【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于金屬材料，特別涉及一種在金屬基材表面制備磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的方法。
技術(shù)介紹
1、摩擦磨損是機器中最常見、最大量的一種失效方式。相關研究表明，由摩擦磨損而導致的機械失效占機械損失總量的80％以上。解決摩擦磨損的主流方法是在相對運動的物體表面引入潤滑物質(zhì)，這些物質(zhì)按照其物理狀態(tài)的不同可以劃分為氣體潤滑劑、潤滑脂以及固體潤滑劑。實際工作中，齒輪組往往采用潤滑脂與固體潤滑劑聯(lián)用的方法來達到最佳工作狀態(tài)。
2、除了能夠提升齒輪等重要部件的使用壽命之外，良好的潤滑條件還能降低由摩擦引起的噪音。如何降低汽車板材之間或金屬板材與塑料件之間的摩擦引起的噪音，已經(jīng)是眾多豪華汽車品牌關注已久的問題。但是目前市面所常見的潤滑材料往往不適用于汽車板材。
3、目前，固體潤滑劑在大多數(shù)情況下具有層狀結(jié)構(gòu)，例如石墨、二硫化鎢和滑石粉，也有采用一氮化四硼等物質(zhì)。近年來，將固體潤滑劑作為潤滑油添加劑的研究已見報道，由于其特殊的物理化學性能對潤滑油的增益效果十分明顯。然而，這些固體潤滑劑容易帶來碎屑、振動和噪音等問題。
4、磷酸鹽涂層處理是一種常見的表面潤滑處理方法。通過在齒輪表面施加磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，可使齒輪表面呈現(xiàn)出軟質(zhì)效果，從而具有良好的潤滑性能，而且能夠有效地防止齒輪副表面的膠合和損傷。然而現(xiàn)有技術(shù)的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的潤滑效果仍較為有限，因此通常需要進一步施加另外的固體潤滑劑層。然而，由于需要形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜和固體潤滑劑層的雙重潤滑體系，工藝更加復雜并且成本顯著增加；此外固體潤滑劑層的存在會導致振動和噪音方面的缺點。因此
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供一種高潤滑性能的磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的制備方法，通過提升器件表面轉(zhuǎn)化膜的潤滑性能來減輕摩擦磨損，同時也為降低汽車等設備運行過程中的異響提供了解決方案。
2、通過優(yōu)化磷化處理表調(diào)劑的配方，在基材表面引入納米級二硫化鎢顆粒。這些納米級二硫化鎢能夠作為磷酸錳生長的成核基底，使得磷酸錳以非均勻形核的方式快速形核和生長。此外，二硫化鎢本身就具備很好的潤滑性能，在提升膜層本身潤滑性能的同時還能夠細化磷酸錳晶體的晶粒尺寸，從而能夠進一步提升磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的潤滑性能。
3、本專利技術(shù)提供了一種制備磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的方法，該方法包括如下步驟：
4、(1)提供金屬零件，采用脫脂劑對金屬零件進行表面清潔以去除金屬零件表面的金屬屑以及油污等雜質(zhì)；
5、(2)對步驟(1)處理后的金屬零件進行水洗處理；
6、(3)將步驟(2)處理后的金屬零件進行干燥處理；
7、(4)配置表調(diào)液，將納米二硫化鎢(ws2)、表面活性劑和表調(diào)劑添加到水中并充分混合，從而得到懸濁液形式的表調(diào)液；
8、(5)表調(diào)處理，采用步驟(4)得到表調(diào)液對金屬零件進行表調(diào)處理；
9、(6)采用錳系磷化處理液對步驟(5)處理后的金屬零件進行磷化轉(zhuǎn)化處理，從而在金屬零件的表面形成磷酸錳轉(zhuǎn)化膜；
10、(7)將經(jīng)步驟(6)磷化轉(zhuǎn)化處理后的零件在水中充分清洗；和
11、(8)將經(jīng)步驟(7)處理后的金屬零件在常溫下放置干燥，使磷酸錳轉(zhuǎn)化膜充分穩(wěn)定；
12、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(1)中的金屬零件為用于汽車領域的金屬零件，更優(yōu)選為鋼零件或鋁合金零件。
13、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(1)中采用的脫脂劑為市售的酸性脫脂劑或堿性脫脂劑。所述酸性脫脂劑可以為包含無機酸和/或有機酸的水溶液，其中任選地添加氧化劑；所述無機酸優(yōu)選為硫酸、硝酸、鹽酸或它們的混合物；所述有機酸優(yōu)選為乙酸、丙酸、檸檬酸或它們的混合物。所述堿性脫脂劑為包含堿性物質(zhì)的水溶液，并且任選地包含其他添加劑；所述堿性物質(zhì)優(yōu)選地選自氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉以及三聚磷酸鈉等。
14、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(2)中的水洗溫度為5至50℃，水洗時間為0.5至20分鐘。
15、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(3)中的干燥處理在5至50℃的溫度下進行，且干燥時間為2至30分鐘。優(yōu)選地，所述干燥處理在溫度為30至50℃的烘箱中進行。
16、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(4)中所用表調(diào)劑為市售的針對錳系磷化處理的表調(diào)劑，優(yōu)選為鈦酸鹽表調(diào)劑，例如鈦酸鋅表調(diào)劑，鈦酸銨表調(diào)劑以及膠體磷酸鈦鈉等。
17、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(4)所述的表面活性劑選自聚乙二醇、焦磷酸鈉、聚乙烯或它們的組合，這些表面活性劑有助于納米ws2顆粒在表調(diào)液中的均勻分散。
18、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(4)所述的納米二硫化鎢的顆粒尺寸為1nm至100nm。
19、在優(yōu)選的實施方案中，上述的步驟(6)中的錳系磷化處理液包含：100至500g/l的馬日夫鹽(mn(h2po4)2·2h2o)、10至50g/l的硝酸錳、15至40ml/l的磷酸、0.5至5g/l的亞硝酸鈉和余量的水。
20、本專利技術(shù)還涉及一種金屬零件，該金屬零件的表面上具有通過上述方法制備的磷酸錳轉(zhuǎn)化膜。
21、本專利技術(shù)的原理為：在表調(diào)處理中采用納米二硫化鎢作為添加劑，會在金屬基材表面上形成二硫化鎢的納米沉積物；在隨后的磷化轉(zhuǎn)化處理中，這些納米沉積物會作為磷酸錳晶體非均相成核的成核基底，從而在加速磷酸錳快速成膜的同時還能夠細化磷酸錳晶粒。這種細化的磷酸錳晶粒具備更好的潤滑性能。此外，二硫化鎢本身就具備很好的潤滑性能和耐腐蝕性能，參與成膜反應后會進一步增加磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的潤滑性能和耐蝕性能。通過本專利技術(shù)方法在金屬零件表面形成磷酸錳轉(zhuǎn)化膜后，能夠?qū)崿F(xiàn)小于0.40的表面摩擦系數(shù)。
22、本專利技術(shù)工藝過程簡單可行，在增加磷酸錳轉(zhuǎn)化膜潤滑性能的同時還能加速成膜反應，縮短反應時間。
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1.一種制備磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的方法，該方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)中采用的脫脂劑為酸性脫脂劑或堿性脫脂劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)中的水洗溫度為5至50℃，水洗時間為0.5至20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(3)中的干燥處理在5至50℃的溫度下進行，且干燥時間為2至30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)中所用表調(diào)劑為鈦酸鹽表調(diào)劑，例如鈦酸鋅表調(diào)劑、鈦酸銨表調(diào)劑等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)中所用表調(diào)劑為膠體磷酸鈦鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)所用的表面活性劑選自聚乙二醇、焦磷酸鈉、聚乙烯或它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)所述的納米二硫化鎢的顆粒尺寸為1nm至100nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(6)中的錳系磷化處理液包含：100至500g/L馬日夫鹽(Mn(H2PO4)2·2H2O)、硝酸錳10至50g/L、15至4
10.一種金屬零件，其特征在于該金屬零件的表面上具有通過前述權(quán)利要求1-9任一項所述方法制備的磷酸錳轉(zhuǎn)化膜。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備磷酸錳轉(zhuǎn)化膜的方法，該方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)中采用的脫脂劑為酸性脫脂劑或堿性脫脂劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)中的水洗溫度為5至50℃，水洗時間為0.5至20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(3)中的干燥處理在5至50℃的溫度下進行，且干燥時間為2至30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)中所用表調(diào)劑為鈦酸鹽表調(diào)劑，例如鈦酸鋅表調(diào)劑、鈦酸銨表調(diào)劑等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)中所用表調(diào)劑為膠體磷酸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔智春，張浩，劉少家，馮文如，
申請(專利權(quán))人：華晨寶馬汽車有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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