石油吉林石化分公司;46号机油(工业品),中石油昆仑润滑油。2.1.3表面活性剂的复配将Q345钢板浸上46号机油,在温度为35士2℃条件下,用不同比例复配的表面活性剂进行除油,通过失重法测量除油效率。除油率按下式计算:在其他成分含量不变时,当除油时间为15min时,阴离子表面活性剂和非离子型表面活性剂复配比例及除油效率见表3。由表3可以看出,当阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚按比例复配为2∶1时除,油效率最高。2.2基础磷化液体系不添加表面活性剂的酸洗剂的研制为了测定表面活性剂的除锈和去氧化皮能力,将锈蚀试样(采用Q235热轧角钢)放在该基础磷化液体系(不添加和添加表面活性剂)中进行(40℃)酸洗,结果见表4及图1所示。由表4可得,当Fe这是因为该配方的酸液中含有表面活性剂,降低了酸液的表面张力,酸液渗透到钢基表面,加快了电化学反应过程。3脂肪醇聚氧乙烯醚复配的效果通过实验,对“四合一”磷化液配方尤其是其中的