钢铁磷化知识-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAU.p@'|d'V钢铁磷化,~%_f\'sV%i钢铁在某些酸试磷酸盐(如锌、锰、铁、钙等)为主的溶液中处理,使其表面沉积,形成一层不溶于水结晶型磷酸盐转化膜的过程称为钢铁的磷化。.D-[3d+[]h$hh一、磷化膜的组成及性质D)X4k+qK6b根据基本材质,工件的表面状态、磷化液组成及磷化处理时采用的不同的工艺条件,可得到不同种类不同厚度,不同表面密度和不同结构、不同颜色的磷化膜(附表1)磷化膜是由一系列大小不同的晶体所组成,在晶体的连接点上将会形成细小裂纹的多孔结构。这种多孔的晶体结构使钢铁件表面的耐腐蚀性、吸附性、减摩性等性能得以改善。5b@+d8g+NjS磷化膜的厚度一般在1~50um,但实际使用中通常采用的单位是单位面积的膜层重量(以g/m2表示)。根据膜重一般可分为薄膜(﹤1g/m2).中等膜(1~10g/m2)和厚膜(﹥10g/m2)三种。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA:DSO+I%y(Sju磷化膜在200~300℃时仍具有一定的耐腐蚀性,当温度达450Co时,膜层防腐蚀能力显著下降。磷化膜在大气、矿物油、动植物油、苯、甲苯等介质中,均具有很好的抗腐蚀能力;但在酸、碱、雨水及水蒸气中耐腐蚀性差。磷化处理后,其基体金属硬度、磁性等均保持不变,但对高强度钢(强度≥1000Nmm2)在磷化处理后必须进行除氢处理(温度130~230℃.时间1~4小时)。表1磷化膜分类及性质分类磷化液主要成分磷化膜主要组成膜层外观单位面积膜重(g/m2)bbs.6sq.netla-C7v2i%W锌系Zn(H2PO4)2磷酸锌[Zn3(H2PO4)2•4H2O]磷酸锌铁[Zn2Fe(PO4)2•4H2O]浅灰至深灰结晶状1~60g/m2锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca(H2PO4)2磷酸锌钙[Zn2Ca(PO4)2•2H2O]-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA4v't6fC(IYChV([r磷酸锌铁[Zn2Fe(PO4)2•4H2O]浅灰至深灰结晶状1~15g/m2I{0PW$h.L+Tii%A&t锰系Mn(H2PO4)2和Fe(H2PO4)2磷酸锰铁[Mn2Fe(PO4)2•4H2O]灰至深灰结晶状1~60g/m2锰锌系Mn(H2PO4)2和Zn(H2PO4)2磷酸锌、锰、铁混合物[Zn2FeMn2(PO4)2•4H2O]灰至深灰结晶状1~60g/m2铁系Fe(H2PO4)2磷酸铁Fe3(PO4)2•8H2O深灰结晶状5~20g/m2二、钢铁磷化的用途六西格玛品质论坛t4aV1n/l@q1.耐腐蚀防护用磷化膜(1)防护用磷化膜常用于钢铁件耐腐蚀防护处理,磷化膜类型可选用锌系或锰系,磷化膜单位面积重量为10~40g/m2,磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。经磷化处理后,膜层中性盐雾试验结果出现第一个锈点的时间为:钢铁件涂防锈油15h!Q0]?Hb4S/ljR钢铁件+磷酸锌膜(16g/m2)+涂防锈油550h-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAeeGs$ST钢铁件+磷酸锌膜(40g/m2)+涂防锈油8000h(Z*f!V-d!D+l六西格玛品质论坛lYF)WS5n%fy!c(2)油漆底层用磷化膜这种磷化膜用于增强漆膜与钢铁工件的附着力及防护性,提高钢铁工件的涂漆质量,磷化膜可选用锌系或钙系。磷化膜重量0.2~1.0g/m2—用作较大形变钢铁工件的油漆底层。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAUr/}G}dbk+?磷化膜重量1~5g/m2—用作一般钢铁工件的油漆底层。!S7@RQ}磷化膜重量5~10g/m2—用作不发生形变钢铁工件的油漆底层。2.冷加工润滑用磷化膜采用锌系磷化膜有助于冷加工成型,单位面积上膜层重量依使用目的而定。例如,用于钢丝、焊接钢管的拉拔,磷化膜重量为1~10g/m2;精密钢管的拉拔,磷化膜重量为4~10g/m2;钢铁工件冷挤压成型,磷化膜重量为﹥10g/m2;非减壁深冲成型,磷化膜重量为1~5g/m2;减壁深冲成型,磷化膜重量为4~10g/m2。3.减摩用磷化膜|*C-FnkbsC二个滑动表面除了使用较好的润滑济(如二硫化钼)外,磷化膜也能起润滑作用,降低摩擦系数;一般优先选用锰系磷化膜,也可用锌系磷化膜。对具有较小的动配合间隙工件,磷化膜重量为1~3g/m2;具有较大的动配合间隙工件(如减速箱齿轮)磷化膜重量为5~20g/m2。bbs.6sq.netH_Z,Nw4.电绝缘用磷化膜(s|'x_W电机及变压器用的硅钢片经磷化处理可提高电绝缘性能,一般可选用锌系磷化膜。三、磷化处理的施工方法ChFp8k磷化处理的主要施工方法有三种:浸滞法、喷淋法或浸喷组合法。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAZ-WA浸滞法适用于高、中、低温磷化工艺,可以处理任何形状的工件,并能得到比较均匀的磷化膜。这种方法使用的设备简单,仅需磷化槽和相应的加热设备。最好使用不锈钢或橡胶衬里的槽子,不锈钢加热管道应按装在槽子的两侧。喷淋法适用于中、低温磷化工艺可处理大面积工件,如汽车壳体、电冰箱、洗衣机等大型物件作为油漆底层和冷变形加工等。这种方法处理时间短,成膜反应速度快,生产率高。c*_yiC喷淋法磷化生产线可分为若干个独立的处理室,工件按工艺流程自动通过各个处理室,每个室均附有独立的储液槽、泵、管道和喷淋器辅助操作。工件挂装后由传送带传送,通过各个处理室,按指定通过时间,分别喷淋各种溶液。喷淋过的滴液分别过滤回收继续使用,并能自动补加除油剂,磷化液促进剂等槽液。室与室之间设有滴液部位,以免上一工位溶液污染下一工位溶液。传送带运行速度可根据工艺要求进行调整。磷化处理室的所有设备均用不锈钢材料制作。喷淋法磷化处理设备占地面积较少,自动化生产程度较高。一般钢铁工件磷化处理工艺流程如下:Lge`]2XJE化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→磷化处理→冷水洗→磷化后处理→冷水洗→去离子水洗→干燥。工件若经喷沙处理,所得磷化膜质量更佳。喷沙过的工件为防止重新锈蚀,应在6小时内进行磷化处理。磷化前处理酸洗溶液不宜加入若丁,乌洛托平之类缓蚀剂,因这类有机物易吸附在工件表面,能抑制磷化反应,造成磷化膜不均匀。0t%BF%^5dkI*l为使磷化膜结晶细化致密,在磷化处理前可增加表面调整工序,一般可用钛盐溶液作为表面调整剂。DZulM~'^E-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA!{c~zj.d4A四、磷化处理的溶液成分及工艺条件QsRMh8U磷化处理的溶液按磷化温度可分为高温磷化(90~98℃)、中温磷化(50~70℃)和常温磷化(20~35℃)三种。1.高温磷化处理表2高温磷化处理溶液成分及工艺条件溶液成分(g/L)及工艺条件123磷酸锰铁盐(马日夫盐)磷酸二氢锌[Zn3(H2PO4)2•4H2O]Kr#Y硝酸锌[Zn(NO3)2•6H2O]-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA6z+iT5u7硝酸锰[Mn(NO3)2•6H2O]游离酸度(点)总酸度(点)温度(℃)9WE$EEI}\S\3n时间(min)30~40六西格玛品质论15~253.5~5.035~50-qrM)m%X4}+P94~9815~20MZ&{z6uj+_5D30~4055~65bbs.6sq.net!V&p'kP4J$Kn@六西格玛品质论坛R:c3Z!TR6~940~58JO3\4]dHJ,b)?D90~958~1530~35V-_5b(U~h9V55~65六西格玛品质论坛R{)H3j-GLbDO2]5~840~60六西格玛品质论坛IsM8`@Sk3j.q;l90~98六西格玛品质论坛~&SBJH)b15~20bbs.6sq.neti4HD7LEW])Y{b]在90~98℃温度下进行,溶液的游离酸度与总酸度的比值为1:7~8,处理时间为10~20分钟。其优点是磷化膜的蚀能力较高,结合力好。缺点是槽液加温时间长,溶液挥发量大,游离酸度不稳定,结晶粗细不均匀。]J],aLTX2.中温磷化处理GE'JkS1D;m表3中温磷化处理溶液成分及工艺条件AR|'k7Eq溶液成分(g/L)及工艺条件1234-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA!Y2?ilr#I磷酸锰铁盐(马日夫盐)六西格玛品质论坛i^nl/`ZwC磷酸二氢锌[Zn3(H2PO4)2•4H2O]u{*mQ.AD4c`H硝酸锌[Zn(NO3)2•6H2O]HT锌钙磷化浓缩液HT锌钙磷化浓缩液游离酸度(点)-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAz{Z};`#T总酸度(点)-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA[;j;o*U;][[温度(℃)bbs.6sq.net5AElm)ce+lo时间(min)30~35-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA(Jg#k1T$Ng%S2KN80~1007A'f6~7.550~80N+}o5i({50~70六西格玛品质论坛dLu#vQk10~15bbs.6sq.net[Q3fZR7RM30~40:R]P!R?ww-nY80~1005hdS~'ah}#|+dj六西格玛品质论坛%B)K6oo*H/w9ow5~7.560~8060~7010~35六西格玛品质论坛f[|2jJ2W;e9[VR0TeA/d@5F-px150~200(mL/L)-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA6D;H!SY7e8hN|)LC]s3~5六西格玛品质论坛/gV7Xf*^QVQ3hA`40~6050~70六西格玛品质论坛JR,V(n$_6k3T3~8六西格玛品质170~210(mL/L)4~4.550~55H1BUNdj#X65~704~6注:(1)HT锌钙磷化浓缩液是太仓县合成化工厂产品。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA)w&[e}#@u0{(2)HT锌钙磷化浓缩液是上海仪表烘漆厂产品。bbs.6sq.netFOm2cS:L|f9@在50~70℃温度下进行磷化,溶液的游离酸度与总酸度比值为1:10~15,处理时间5~15分钟。其优点是游离酸度较稳定,容易掌握,磷化时间短,生产效率高,磷化膜耐腐蚀性能与高温磷化的基本相同。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAsw,z8_Fw|)GI,Eg!nU5F3.常温磷化处理-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAr)UZ+Mc6uW3lLi表4常温磷化处理溶液成分及工艺条件-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA9\*Qgrlcx溶液成分(g/L)及工艺条件1234磷酸二氢锌[Zn3(H2PO4)2•4H2O]硝酸锌[Zn(NO3)2•6H2O]Hj'C']0m}qvI亚硝酸钠(NaNO2)氟化钠(NaF)氧化锌(ZnO)-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAk&Poa7P$NBONDERITE339浓缩磷化液BONDERITE339STARTER842A磷化浓缩液六西格玛品质论坛1p2v/z(~3k842B磷化浓缩液bbs.6sq.net$F$fp\ip7r游离酸度(点)总酸度(点)bbs.6sq.netq{M1G:d]m)ee温度(℃)GU$[(fg时间(min)60~70-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA`RE!UFv60~80-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA+zv(D*X%YePo六西格玛品3~4.54~8\o)A9QJTM*KttO#Jo3~470~90-G25~3030~4050~7080~1000.2~1.0六西格玛品质论坛H;}N2P%mD4~