一种用于转化涂层而活化金属表面的方法技术

本发明专利技术是一种在金属基片上涂敷磷化层的方法，其中金属基片在涂敷磷化层之前先与一种含水活性浸液接触。通过用超声波振动能量处理含水活性浸液获得一种改进的方法。超声波能量可在含水活性浸液与金属基片接触或含水活性浸液不与金属基片接触时，作用于该含水活性浸液。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是在金属基片上形成磷化层的一种改进方法。为了在金属表面上形成一层粘着的、均匀的磷化层，已经使用了多种组合物和方法。涂覆磷化层是为了增强后续涂层的粘着力并且可以提高带涂层金属基片的耐蚀性。磷酸盐涂覆方法(被称为磷化或磷酸盐转化涂覆方法)在现有技术中是很清楚的。通常，磷化方法包括用酸性磷化液来接触金属表面。磷化溶液通常包含金属离子如锌、镍、锰、铜、铬和其它已经知道可在酸性磷化液中在金属基片上形成转化涂层的金属。金属基片可以通过浸入、喷涂、辊涂、浇淋和已知的可将金属与水溶液接触的其它方法与酸性磷化液相接触。酸性磷化液在现有技术中是众所周知的并且已经发现它为在金属基板上涂覆保护涂层而提供一个底层是非常有用的。如Jernstedt在美国专利号U.S.2310239，Cavanagh和Maurer在美国专利号U.S.2874812，Hacias在美国专利号U.S.4539051中公开的，如果在用酸性磷化液接触金属使金属磷化之前，先用一种含水的活性组合物接触金属表面并使其活化，这样可使转化涂层得到改善。含水的活性组合物通常是包含水以及钛化合物与磷酸盐的反应产物的混合物。含水活物组合物是碱性pH值，通常是在pH值大约为7到11的范围内，最好在大约8到10的范围里。钛化合物与磷酸盐化合物的反应产物通常包含从0.005-25%的钛(重量)。如在引用的参考文献中公开的，将一块清洁的金属基片与一种含水活性组合物接触，以便在磷化涂覆步骤中的有助于形成一层低涂层重量和小晶粒组织的均匀涂层。在现有技术中还知道在将干燥的活性组合物与水混合以形成含水活性组合物以后，随着时间的延长和含水组合物的陈化，含水活性组合物逐渐失去其活化能力。甚至如果组合物没有因与金属基片接触而消耗完时，含水活性组合物的活化能力也随着时间延长而减小。能够延长含水活性组合物的有效期限将是很有用的。从含水活性组合物制成开始的期限被称为陈化期或陈化。与把金属基片直接和酸性磷化液接触而不事先用含水性组合物接触时所形成的涂层相比，当将金属基片事先与含水活性组合接触时能更有助于形成小晶粒尺寸、优化的涂层重量和更为均匀的涂层。在金属基片与含水活性组合物接触并被转化涂覆之前，保持金属基片清洁是很重要的。金属基片的清洁通常是用一种酸性或碱性清洗组合物接触金属基片来完成的。通常，最好选择碱性组合物，因为活性组合物是在碱性pH值的范围里。然而，只要将金属基片上的清洗溶液冲洗掉，也可以使用酸性清洗溶液。根据本专利技术，通过使金属基片与含水的活性组合物接触并用超声波振动能量来活化金属基片，可以在金属基片上形成一层改进的磷化层。超声波振动(超声波能量)能够作用于含水活性组合物(以下称活性浸液)，不管其中是否存在要活化的金属基片。在这种方法中如果超声波振动作用于里面浸有金属基片的活性浸液则磷化层的质量可获得最大的提高。本专利技术包括下面步骤清洗金属基片，将已经用超声波能量处理过的活性浸液来接触金属基片以提供活化的金属基片，再对活化金属基片进行磷化处理。附图说明图1(a)、(b)和(c)是使用浸液1，用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电镜显微照片。其中图1(a)是使用第1天的新鲜浸液、在没有超声波处理的照片，结果为涂层重量2.33g/m2;晶料尺寸1-4um;晶粒数每平方英寸100+。图1(b)是用陈化了12天的浸液1，并且没有用超声波处理时的照片，结果是涂层重量为3.27g/m2;晶粒尺寸为3-8um;晶粒数为每平方英寸40。图1(c)是用超声波处理过的陈化了12天的浸液1时的照片，结果是涂层重量为2.36g/m2;晶粒尺寸为1-5um;晶粒数为每平方英寸65。图2(a)、(b)和(c)是使用浸液2，用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。其中图2(a)是使用超声波处理过的第1天新鲜浸液2时的照片，结果是涂层重量为2.12g/m2;晶粒尺寸为1-3um;晶粒数为每平方英寸100+。图2(b)是使用未经超声波处理的陈化了12天的浸液2时的照片，结果是涂层重量为3.22g/m2;晶粒尺寸为3-8um;晶粒数为每平方英寸35。图2(c)是使用经超声波处理的陈化了12天的浸液2时的照片，结果是涂层重量为2.22g/m2;晶粒尺寸为1-4um;晶粒数为每平方英寸85;图3(a)、(b)和(c)是使用浸液3，用本专利技术方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。其中图3(a)是使用用超声波处理的第1天的新鲜浸液3时的照片，结果是涂层重量为2.17g/m2;晶粒尺寸为1-4um;晶粒数为每平方英寸100+。图3(b)是使用未经超声波处理的陈化了12天的浸液3时的照片，结果是涂层重量为2.55g/m2;晶粒尺寸为2-5um;晶粒数为平方米英寸60。图3(c)是使用经超声波处理的陈化了12天的浸液3时的照片，结果是涂层重量为2.34g/m2;晶粒尺寸为1-4um;晶粒数为每平方英寸75;图4(a)、(b)和(c)是使用浸液4，用本专利技术方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。其中图4(a)是使用经超声波处理的第1天的新鲜浸液4时的照片，结果是涂层重量为2.24g/m2;晶粒尺寸为1-4um;晶粒数为每平方英寸100+。图4(b)是使用未经超声波处理的陈化了12天的浸液4的时的照片，结果是涂层重量为2.59g/m2;晶粒尺寸为2-5um;晶粒数为每平方英寸60。图4(c)是使用经超声波处理的陈化了12天的浸液4时的照片，结果是涂层重量为2.30g/m2;晶粒尺寸为1-4um;晶粒数每平方英寸90;图5(a)和(b)分别是使用新鲜的和陈化了12天的浸液5用本方法制备的磷化冷轧钢板放大1000倍时的扫描电子显微照片。图5(a)是使用未经超声波处理的第1天的新鲜浸液5时的照片，结果是涂层重量为2.33g/m2;晶粒尺寸为2-6um;晶粒数为每平方英寸60。图5(b)是使用未经超声波处理的陈化了12天的浸液5时的照片，结果是涂层重量为3.98g/m2;晶粒尺寸为10-40um;晶粒数为每平方英寸3。图6(a)、(b)和(c)是每天都使用未经超声波能量处理的新鲜对比浸液用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。图6(a)第1天的照片，结果是涂层重量为2.45g/m2;晶粒尺寸为2-5um;晶粒数为每平方英寸60;图6(b)是第12天的照片，结果是涂层重量为1.95g/m2;晶粒尺寸为1-5um;晶粒数为每平方英寸100+。图7(a)、(b)、(c)和(d)分别是使用浸液6在陈化了1天、2天、5天和6天后用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。图8(a)、(b)、(c)和(d)分别是使用浸液7在陈化了1天、2天、5天和6天后，用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。图9(a)、(b)、(c)和(d)分别是使用浸液8，在陈化了1天、2天、5天和6天后，用本方法制备的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。图10(a)、(b)、(c)和(d)分别是使用浸液9，在陈化了1天、2天、5天和6天后，用本方法制得的磷化冷轧钢板的放大1000倍的扫描电子显微照片。图11(a)、(b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在金属基片上形成磷化层的改进的方法，其中金属基片的表面被清洗，通过与含水活性组合物接触而活化并且用转化涂层的方法涂层，改进之处包括：用超声波能量处理含水活性组合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LS科拉莫，RM丹，TR吉尔斯，RW米勒，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]