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 H9 H5 M. ?; M8 ?5 B* I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。
8 h! G9 ^4 S& w# d4 g　　　　　　　　　　锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能
: y7 i( h8 J; p材料
8 i2 B, n7 E6 E! T/ t红绣出现时间/h
未处理零件
$ n8 b5 k" L, F1 y; B3 r8 u( s2 a0 I0.5
# Z, J0 d# N6 ~! n钢+防锈油
% X" u/ ~% N& k' w- d15.0
! F- k- |% b6 C) C, w7 ~& s3 b钢+锌系磷化膜
4.0
/ q' ]- l) Y' P钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
550.0
! [0 t1 o0 {  h钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
( g- P$ O' i8 r( p: I800 ． 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。
9 S7 m& D# N* ?3 s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。
$ `5 L1 n3 }& I+ K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。
9 G: e0 B$ w6 F0 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。
8 s( l. Y' u8 G5 H' m& ?( ?0 [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。
. f, J9 i. g- V0 z% c/ [/ x4 P5 p磷化层种类
锌系
锰系
6 U- _1 C: r  M4 m* F6 W! C" m6 s. ?膜层厚
  T! G/ w/ G9 }9 S$ P7 w24 ～ 30g /m 2
. `) W+ T" Q: N! x紧固件材料
4 f+ ^- ~1 \' }, v  eSCM435
  r9 F- C5 h) @* wML40Cr
# G  s- `& h. `. G; J  b$ g# w& N4 H+ A出现红锈时间(h)
/ a0 Q9 @4 n1 b6 C/ w未经烘烤
480
480
9 o$ Z4 O# x- R3 K# ^7 c8 o+ J, q烘烤 160 ℃× 8h
, ]" S! l2 ~1 r% R& b5 {) d2 d200
$ \6 X: L( G  w3 S; K) _7 d480
& b$ Y# |3 w' ~! G0 e后处理： 未烘烤+防锈油;烘烤驱氢＋防锈油;
1 [6 l0 M9 I! _, Y! c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。
- G0 B  D% j2 K: k# I  ^+ D3 o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。
# ?( V3 d" ~5 l9 q( n1 V1 j1 y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