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。
& ^9 w* q" h! Z  d' W- f- v+ w! M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。
. ?6 D4 m8 M# Y5 Y6 V/ y$ m　　　　　　　　　　锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能
3 G7 E0 p# H! l材料
: m3 g5 y! M! |6 U# [红绣出现时间/h
$ ?, \$ S# k1 I6 t; x: }未处理零件
0.5
7 J/ J) D* B, b钢+防锈油
15.0
& m' F0 I7 J/ Z" S# n% l5 }7 Y1 o钢+锌系磷化膜
4.0
钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
. ], F8 l3 Z' W/ _550.0
2 x5 M8 w6 f6 _; t2 ~, i1 a8 T( c钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
9 Y" ~, X* e: l5 I) \800 ． 0
6 m; B6 |0 Q. z2 i, c0 o9 R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。
! s0 R& J8 a1 {* Y: d$ v8 E9 s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。
5 {5 f8 U3 w% \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。
1 b7 o* T2 }' j1 Z" {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。
& p. l! e- A% ~% n# P" W7 M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。
. L+ Q3 x9 T+ @/ ^- ?2 I( h磷化层种类
1 `: C2 i+ ^- u4 v锌系
$ j$ a( e% w. b9 f! Y  H8 h* n锰系
! @# J5 @; }  l* L膜层厚
6 H: M; r$ r2 E2 y) ^0 T24 ～ 30g /m 2
紧固件材料
3 S+ l6 S4 T! m6 H$ Q3 ?, g6 `; iSCM435
ML40Cr
9 C) u  ^: Z" ?7 N# y+ u$ i/ L出现红锈时间(h)
* }* |0 c' v1 [未经烘烤
480
+ J! P$ [% F) y480
烘烤 160 ℃× 8h
200
480
7 T; g9 \( U1 F* I! s5 r& h! O后处理： 未烘烤+防锈油;烘烤驱氢＋防锈油;
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。
7 O" E2 K: q5 v$ A0 p2 t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。
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。
; e3 g8 M5 D! y$ ^/ {& l9 ~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