零件磷化常见的问题及改进措施

<正>1机床零件磷化常见缺陷及防止方法(1)磷化膜结晶粗糙多孔产生原因:磷化槽液中游离酸度过高,磷化液中氧化剂量不足,槽液中亚铁离子含量过高,零件表面有残酸,发生过腐蚀。防止方法:降低槽液中游离酸的含量,增加氧化剂比例,加双氧水进行调整,加强中和及水洗,控制酸洗浓度和时间。(2)表面粘附白色粉状沉淀产生原因:槽液中游离酸度     

高强双相钢表面选择性氧化行为对磷化性能的影响

目的确定高强双相钢表面Si、Mn元素选择性氧化行为对磷化性能的影响,以改善高强双相钢的磷化性能。方法在具备不同表面选择性氧化行为的试样表面制备磷化膜。采用X射线光电子能谱仪(XPS)、辉光光谱仪(GDS)、透射电镜(TEM)等手段,分析高强双相钢表面Si、Mn元素的选择性氧化行为,通过扫描电镜观察磷化膜的结晶状态,并采用电化学技术分析钢板在磷化液中的反应过程。结果当高强钢表面Si含量较少时,表面氧化物主要以弥散分布的小颗粒状Mn Al_2O_4形态存在,能够加快在磷化液中酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率为100%。当高强钢表面Si含量较高时,形成的Mn_2SiO_4容易在晶界聚集,颗粒尺寸较大,减慢了酸蚀反应速度,磷化晶粒尺寸大于8mm,均匀致密性差。而提高材料表面Mn元素的富集程度,可以减轻Mn_2SiO_4聚集的现象,提高酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率100%。结论减轻双相高强钢表面Si元素的富集程度,而提升Mn元素的富集程度,可以加快钢板在磷化液中的酸蚀反应,进而改善磷化性能。     

前处理及磷化液酸度对磷化过程及基体腐蚀的影响

1 磷化液酸度的影响 影响磷化过程的因素很多,本文重点讨论磷化液的酸度、磷化前的表面调整及酸洗对磷化过程及磷化膜性能的影响。酸度是影响磷化过程的重要因素之一。酸度升高,基体溶解速度加快,完成磷化膜生长时间延长,且膜的孔隙度大。本试验的游离酸度范围是0.4～2.8(点)。磷化液成份,参数及工艺过程为:     

表面粗糙度对冷轧钢板磷化质量的影响

利用扫描电镜、波纹度仪、电化学测试系统等试验设备,研究了不同表面粗糙度对冷轧钢板磷化质量的影响。结果表明,冷轧钢板表面粗糙度对冷轧钢板的磷化质量影响较大,提高冷轧钢板表面粗糙度有利于降低冷轧钢板的表面活性,进而有利于提高冷轧钢板的磷化质量;将冷轧钢板表面粗糙度的R_a控制在0.75～0.95μm、RPc值控制在60～80峰个数/cm后,冷轧钢板的磷化质量得到明显改善,磷化膜的结晶状态由原来的磷化膜晶粒粗大变得细小,磷化膜晶粒由不均匀、不致密变得均匀、致密;膜重由改进前的1.59 g/m~2升高到2.24 g/m~2;磷化膜的防锈能力也有了一定的提高,磷化膜涂漆后500 h盐雾试验的划伤部分扩散宽度由改进前的6 mm下降到2.5 mm。     

中高温拉拔型磷化液及磷化工艺

以锌、钙、镍、锰为主要成膜物质,硝酸盐为促进剂,有机酸为稳定剂,研制了一种中高温拉拔型磷化液。该磷化液不含亚硝酸根,磷化过程中无需添加调整剂、沉渣少、性能稳定,其磷化膜特点在于耐磨、耐压,具有可塑性,主要用于金属标准件加工的前处理。通过钙离子浓度对磷化膜影响的研究,考察了总酸度、游离酸度、磷化时间以及磷化温度对膜重的影响,并得出了较佳的磷化工艺。     

高效无公害钢铁表面亮化液研究简

研制了一种用于钢铁构件涂层制备的预处理综合亮化液,集除油、除锈、磷化、钝化为一体,具有高效环保、成本低廉等特点,可在常温下擦拭或浸渍钢铁表面。实验通过单因素和正交实验方案确定了亮化液组分,其中不含有F-,NO2-和Cr3+等毒性离子。通过光学显微镜观察了磷化膜形貌,并测试了亮化液总酸度点、游离酸度点、耐蚀性等。结果表明:用该亮化液处理试样后表面形成的磷化膜薄而致密均匀,耐蚀性好,可直接用于涂层的制备。     

油套管接箍高温锰磷化工艺探讨

针对锰系磷化成渣多、磷化层色度不均匀、磷化层表面容易出现发白挂灰、表面泛黄等问题,结合多年锰系磷化生产实践及影响因素研究,分析认为磷化温度、磷化时间、磷化酸比、Fe2＋浓度是影响锰系磷化质量的关键因素.指出油套管接箍最佳的锰系磷化工艺参数为：磷化温度≥95℃,总酸点60,不同钢级采用不同酸比（低钢级酸比7～8为佳,高钢级酸比9以上较好）,磷化时间大于20 min.得到的磷化膜分布均匀、结晶细致、厚度均匀,具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗黏结性.     

黑色磷化膜形成的因素分析

通过对黑色磷化膜形成的因素分析,采用控制磷化液的游离酸度,总酸度,磷化温度,以及工件的表面质量,解决了磷化液沉渣多,磷化膜结晶粗糙,外观颜色发灰等问题。     

工艺参数对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响

以磷酸二氢锰和无氟添加剂为主要成分,通过化学沉积的方法在AZ31镁合金表面获得了均匀且无氟、无镍和无铬的磷化膜。采用硫酸铜点蚀测试、扫描电镜及电化学极化曲线表征手段,详细地研究了成膜温度、游离酸及酸比工艺对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响。结果表明：在成膜温度95℃,游离酸FA 4-5, 酸比TA/FA 15~20的条件下,可获得晶粒<20 μm的致密磷化膜,耐CuSO₄点蚀时间>5 min。磷化AZ31镁合金的自腐蚀电位比未处理基体正移110 mV,自腐蚀电流密度降低3个数量级。成膜温度<75℃时,不能得到完整的磷化膜;成膜温度≥75℃时,随着成膜温度的升高,磷化膜颗粒得到细化,膜层更加致密,进而有效地抑制AZ31镁合金的阳极溶解和阴极析氢,提高了耐蚀性能。但升高成膜温度,加速磷酸盐的水解,容易产生大量的磷化渣,而游离酸的控制,能够有效减少磷化渣的产生,降低生产成本,提高膜层质量。     

中温新型磷化液的研制

研制了一种新型中温锌系磷化液,确定了磷化液的配方组成,通过硫酸铜点滴法和失重法对磷化膜进行了评定.分析讨论了酸度、促进剂、温度等因素对磷化膜质量的影响.磷化膜结晶均匀、致密,呈灰黑色,耐蚀性较为理想.磷化液为单组分,具有易于操作、无需进行表面调整、节省工作时间等优点,适用于大批量钢管工件的磷化生产.     

镁合金表面无铬化学转化处理液工艺参数最佳范围的研究

为了确定能获得性能优良转化膜的处理液的工艺参数最佳范围,研究了一种新型镁合金处理液的酸度比、pH值与转化膜质量的关系.试验表明:随着处理镁合金的表面积增加,处理液总酸度增加,游离酸度减小,处理液pH值与酸度比都增高.利用扫描电子显微镜(SEM)分析不同酸度比处理液处理所得的转化膜形貌可知:酸度比过高与过低的处理液都不能形成完整的转化膜,当处理液酸度比在8.2～9.4的范围内时,能够得到均匀完整的转化膜,72h的盐雾试验表明,酸度比在8.2～9.4范围内的处理液处理所得的转化膜的腐蚀面积较小.     

纳米金属Ti粉修饰电解磷化膜性能研究

利用电化学测试技术、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对Ti粉修饰的电解磷化膜性能进行研究。结果表明,在电解磷化液中加入纳米金属Ti粉后,磷化晶粒由长条形结晶形貌且结晶颗粒尺寸不均转变为结晶颗粒大小均匀致密的片状结晶,制备得到的磷化膜交流阻抗明显增大,添加纳米金属Ti粉后,磷化膜腐蚀电流降低,耐CuSO4点滴腐蚀时间超过600s。     

工艺参数对38MnVS钢锰系磷化膜表面形貌和耐蚀性的影响

目的研究磷化温度和时间对38MnVS钢磷化膜表面形貌、膜厚和耐蚀性的影响,获得38MnVS钢锰系磷化的最佳工艺参数。方法通过控制单因素变量,在不同磷化温度和时间下在38MnVS表面制备锰系磷化膜。通过扫描电镜(SEM)、测厚仪和硫酸铜点蚀测试等方法,对38MnVS钢表面磷化膜形貌、膜厚及耐蚀性能进行了分析。结果 38MnVS钢表面磷化膜为非均匀形核,磷化膜晶粒首先形成于划痕和晶界处。随磷化时间延长,磷化膜晶粒迅速覆盖基体表面,磷化膜厚度和耐蚀性不断增加。当磷化时间大于15 min时,磷化膜性能变化不大。当磷化温度小于75℃时,不利于磷化膜的生长,磷化膜不能完全覆盖基体,磷化膜的厚度和耐蚀性较低。随磷化温度的升高,磷化膜晶粒不断长大,磷化膜厚度和耐蚀性迅速增加。当磷化温度超过95℃时,磷化膜性能增速下降。结论 38MnVS钢的最佳磷化工艺为:85℃,15 min。     

Mn（NO3）2/Na2MoO4对AZ31B镁合金表面磷化膜微观形貌及耐蚀性的影响

以AZ31B镁合金为基体,通过化学沉积的方法分别在添加Mn(NO3)2,Na2MoO4以及复配的锰系磷化溶液中获得了磷酸盐转化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站及CuSO4点滴等表征手段,研究添加剂对磷化膜表面微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明:Mn(NO3)2含量在0~2 g/L之间增加时,磷化膜晶粒尺寸先减小后增大,耐蚀性先增大后降低;Na2MoO4含量在0~0.5 g/L之间增加时,磷化膜晶粒尺寸显著减小,然后增大,耐蚀性显著提高;Mn(NO3)2和Na2MoO4复配后膜层致密,耐蚀性增强,但差于单独引入Na2MoO4的改善效果。综合比较分析,Mn(NO3)2对锰系磷化膜耐蚀性的改善作用较小,而添加0.25 g/L的Na2MoO4获得的膜层更均匀细致,耐蚀性能更佳。     

残余元素对高强无间隙原子钢磷化质量的影响

通过对高强无间隙原子钢在不同残余元素含量条件下的磷化质量分析，发现随着As、Sn总含量的增加，磷化膜的外观颜色由灰白色变为灰黑色，同时磷化膜晶粒由粒状向棒状发展，磷化膜晶粒尺寸增加。结合扫描电子显微镜、化学法和光谱法的相关检测结果分析，高强无间隙原子钢的外观与磷化膜微观晶粒大小、形状相关，同时发现当w（As+Sn）≤0.0150%时，高强无间隙原子钢可获得较好的外观颜色及磷化晶粒组织。     

超声波磷化膜的性能及表面形貌研究

磷化膜的表面形貌对研究磷化液的配方和磷化膜的性能都有重要的作用.主要探讨了在超声波条件下形成的磷化膜的性能测试、表面形貌特征以及影响因素.结果表明:在超声波条件下形成的磷化膜属于颗粒和针状(混合)型晶体,且分布均匀,平滑,细密,完整,并有较好的耐蚀性和结合力.主盐浓度和介质酸度对磷化膜表面形貌的影响很大.     

耐磨复合磷化的研究

传统的磷化膜主要用于耐腐蚀.主要研究一种耐磨性磷化膜,目的是提高磷化膜的耐磨性,使磷化膜可以作为一种固体润滑膜独立使用.按磷化的成膜机理,设计了耐磨复合磷化液配方.研究了磷化液主要成分的含量、温度、时间、酸比等工艺参数对磷化成膜的影响,并研究了复合磷化膜的耐磨性.结果表明:最佳磷化工艺为20g/L Zn(NO3)2、60g/L日夫盐、15g/L Mn(NO3)2、2g/L Ni(NO3)2、2g/L Ca(NO3)2、1g/L酒石酸,少量添加剂,温度60～70℃,时间10～15min.复合磷化膜为深灰黑色,细密针状结晶,孔隙分布均匀.磷化前的表面调整能提高磷化质量.复合磷化膜能有效降低摩擦副表面的摩擦因数,从原来的0.8降到0.2.提高了耐磨性.     

低碳钢表面纳米SiO_2磷化膜的制备及化学腐蚀性能研究

通过在磷化液中加入纳米SiO2添加剂,在低碳钢表面制备纳米SiO2磷化膜,对磷化膜的制备过程及其对低碳钢耐腐蚀性能的影响进行研究。结果表明,纳米SiO2可以改善磷化膜的晶粒尺寸,使膜层变得致密。     

一种简便实用的钢铁防锈擦涂磷化液的研制

为了对机电设备及零部件的局部磷化,研制了一种用擦涂方法进行磷化的磷化液,分析讨论了复合促进剂对磷化成膜速度和磷化膜性能的影响.该磷化液游离酸度稳定、常温下操作、工艺简单.磷化膜层致密耐蚀且厚度均匀、可调,外观呈银白或银灰色.可用作耐磨、耐蚀膜层,也可用作有机涂层的基底.     

钢铁表面常温超声磷化研究

目的通过在钢铁件表面磷化处理中引入超声波,提高磷化膜的外观及耐蚀性。方法首先采用正交实验确定了磷化液的最优配方,其次采用单因素实验考察了超声波作用下磷化p H值、磷化温度、磷化时间、超声功率对磷化膜性能的影响,最后采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对超声磷化膜和普通磷化膜的微观形貌和物相组成进行了分析。结果正交实验得到的最优磷化液配方为:氧化锌15 g/L,磷酸90 g/L,硫酸羟胺(HAS)10 g/L,硝酸锰4 g/L。各因素对磷化影响主次顺序为:磷酸>硝酸锰>氧化锌>HAS。最佳磷化工艺条件为:磷化液pH值2.3~2.6,磷化温度30℃,磷化时间45 min,磷化超声功率210 W。最优配方及最佳磷化工艺条件下制得的磷化膜结构均匀致密,硫酸铜点滴时间为320 s。超声磷化膜和普通磷化膜相比,前者晶粒长径比接近1,后者晶粒的长径比接近4,前者晶粒分布均匀致密,后者表面颗粒分布不均匀,晶粒间存在较多孔隙。前者物相组成主要是Zn3(PO4)2·4H2O和MnHPO4·3H2O,后者物相组成比前者多了组分Zn2Fe(PO4)2·4H2O。结论超声磷化比普通磷化得到的磷化膜,外观及耐蚀性更优越。