紧固件磷化膜提高品质的经验

chun98

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
材料
% K4 [) F. a+ G# U+ u! `, H- K红绣出现时间/h
未处理零件
0.5
" W! \6 p4 h  ]: I$ K钢+防锈油
15.0
钢+锌系磷化膜
4.0
钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
550.0
: }: Z/ a; D7 L; l6 ~  |钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
% b% g9 E, B- X9 s' X800 ． 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。
/ `; U( ~, X% v! N5 A3 |$ 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。
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。
: o2 \* ~5 E/ {: y  _7 B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。
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。
8 `% Q6 W: ^) a5 g' V磷化层种类
# j; }; h) e6 }. d0 `( S7 X% ~9 G' T锌系
/ q1 C# N4 _9 R" A3 w% B& ~* t锰系
膜层厚
* m5 T$ f9 ]9 H: r4 {8 O8 k24 ～ 30g /m 2
紧固件材料
SCM435
5 f) R( G0 |( R  F3 [7 jML40Cr
出现红锈时间(h)
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;
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。
" @9 T& ?, G8 J( g+ _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。
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