紧固件磷化膜提高品质的经验

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磷化膜外观呈暗灰色或黑色，它具有微孔结构，经填充、浸油和涂漆后，紧固件在大气环境下具有较好的抗蚀性。
用于防护的磷化层，其耐蚀性主要取决于磷化层的种类、厚度及其后处理方法的选用。 在一般常温环境或简单形状的钢铁紧固件的磷化处理，只要选择适当的膜厚和后处理工艺即能获得满意的耐蚀效果。如锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能如表所示。
　　　　　　　　　　锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能
5 p* J& L. z6 L* d4 N9 j$ Z材料
  j* l) v, `- ~( Z+ q红绣出现时间/h
7 V. W* |1 U" [未处理零件
0.5
# Z( S. {* j3 F$ |3 I4 g$ L$ c% a钢+防锈油
15.0
钢+锌系磷化膜
: J6 r: r! n7 }6 x# B4.0
钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
* S5 i( u/ ^2 `+ U, F6 w550.0
  x5 y! q# O' d2 p/ M: x2 R钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
/ i! ?. N% Q5 \8 _8 j  H5 J800 ． 0
可以看出，单纯的磷化层耐蚀性能有限，经过防锈油后处理的磷化层有较强的耐蚀性能，这种后处理与磷化膜间存在交互作用，磷化膜厚度的增加能显著提高耐蚀性能。
实践证明，某些高强度紧固件在磷化处理后需要接受驱氢、涂装等工序的高温烘烤，烘烤后的紧固件磷化层常因失去原有的耐蚀能力，而达不到预期的防护效果。研究表明，在高温作用显示的耐蚀性能将呈下降趋势的变化。
在不同磷化处理温度得到的最终磷化膜厚度有明显差异，高温磷化膜层最厚，中温次之，低温磷化膜厚度最薄，其耐蚀性也随之降低。
高温磷化在 90 ～ 98 ℃的温度下进行处理时间为 10 ～ 20min ，其优点是膜层耐蚀性、结合力、硬度和耐热性都好，磷化速度快。缺点是溶液在高温下工作，挥发量大，成分变化快，磷化膜容易夹杂沉淀物，结晶粗细不匀，且能耗大。
/ I  d+ ^. g' _( E2 V1 x6 u' X: ^中温磷化在 50 ～ 70 ℃的温度下进行，处理时间为 10 ～ 15min ，其优点是膜层耐蚀性接近高温磷化膜，溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，缺点是溶液成分比较复杂。
低温磷化在 15 ～ 35 ℃的温度下进行，处理时间为 20 ～ 60min ，其优点是溶液一般不需加热，节约能源，成本低，溶液稳定。缺点是膜层耐蚀性不如高、中温磷化膜，耐热性较差。由于处理时间较长，所以生产效率低。
- e" c2 s. @8 y" e! }# q2 u生产实践中，对于高强度紧固件≥ 10.9 级要获得优良的磷化膜，除了必须选择高温磷化工艺外，还须正确选择磷化膜的种类，不同种类的磷化层其防护性能不一样，尤其是经过 150 ～ 170 ℃烘烤后耐蚀能力的差别就很大。
' q. a7 \# K) N) g7 v0 @) o磷化层种类
锌系
锰系
4 y  ]5 c" c$ e. H- F7 g- t, K  v膜层厚
24 ～ 30g /m 2
) J: y: F6 G+ X& U- `& k紧固件材料
" s" s; C/ ^3 Y8 P- [9 ISCM435
ML40Cr
出现红锈时间(h)
3 E0 Q, L) C7 i6 ^% j- q未经烘烤
480
480
烘烤 160 ℃× 8h
200
480
后处理： 未烘烤+防锈油;烘烤驱氢＋防锈油;
& l  E- h! G5 t+ ^, J如常用的锌系、锰系磷化层在未经高温烘烤时耐蚀能力的差别很小，一旦经烘烤处理，差别就很大。
在较长时间高温烘烤下，磷化膜孔隙填充剂将挥发，而较薄磷化膜层的孔隙率较高，同时缺乏曲折的孔隙结构致使填充剂的挥发更为显著，耐蚀性能急剧下降。
9 ?0 V5 M& [* j8 g4 K" z- o( }, M据文献介绍，锌系磷化膜层加热到 170 ℃以上将逐渐失去耐蚀能力，在 200 ℃下烘烤 4h 对锰系膜层无影响，但会损害磷酸锌膜层的某些特性，如膜重率。
综上所述，在接受驱氢高温烘烤作用的紧固件表面，高温磷化层对中温磷化层的耐蚀能力的优势大，高温磷化的锰系磷化层的耐蚀性明显好于常用的锌系磷化层，对于自攻螺钉、自攻锁紧螺钉是首选的工艺方案之一。
文章关键词： 紧固件