本發(fā)明屬于不銹鋼件
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法。
背景技術(shù)：
：磷化膜具有很多優(yōu)異的性質(zhì)，可用于防護(hù)、電絕緣、耐磨、冷成型等，還可用于工序間的防護(hù)及油漆和粉末等的有機(jī)膜的底層，不銹鋼的常規(guī)磷化過程，經(jīng)常出現(xiàn)磷化速度減慢、磷化膜結(jié)晶粗大甚至不磷化等問題。為解決上述問題，專利cn102146578a提供了一種電場(chǎng)加速的方式來改進(jìn)磷化工藝，這種方法利用外加電場(chǎng)加速磷化膜沉積，使磷化膜晶粒細(xì)小致密，耐蝕性提高。專利cn105603413a提供了一種一種低合金鋼表面磷化膜的制備方法，這種方法利用對(duì)工件先進(jìn)行表面納米化，然后進(jìn)行磷化處理，雖然能一定程度提高磷化膜的性能，但是，磷化膜的與基體的結(jié)合力會(huì)極大地降低，同時(shí)，磷化膜的硬度不佳。這些方法大多從改變磷化配方或工藝來促進(jìn)合金鋼的磷化，很少從改變金屬基體表面性質(zhì)來加速磷化過程，因此不能從根本上解決低合金鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組織不均勻?qū)α谆^程的不利影響。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的問題，提供了一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法，包括以下步驟：(1)工件表面離子化處理：將不銹鋼工件經(jīng)除油后，表面采用去離子水清洗烘干后，放入真空金屬容器中，金屬容器中充入低壓硫化氫，以不銹鋼工件為陰極，以金屬容器為陽極，在陰極與陽極之間加上350-400v直流電壓，處理45-50s，然后停止，取出不銹鋼工件；(2)工件活化處理：將經(jīng)步驟(1)處理的不銹鋼工件置于活化液中浸泡處理30-40min，然后取出，表面采用無水乙醇清洗2-3min，然后再采用去離子水清洗5-8min，然后烘干；所述活化液按重量份計(jì)由以下成分制成：殼聚糖1-3、醋酸2-4、硅烷偶聯(lián)劑2.5-2.8、去離子水90-100；(3)制備磷化液：所述磷化液按重量份計(jì)由以下成分制成：磷酸2.5-2.8、磷酸鈉0.5-1.0、硝酸0.4-0.6、丙氨酸0.1-0.5、氟化鉀0.1-0.3、納米二氧化硅1-3、去離子水80-90；(4)磷化處理：將經(jīng)步驟(2)處理的不銹鋼工件浸入步驟(3)中配置好的磷化液中進(jìn)行磷化處理以形成磷化膜；(5)磷化后處理：磷化后不銹鋼工件經(jīng)無水乙醇浸泡10min，然后采用去離子水清洗后，烘干至恒重，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(1)中低壓硫化氫，低壓壓力為50-60kpa。進(jìn)一步的：所述步驟(2)中活化液中浸泡處理，浸泡溫度為80-90℃。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中活化液制備方法為：將醋酸均勻分散到去離子水中，加熱至40℃，然后添加殼聚糖，攪拌溶解后，再添加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌溶解后，保溫10min，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中納米二氧化硅粒度為80-90nm。進(jìn)一步的：所述步驟。進(jìn)一步的：所述步驟（4）中磷化處理具體為：將制備的磷化液溫度調(diào)節(jié)至3-5℃保溫15min，然后將不銹鋼工件放入磷化液中，震蕩2min，再快速加熱至55-60℃，保溫5min，然后取出，即可。進(jìn)一步的：所述步驟（5）中烘干至恒重，烘干溫度為121℃。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：不銹鋼因具有優(yōu)良的耐蝕性而得到廣泛的應(yīng)用，但是不銹鋼表面長存在一些破壞磷化膜均勻性的缺陷，如夾雜物、貧路區(qū)、晶界、位錯(cuò)等，在這些地方的磷化膜較為薄弱，一些活性陰離子如氯離子、氰根離子等易從缺陷出進(jìn)入不銹鋼表面，破壞其磷化膜，尤其是氯離子破壞作用最為突出，本本發(fā)明通過在不銹鋼工件表面分別進(jìn)行離子化處理和活化處理，能夠一定程度上消除不銹鋼表面的缺陷，同時(shí)，能夠使得磷化膜在不銹鋼表面生長更加均勻，降低薄弱缺陷發(fā)生率，同時(shí)，活化了不銹鋼表面粒子結(jié)構(gòu)，能夠使得在進(jìn)行磷化時(shí)，顯著提高磷化的速度和磷化膜的厚度，能夠更好的提高磷化膜與不銹鋼基體之間的結(jié)合力，通過在磷化液中添加丙氨酸與納米二氧化硅，能夠使得磷化膜成為一種非晶態(tài)的層狀磷化膜，沒有晶界，具有良好的自我修復(fù)能力，同時(shí)，擁有更好的耐氯離子腐蝕性能。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法，包括以下步驟：(1)工件表面離子化處理：將不銹鋼工件經(jīng)除油后，表面采用去離子水清洗烘干后，放入真空金屬容器中，金屬容器中充入低壓硫化氫，以不銹鋼工件為陰極，以金屬容器為陽極，在陰極與陽極之間加上350v直流電壓，處理45s，然后停止，取出不銹鋼工件；(2)工件活化處理：將經(jīng)步驟(1)處理的不銹鋼工件置于活化液中浸泡處理30min，然后取出，表面采用無水乙醇清洗2min，然后再采用去離子水清洗5min，然后烘干；所述活化液按重量份計(jì)由以下成分制成：殼聚糖1、醋酸2、硅烷偶聯(lián)劑2.5、去離子水90；(3)制備磷化液：所述磷化液按重量份計(jì)由以下成分制成：磷酸2.5、磷酸鈉0.5、硝酸0.4、丙氨酸0.1、氟化鉀0.1、納米二氧化硅1、去離子水80；(4)磷化處理：將經(jīng)步驟(2)處理的不銹鋼工件浸入步驟(3)中配置好的磷化液中進(jìn)行磷化處理以形成磷化膜；(5)磷化后處理：磷化后不銹鋼工件經(jīng)無水乙醇浸泡10min，然后采用去離子水清洗后，烘干至恒重，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(1)中低壓硫化氫，低壓壓力為50kpa。進(jìn)一步的：所述步驟(2)中活化液中浸泡處理，浸泡溫度為80℃。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中活化液制備方法為：將醋酸均勻分散到去離子水中，加熱至40℃，然后添加殼聚糖，攪拌溶解后，再添加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌溶解后，保溫10min，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中納米二氧化硅粒度為80nm。進(jìn)一步的：所述步驟。進(jìn)一步的：所述步驟（4）中磷化處理具體為：將制備的磷化液溫度調(diào)節(jié)至3℃保溫15min，然后將不銹鋼工件放入磷化液中，震蕩2min，再快速加熱至55℃，保溫5min，然后取出，即可。進(jìn)一步的：所述步驟（5）中烘干至恒重，烘干溫度為121℃。實(shí)施例2一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法，包括以下步驟：(1)工件表面離子化處理：將不銹鋼工件經(jīng)除油后，表面采用去離子水清洗烘干后，放入真空金屬容器中，金屬容器中充入低壓硫化氫，以不銹鋼工件為陰極，以金屬容器為陽極，在陰極與陽極之間加上400v直流電壓，處理50s，然后停止，取出不銹鋼工件；(2)工件活化處理：將經(jīng)步驟(1)處理的不銹鋼工件置于活化液中浸泡處理40min，然后取出，表面采用無水乙醇清洗3min，然后再采用去離子水清洗8min，然后烘干；所述活化液按重量份計(jì)由以下成分制成：殼聚糖3、醋酸4、硅烷偶聯(lián)劑2.8、去離子水100；(3)制備磷化液：所述磷化液按重量份計(jì)由以下成分制成：磷酸2.8、磷酸鈉1.0、硝酸0.6、丙氨酸0.5、氟化鉀0.3、納米二氧化硅3、去離子水90；(4)磷化處理：將經(jīng)步驟(2)處理的不銹鋼工件浸入步驟(3)中配置好的磷化液中進(jìn)行磷化處理以形成磷化膜；(5)磷化后處理：磷化后不銹鋼工件經(jīng)無水乙醇浸泡10min，然后采用去離子水清洗后，烘干至恒重，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(1)中低壓硫化氫，低壓壓力為60kpa。進(jìn)一步的：所述步驟(2)中活化液中浸泡處理，浸泡溫度為90℃。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中活化液制備方法為：將醋酸均勻分散到去離子水中，加熱至40℃，然后添加殼聚糖，攪拌溶解后，再添加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌溶解后，保溫10min，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中納米二氧化硅粒度為90nm。進(jìn)一步的：所述步驟。進(jìn)一步的：所述步驟（4）中磷化處理具體為：將制備的磷化液溫度調(diào)節(jié)至5℃保溫15min，然后將不銹鋼工件放入磷化液中，震蕩2min，再快速加熱至60℃，保溫5min，然后取出，即可。進(jìn)一步的：所述步驟（5）中烘干至恒重，烘干溫度為121℃。實(shí)施例3一種不銹鋼表面磷化膜的制備方法，包括以下步驟：(1)工件表面離子化處理：將不銹鋼工件經(jīng)除油后，表面采用去離子水清洗烘干后，放入真空金屬容器中，金屬容器中充入低壓硫化氫，以不銹鋼工件為陰極，以金屬容器為陽極，在陰極與陽極之間加上380v直流電壓，處理46s，然后停止，取出不銹鋼工件；(2)工件活化處理：將經(jīng)步驟(1)處理的不銹鋼工件置于活化液中浸泡處理35min，然后取出，表面采用無水乙醇清洗1.5min，然后再采用去離子水清洗6min，然后烘干；所述活化液按重量份計(jì)由以下成分制成：殼聚糖2、醋酸2-4、硅烷偶聯(lián)劑2.5-2.8、去離子水90-100；(3)制備磷化液：所述磷化液按重量份計(jì)由以下成分制成：磷酸2.5-2.8、磷酸鈉0.8、硝酸0.5、丙氨酸0.2、氟化鉀0.2、納米二氧化硅2、去離子水85；(4)磷化處理：將經(jīng)步驟(2)處理的不銹鋼工件浸入步驟(3)中配置好的磷化液中進(jìn)行磷化處理以形成磷化膜；(5)磷化后處理：磷化后不銹鋼工件經(jīng)無水乙醇浸泡10min，然后采用去離子水清洗后，烘干至恒重，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(1)中低壓硫化氫，低壓壓力為55kpa。進(jìn)一步的：所述步驟(2)中活化液中浸泡處理，浸泡溫度為85℃。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中活化液制備方法為：將醋酸均勻分散到去離子水中，加熱至40℃，然后添加殼聚糖，攪拌溶解后，再添加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌溶解后，保溫10min，即可。進(jìn)一步的：所述步驟(3)中納米二氧化硅粒度為85nm。進(jìn)一步的：所述步驟。進(jìn)一步的：所述步驟（4）中磷化處理具體為：將制備的磷化液溫度調(diào)節(jié)至4℃保溫15min，然后將不銹鋼工件放入磷化液中，震蕩2min，再快速加熱至56℃，保溫5min，然后取出，即可。進(jìn)一步的：所述步驟（5）中烘干至恒重，烘干溫度為121℃。對(duì)比例1：與實(shí)施例1區(qū)別僅在于不經(jīng)過步驟（1）處理。對(duì)比例2：與實(shí)施例1區(qū)別僅在于不經(jīng)過步驟（2）處理。對(duì)比例3：與實(shí)施例1區(qū)別僅在于磷化液中不添加丙氨酸和納米二氧化硅。試驗(yàn)以301不銹鋼材料為試樣，隨機(jī)分成6組，分別采用實(shí)施例與對(duì)比例方法進(jìn)行處理，對(duì)比各組形成的磷化膜性能：耐腐蝕性：將1:2鹽酸的飽和氯化鈉溶液等量滴加到試樣表面，以起泡時(shí)間長短評(píng)價(jià)耐腐蝕性；磷化速度：以單位時(shí)間單位面積膜增重衡量；表1膜厚度μm膜增重（mg/cm2·h）耐腐蝕性/min實(shí)施例135.81.43612.5實(shí)施例235.21.42812.2實(shí)施例335.41.43312.4對(duì)比例126.71.26712.3對(duì)比例229.31.32812.4對(duì)比例333.61.35910.8由表1可以看出，本發(fā)明處理方法能夠在不銹鋼工件表面形成性能更好的磷化膜。當(dāng)前第1頁12