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。
0 I( x5 J' K- I+ e' d2 c　　　　　　　　　　锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能
材料
' p" {* c) p  ?2 H/ L" u# ?红绣出现时间/h
/ f! X* R* O. A5 w+ d7 c& l% A未处理零件
0.5
' b' a2 c* {* `& k: G! w, s/ @' m钢+防锈油
( w5 K9 X" l- A15.0
1 K. M; k. A4 m6 r" A$ E钢+锌系磷化膜
$ g0 A" {- e* L/ l4.0
钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
550.0
7 j4 Q6 D3 i- R) F, h9 `8 f+ F钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
2 ]: p# J' N3 _7 f% U: ?3 t800 ． 0
$ v  z/ z2 s7 \9 L* _! b5 ~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。
% Q: w; D9 q/ V4 `5 D! r; s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。
6 ?( ?$ D2 }0 Q) f' e  _: E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。
9 ~8 h( a9 W2 o  V: P3 C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。
/ }0 D5 W! N  U; R  o$ b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。
磷化层种类
锌系
* U& `' l2 C+ u. G锰系
膜层厚
* K4 f5 Z2 o5 _" u* e  z24 ～ 30g /m 2
- ~  g  Z; l5 v7 J紧固件材料
SCM435
ML40Cr
1 f4 q; @; E2 n, g5 H2 n$ M# s出现红锈时间(h)
9 G: H( b% e" c, q. G7 k) f& x5 k未经烘烤
480
480
8 v, {" j7 L5 X烘烤 160 ℃× 8h
+ t9 e1 {; v! e' }200
480
& u. k0 \/ u. h' F. x2 _4 J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。
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 v1 `5 T4 w# ~5 M  O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