汽车紧固件磷化工艺

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汽车紧固件常采用镀锌或磷化进行防锈处理，前者防护性好，钝化时有Cr6+可以致癌，还会使工件产生氢脆现象，须镀后驱氢；后者基本上不改变工件的力学性能和几何尺寸，膜层可根据要求增加厚度，需浸防锈油可提高防护性，能满足汽车紧固件大批量生产的要求。
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　　1.磷化工艺

6 l8 k6 R/ J+ }+ ?7 ~" Z3 C. e/ Y- A　　目前磷化有高温磷化、常温磷化体系，但常温磷化耐腐蚀性偏低，严格说不太适合紧固件尤其是针对汽车紧固件。
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( ~; V6 Q4 l) C" x- G　　高温磷化较普通，在90～95℃下进行，处理时间10～15min。高温磷化液可获得较厚的膜层，耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性能较好；缺点是能耗大，溶液挥发量大，变化快，磷化膜容易夹杂沉淀物，结晶粗细不均。紧固件磷化以锌锰系磷化为主。
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　　工艺流程

5 {8 p: q: x9 K- ]3 s/ q  F  q　　高温碱液除油（80～90℃，10～15min）→装料→冲洗→烫沸水→预除锈（旧酸液，5～10min）→除锈（新酸液，3～5min）→冲洗→表调（0.5～1.0min）磷化→冲洗→热皂化（70～80℃，1～3min）→下料→晾干→浸油→甩干。

　　2.工艺要点
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7 N2 R$ d% G; H, Q　　○1前处理
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: R1 R% m. ]$ h8 `2 ]) g& D　　a．除油
　热处理后或机械加工后紧固件表面沾有不少油污，在塑料槽内用除油剂进行。
, H/ }/ \( T7 l9 j( W. Q. e　b．除锈
　
　　紧固件表面氧化皮严重可采用喷丸、喷砂等，除尽氧化皮速度快，喷砂表面均匀，但除尽氧化皮是关键环节。
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9 e$ y$ i! |+ Z9 ^+ ~6 \% Q　　对低强度≥8.8级可用浓盐酸（以发烟效果更好）。优点：对金属氧化物具有较强的化学溶解作用，其除锈能力几乎与浓度成正比，在浓度、温度相同时，盐酸的浸蚀速度比硫酸快1.5～2.0倍，浸蚀后的紧固件表面残渣较少，酸洗表面灰白均匀光洁，便于磷化。
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　　○2表面调整
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+ [$ }( Q! H" t; o　　表调是锌系不可缺少的工序，目前采用的表面调整工序，可进一步提高磷化膜质量（膜致密细致，防锈性好），对汽车紧固件磷化尤为重要。
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　　○3浸油
! \- A/ u- ~* V% Y磷化膜皂化后浸油，可提高磷化膜抗中性盐雾能力（如磷化膜重16g／m2时，浸油耐中温盐雾时间550h）。
9 P# _6 U! t: W" U$ k0 m  B# n传统的浸热基础油（如在105～110℃下的机械油，锭子油或变压器油中浸泡5～10min），防锈性能很差，只有加入防锈剂才能提高基础油的防锈性能。防锈油最大的优点是抗盐水、盐雾、抗潮湿、酸中和、水置换性能好。将防锈剂加入到基础油中可制取优良的脱水防锈油。
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5 ?+ h6 [) Q5 h8 t+ }  Q. v　　○4甩干
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　　浸防锈油的紧固件，可采用搅拌式甩干以避免油太多。

5 _$ c6 [- a7 U7 e0 K　　3.质量控制
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　　a．前处理质量

7 A1 f- q# Q6 r$ Y4 [4 R, D+ J* _　　批量生产时，由于操作人员技能不一，人为因素影响大，当装载量过大时，翻动性差，更要认真检查防锈是否彻底，还要注意工序间冲洗干净，避免产生串槽污染而影响槽液的稳定性，进而降低磷化质量。

; Q* i: O1 ~7 A- B& }　　b．材质的影响
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; x" t  q7 d8 R: Q& |# {　　生产中有时发现在相同环境条件下，不同厂家生产的紧固件其磷化效果有差异，即有的可以磷化呈黑色；有的磷化颜色浅，这与紧固件用材有关系。对铬钢40Cr、SCM435钢颜色偏浅，碳素钢ML35、35K呈黑些，加上热处理条件不同将有不同的结晶方位，而结晶的方位的不同就是影响磷化效果。
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　　此外，磷化膜颜色的深浅与磷化剂组成也有关（金属离子种类、浓度等）。需要通过试验来选择合适的磷化剂，还可改变酸洗方法来加深颜色。
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3 l+ f+ f+ U' d3 p( l　　c. 优化工艺参数
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　　酸度 不同磷化剂应选用不同的总酸度（TA）和游离酸度（FA）。TA越高，磷化反应越快，膜层结晶细致均匀，还可降低磷化温度，但过高沉渣多，工件表表面有粉末附着物；TA过低，磷化慢，结晶粗。高温磷化TA＝40～60。FA正常时亦成膜性好，膜厚。太高膜化困难（膜层反溶速度大于膜层生成速度），膜疏松、泛黄，耐腐蚀性差，有时甚至反应不停止（溶液内一直有气泡产生）；过低成膜性差，膜呈粉末，极易擦去，沉渣多，FA＝1～5为宜。

　　温度 温度越高，成膜越快，膜厚，防锈性能好，且允许FA高，但加速铁的溶解，Fe3+增加而使沉渣增多，工件表面附着白灰；温度过低，成膜缓慢，结晶粗大，防锈性能降低，并使溶液中Fe3+含量增高而变成酱油色，磷化液变废。要尽量保持溶液温度均匀。
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- S/ p7 {, i3 R9 d% n) F[ 本帖最后由 zzsxgslt 于 2007-7-23 13:55 编辑 ]

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谢谢,很好的资料. 能说一下磷化的机理么?