钢铁的磷化生产讲义.ppt

紧固件制造技术讲座;一、概述：; 钢件经磷化处理，其机械性能及磁性保持不变。磷化的主要用途是：作防锈层；作油漆底层；作变压器及电机转子、定子硅钢片的绝缘层；材料拉拔和冷镦成型作减磨层；因此，它常用于汽车、船舶、机械、军事以及航天、航空等方面。 冷加工润滑用磷化膜要求a 冷镦线材拉拔 单位面积上膜重1-10 g/m2；b 精密钢管拉拔 单位面积上膜重4-10 g/m2；c 钢铁件冷挤压成型 单位面积上膜重大于10 g/m2。;二、化学成膜的原理：;三、磷化分类;1、按磷化处理温度分类;1、按磷化处理温度分类;2、按磷化液成分分类;3、按磷化处理方法分类;4、按磷化膜质量分类;5、按施工方法分类;四、磷化膜组成;五、磷化工艺流程;1、温度 温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。 温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。 但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。 ;;3、总酸度 总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围 上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。 总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。 总酸度过低，膜层疏松粗糙。; 4、PH值 锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH＞3时，共件表面易生成粉末。当PH?1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间 5、溶液中离子浓度 ①溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。 ②Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高 ，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。;七、磷化后处理 目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性，通常的做法是加封闭剂和浸油。 八、磷化渣 1、磷化渣的影响 ①磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加大清渣工作量，处理不好还影响磷化质量，视为不利。 ②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度，保持磷化液的平衡，视为有利。  ;九、磷化膜质量检验  ①外观检验 肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化德的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色。;②耐蚀性检查 ⑴浸入法 将磷化后的样板浸入3％的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。2）点滴法 室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜＞5分钟，中等膜＞2分钟，薄膜＞1分钟。;十、游离酸度及总酸度的测定。 1、游离酸度的测定 用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴甲基橙指示剂（或溴酚蓝指示剂）。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的游离酸度点数。 2、总酸度的测定 用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴酚酞指示剂。用0.1mol/l氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为滴定的总酸度点数。 ;3）温度。适当的温度，可加快溶液中一系列反应，附着在零件表面上的磷化膜也很牢固。但温度过高，使亚铁离子被氧化，形成游离酸度不稳，溶液混浊，会在零件表面上附有白灰，反之会掉膜。 4）铁。适当的铁离子的存在，对成膜的质量有重要的作用。铁的含量过高，将出现槽底沉淀，失去应有的磷化作用。含量过低，则加长磷化时间，生成膜中会夹杂一些不变清洗的附着物。;5）催化剂。在磷化溶液中，有多种催化剂，如硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、氟化物以及双氧水等。硝酸盐和氟化物是最常用的催化剂。硝酸盐类的硝酸根有降低溶液温度的作用，条件适当时，钢件与硝酸根发生作用可生成较小的一氧化氮，稳定亚铁离子，使获得的磷化膜致密均匀。但硝酸根的含量过高，对磷化有一定的影响，在中温磷化中使亚铁离子含量不断积累，使磷化膜粗糙，反之不形成磷化膜。;6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允许在较宽的范围内变动。锌离子能加快磷化膜生成的速度，膜层好。在含有锰的溶液中，没有锌离子的参与是不能生成磷化膜的。当溶液中亚铁离子与五氧化二磷的含量较高时，锌离子的含量也高，生成的膜层晶粒粗大，且白灰又多，过低，则生成膜疏松发暗。 7）锰离子。在磷化液中锰离子要有锌离子的参与才能生成磷化膜。锌与锰之比应在1.5-2：1.在溶液中锰的含量过高，膜的生成困难，不过，锰离子的含量适量，生成膜的硬度会提高，附着力，防蚀