本發(fā)明涉及磷化液技術領域，更具體的說，涉及一種快速磷化液及其制備方法。
背景技術：
隨著金屬加工業(yè)的迅速發(fā)展，磷化工藝在金屬表面處理，尤其是涂漆（或噴漆）前處理等方面的應用日益廣泛。目前所用磷化液多為中、高溫磷化液（使用溫度55℃-95℃），這類磷化液制得的磷化膜，具有結晶粗大，膜層較厚，磷化時間長，磷化設備投資大、能耗高、酸霧大、溶液穩(wěn)定性差、沉渣多、調(diào)整繁瑣、環(huán)保壓力大等不利因素。
中國專利CN102605364公開了一種中溫低沉渣低排放厚膜磷化液及其磷化方法，所述磷化液的組分為：馬日夫鹽3 ～ 5％，硝酸鋅9 ～ 12％，硝酸錳3 ～ 5％，鉬酸銨0 ～ 0.01％，氯酸鈉0 ～ 0.02％，檸檬酸0.01 ～ 0.03％，乙二胺四乙酸0.01 ～ 0.03％，余量為水，按重量計。該專利磷化液在使用過程中雖然產(chǎn)生極少的沉渣，但是其游離酸度極低，造成磷化上膜困難，磷化時間長等缺點。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種快速磷化液，本磷化液磷化時間短，大大提高了工作效率，并且使用溫度低，降低了能耗，且無需對沉渣進行處理。
本發(fā)明的目的之二在于提供上述快速磷化液的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種快速磷化液，以質(zhì)量百分比計，由以下原料制成：
磷酸15-20%，氧化鋅6-10%，硝酸鋅20-25%，間硝基苯磺酸鈉1-5%，檸檬酸0.5-2%，乙二胺四乙酸（EDTA）1-4%，余量為水。
本發(fā)明優(yōu)選的技術方案為：一種快速磷化液，以質(zhì)量百分比計，由以下原料制成：
磷酸15-18%，氧化鋅7-9%，硝酸鋅20-22%，間硝基苯磺酸鈉1-2%，檸檬酸0.5-1%，乙二胺四乙酸（EDTA）1-2%，余量為水。
本發(fā)明更優(yōu)選的技術方案為：
磷酸15%，氧化鋅9%，硝酸鋅22%，間硝基苯磺酸鈉1%，檸檬酸1%，乙二胺四乙酸（EDTA）1%，水51%。
一種快速磷化液，以質(zhì)量百分比計，由以下原料制成：
本發(fā)明快速磷化液的制備方法依次包括如下步驟：
（1）在反應釜中加入磷酸，開啟反應釜進行攪拌；
（2）往反應釜中加入所需水總用量40%-60%的水；
（3）往反應釜中加入氧化鋅；
（4）反應完全并溶液澄清后往反應釜中加入剩余的水；
（5）往反應釜中加入硝酸鋅，攪拌均勻并使溶液澄清；
（6）往反應釜中加入間硝基苯磺酸鈉，攪拌均勻并使溶液澄清；
（7）最后往反應釜中加入檸檬酸、EDTA，攪拌均勻并溶液澄清。
本發(fā)明的主要工作原理如下：
鋼鐵件浸入磷化液（由Zn(H2PO4）2 組成的酸性稀水溶液，PH值為1-3）中，磷化膜的生成反應如下：
3Zn(H2PO4）2 =Zn3(PO4）2↓+4H3PO4
鋼鐵工件是鋼鐵合金，在磷酸作用下，F(xiàn)e和FeC3形成無數(shù)原電池，在陽極區(qū)，鐵開始溶解為Fe2+，同時放出電子。
Fe+2H3PO4 =Fe (H2PO4）2+H2↑
Fe =Fe2+ +2e-
在鋼鐵工件表面附近的溶液中Fe2+不斷增加，當Fe2+與HPO42-，PO43-濃度大于磷酸鹽的溶度積時，產(chǎn)生沉淀，在工件表面形成磷化膜：
Fe(H2PO4）2= FeHPO4↓+ H3PO4
Fe+ Fe(H2PO4）2= 2FeHPO4↓+ H2↑
3FeHPO4= Fe3(PO4）2↓+ H3PO4
Fe+ 2FeHPO4 =Fe3(PO4）2↓+H2↑
陰極區(qū)放出大量的氫：
2H+ +2e- =H2↑
O2 + 2H20 + 4e- =4OH-
總反應式：
3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+4H3PO4
2Fe+3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+2FeHPO4↓+2H3PO4+ 2H2↑
其中Zn3(PO4）2、FeHPO4為磷化膜的成份；配方中間硝基苯磺酸鈉為內(nèi)加促進劑，而外加促進劑應在配槽時才使用，促進劑能縮短磷化膜形成的時間；配方中檸檬酸起到細化磷化結晶、降低膜厚的作用。配方中乙二胺四乙酸為絡合劑，降低磷化處理時的結渣量。
本發(fā)明磷化液的使用方法為（以配制lm3為例）：在槽內(nèi)盛1/2體積的水，加50-100公斤該磷化液，加水至總體積lm3（使用前才加入磷化液外加促進劑3-6公斤）攪拌均勻，測試總酸度在18-30pt之間和游離酸度0.6-1.5pt之間即可。
槽液維護：工件在處理過程中，總酸度低于18點，游離酸度低于0.6點時應添加一定量的磷化液，每m3槽液中加入40kg磷化液總酸度提高2點左右，游離酸度提高0.2點左右，要特別注意，外加促進劑在使用過程中發(fā)生分解反應，根據(jù)磷化膜的情況，應連續(xù)滴加外加促進劑，保證槽液長期穩(wěn)定。
本發(fā)明磷化液的磷化膜硫酸銅點滴試驗時間達30秒，中性鹽霧試驗時間達4小時，漆膜附著力達0級，符合國家及行業(yè)標準；同時本發(fā)明磷化時間短，大大提高了工作效率，使用溫度低。并且基本不產(chǎn)生磷化沉渣，大大延長了清理周期，降低了固廢處理費用，無需消耗能源。
具體實施方式
實施例1
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸150Kg，氧化鋅90 Kg，硝酸鋅220 Kg，間硝基苯磺酸鈉10 Kg，檸檬酸10 Kg，EDTA10 Kg，水510 Kg。
其制備方法依次包括如下步驟：
（1）在反應釜中加入磷酸，開啟反應釜進行攪拌；
（2）往反應釜中加入所需水總用量50%的水；
（3）往反應釜中加入氧化鋅，待反應完全并溶液澄清（4小時左右）；
（4）往反應釜中加入剩余的水；
（5）往反應釜中加入硝酸鋅，待攪拌均勻并溶液澄清（2小時左右）；
（6） 往反應釜中加入間硝基苯磺酸鈉，待攪拌均勻并溶液澄清（1小時左右）；
（7）往反應釜中加入檸檬酸，待攪拌均勻并溶液澄清（1小時左右）；
（8）將產(chǎn)品進行理化指標檢測，包裝入庫。
實施例2
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸180Kg，氧化鋅70Kg，硝酸鋅200Kg，間硝基苯磺酸鈉15Kg，檸檬酸5Kg，EDTA20 Kg，水510Kg。
制備方法同實施例1。
實施例3
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸170Kg，氧化鋅80 Kg，硝酸鋅210 Kg，間硝基苯磺酸鈉20 Kg，檸檬酸10 Kg，EDTA10 Kg，水500 Kg。
制備方法同實施例1。
實施例4
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料組成：
磷酸160Kg，氧化鋅70 Kg，硝酸鋅200 Kg，間硝基苯磺酸鈉10 Kg，檸檬酸5 Kg，EDTA20 Kg，水535 Kg。
制備方法同實施例1。
實施例5
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸170 Kg，氧化鋅90 Kg，硝酸鋅210 Kg，間硝基苯磺酸鈉20 Kg，檸檬酸10 Kg，EDTA10 Kg，水490 Kg。
制備方法同實施例1。
實施例6
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸100Kg，氧化鋅100 Kg，硝酸鋅250 Kg，間硝基苯磺酸鈉10 Kg，檸檬酸20 Kg, EDTA30 Kg，水490 Kg。
制備方法同實施例1。
實施例7
每1000Kg常溫快速磷化液，由以下原料制成：
磷酸200Kg，氧化鋅60 Kg，硝酸鋅200 Kg，間硝基苯磺酸鈉50 Kg，檸檬酸5 Kg，EDTA20 Kg，水465 Kg。
制備方法同實施例1。
將本發(fā)明實施例1-7的磷化液使用方法如下: （以配制lm3為例）在槽內(nèi)盛1/2體積的水，加50公斤該磷化液，加水至總體積lm3（使用前才加入磷化液外加促進劑6公斤，外加促進劑配方為40%亞硝酸鈉，60%水（質(zhì)量分數(shù)））攪拌均勻，測試總酸度在18-30pt之間和游離酸度0.6-1.5pt之間即可。
本發(fā)明實施例1-7的配方見表1（以1000Kg磷化液計算）。
表1實施例1-7的配方
本發(fā)明實施例1-7的使用效果見表2, 表3。
表2實施例1-7的使用效果
從表2可以看出本發(fā)明磷化液磷化時間短，大大提高了工作效率，使用溫度低。并且基本不產(chǎn)生磷化沉渣，大大延長了清理周期，降低了固廢處理費用，無需消耗能源。實施例1的效果最好。
以上內(nèi)容描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。