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發(fā)表于 2006-10-2 21:30:37
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Re: 表面發(fā)黑,、表面磷化、表面鎳磷鍍有何區(qū)別？
鋼制件的表面發(fā)黑處理,，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的,。 , z3 y0 H' n0 y% B, j0 y
- q u' a1 G% U發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。
: Q! f+ v1 |; _6 T- Q) q8 c G; ]2 _" M% E. j+ H2 ~& e
但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好,。 + F' D- T9 H2 I
9 ]8 B/ S" r, |A3鋼用堿性發(fā)黑好一些,。 6 {( z6 V @% W* ?! Z3 n( z- C
. E" h7 b6 o# Y* j! b堿性發(fā)黑細(xì)分出來(lái)，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別,。 . f7 |, t5 `, H# i' Q% C3 n
: n- U Q8 r O; Z' r% r發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉,。 ) [+ ^" c# D4 p( H
6 s+ l8 z. J) K: M- D2 E' u發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面,，只是所需時(shí)間有些長(zhǎng)短而已,。
3 |4 E' R+ m2 z" s. V1 s* x" w實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量,，以及發(fā)黑后的鈍化浸油,。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。 ; w1 {. J" U$ T4 B/ N- }* D
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( d2 I) ^3 Z! E7 p; [% {金屬“發(fā)藍(lán)”藥液 # M! f* L1 Z0 k/ O( _% F4 r" E! Q5 K
采用堿性氧化法或酸性氧化法,；使金屬表面形成一層氧化膜,，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過(guò)程稱為“發(fā)藍(lán)”,。
8 v( v8 U' A( n1 J7 s黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜,，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵,。
6 Y7 Z5 S- y5 Q1 J1 b一,、堿性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液 7 @( d& Z' E: M
1．配方： 硝酸鈉50～100克氫氧化鈉600～700克亞硝酸鈉100～200克水1000克
2 Y4 ^, ]: w* A) @3 @' J; ~5 h/ s6 N6 W0 @6 L9 w
2．制法：按配方計(jì)量后，在攪拌條件下,，依次把各料加入其中,，溶解，混合均勻即可,。 & N8 v7 O( V6 ^1 T
3．說(shuō)明：
( ?" v: G; H# ]) |( n5 _7 k（1）金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后,，才能進(jìn)行“發(fā)籃”處理。
! c2 j' R3 r5 d: F（2）金屬器件進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理?xiàng)l件與金屬中的含碳量有關(guān),，“發(fā)藍(lán)”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時(shí)間可參考下表,。 6 r f% Z) w& n9 `- c# Y
金屬中含碳量%------工作溫度（℃）----處理時(shí)間（分）----開(kāi)始終止 ! R0 T2 D* U( I. [, I. O& {% J
大于0.7--------------135-137------------143--------------10-30
3 |! _7 E! l" N- a, T/ e. u0.5-0.7--------------135-140------------150--------------30-50 5 ?4 W/ e# }2 T" \1 e/ n& H
小于0.4--------------142-145----------153-155------------40-60
/ J4 w* J5 A! A* y: Z( _6 I合金鋼---------------142-145----------153-155------------60-90 3 g* g5 c8 D# O& C1 ]% b- H
8 W& T2 t' i4 k% [（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量,，以便及時(shí)補(bǔ)充有關(guān)成分,。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。
* }, H/ O& N0 m) s$ I9 R1 j（4）金屬“發(fā)藍(lán)”處理后,，最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘,，再用冷水沖洗,。然后,又用熱水沖洗，吹于,。
5 _( S; y$ ~! x& J% Y2 a- I7 J. |二,、酸性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液
" M0 h& R3 @+ F% B% _6 _3 q1．配方： 磷酸3～10克硝酸鈣80～100克過(guò)氧化錳10～15克水1000克 0 i1 q7 N& g) u G5 O! y
' J* p" @( @+ l9 E* ?; l
2．制法：按配方計(jì)量后，在不斷攪拌條件下,，依次把磷酸,、過(guò)氧化錳和硝酸鈣加入其中，溶解,，混合均勻即可,。 : Y. W2 |$ f* ] A5 F# z: D
3．說(shuō)明： 2 _" e: R6 @# C: t* N- G
（1）金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理。 " B* [7 ^+ E) Q- H
（2）此法所得保護(hù)膜呈黑色,，其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成,，其耐腐能力和機(jī)械強(qiáng)度均超過(guò)堿性氧化法所得的保護(hù)膜。 * l- z, v0 S1 T
4.“發(fā)藍(lán)”工作溫度為100℃,，處理時(shí)間為40～45分鐘,。在處理碳素鋼時(shí)，藥液中磷酸含量控制在3～5克／升,；處理合金鋼或鑄鋼時(shí)，磷酸含量控制在5～10克／升,。應(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量,。 $ U {, L. D0 X) N) j
5.“發(fā)藍(lán)”處理后金屬器件的清洗方法同上。
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x1 D- b1 b2 ]8 [表面磷化5 z$ M6 P- g' R& d) O6 N/ X
近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)表明作為磷化膜基底的金屬材料的表面狀態(tài)對(duì)磷化質(zhì)量影響很大�,，F(xiàn)歸納如下：
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/ e n# p! J! i, F2 U5 ^1,、 表面碳的污染 7 r( n) o4 M; j; C1 N
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鋼鐵表面碳的污染對(duì)磷化處理非常不利，磷化膜質(zhì)量差,。碳濃度大的鋼板耐式性差,。碳濃度高的部位，磷酸鋅結(jié)晶不能析出,，造成磷化膜缺陷,，鹽霧試驗(yàn)中會(huì)早期起泡和剝落。因此選材時(shí)就應(yīng)注意這一點(diǎn),。. [& h9 L2 [) Z7 e% |! X+ \! H* j
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2,、 鋼鐵表面氧化膜 6 X& L/ S! q" ]1 ]1 n; y+ m: a- E
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鋼鐵表面氧化膜的厚度直接影響磷化及效果。用偏光分析氧化膜與耐蝕性之間關(guān)系后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧化膜厚度小于16*10-6mm時(shí)較好,。氧化膜過(guò)厚則耐蝕性差,，當(dāng)出現(xiàn)蘭色的氧化膜時(shí)，常常磷化不上,。
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( L A7 F8 o- _: A, {. e3,、 鋼板表面的結(jié)晶方位 5 J7 G4 R& {3 n5 ]0 M- J, o/ |
" K+ ?: u _9 d" G) m# Q# ^" }! p3 y; N4 h有報(bào)導(dǎo)在改變熱處理溫度等鋼板制造條件時(shí),，鋼板表面有不同的結(jié)晶方位，而結(jié)晶方位的不同又影響著磷化性,。實(shí)驗(yàn)認(rèn)為：（111）面反應(yīng)性高,，其在有氧化劑存在時(shí)比其他結(jié)晶防衛(wèi)有較大的溶解度，這有利與磷化反應(yīng)第一步驟——酸蝕,，無(wú)疑也有利于整個(gè)磷化過(guò)程,。* L: `$ o9 h! J; S- y1 N. s
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4、 冷軋鋼板組成元素在表面濃化對(duì)磷化的影響
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# J! j" K! c! z' `3 Y1 F由于熱力學(xué)和金屬物理學(xué)方面的原因會(huì)使冷軋鋼板組成元素在表面濃化,，在不同的熱處理?xiàng)l件下將出現(xiàn)的錳忽然磷的表面濃化,。當(dāng)錳濃化高時(shí)，磷化反應(yīng)良好,。另一方面,，P的濃化將延遲晶核的形成和生長(zhǎng)，劣化反應(yīng)性,，濃化的P的氧化物,，推遲了鐵的溶解，使磷化性降低,。而表面的錫,、鋁、鈦,、鉻,、鉛等會(huì)使磷化結(jié)晶粗大，造成耐蝕性降低,。" R! Z2 e. D. a5 i( {2 H$ Z
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5,、 鍍鋅板鈍化與采用不同鍍鋅方式的鍍鋅板 * y2 [ A* D3 \
/ h( r* x: p( i8 O9 G鍍鋅板是否經(jīng)過(guò)鈍化對(duì)磷化效果有很大的影響。經(jīng)過(guò)鈍化處理后的鍍鋅板磷化性差,，所生成的結(jié)晶雜亂粗大,。熱浸鍍鋅與電鍍鋅板相比，前者的磷化性差,，后者的磷化性好,。各種合金的鍍鋅板磷化差別也很大。- D, ?+ V: S( o
5 Q# N, J, e$ x b3 C0 g綜上所述,，在進(jìn)行磷化處理前,，應(yīng)該先對(duì)所處理的材質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的了解，只有這樣,，才能選擇好合適的工藝及配方,。
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0 ?: S6 c, R s7 X9 X四、磷化前表面調(diào)整處理的影響7 s* f) h( ~' s
4 s6 z1 u- D0 a9 ^所謂磷化表面調(diào)整句是采用磷化表面調(diào)整劑使需要磷化的金屬表面改變微觀狀態(tài),，促使磷化過(guò)程中形成結(jié)晶細(xì)小的,、均勻,、致密的磷化膜。' t; ^, T) `. m3 g$ n
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磷化前零件的表面處理對(duì)磷化膜質(zhì)量影響極大 ,，尤其是酸洗或高溫強(qiáng)堿清洗對(duì)薄層磷化影響最明顯,。研究結(jié)果表明，冷軋鋼板表面存在著一層厚度為（50~150）*10-10m的四氧化三鐵和三氧化二鐵的完整氧化層,，磷酸鹽結(jié)晶就在此基礎(chǔ)上生成,，得到完整致密的磷化膜。如果經(jīng)過(guò)酸洗,，則只剩下30*10-10m以下的三氧化二鐵氧化層,，過(guò)于薄且不完整，所以很難得到良好均勻的磷化膜,，還因?yàn)樗嵯幢砻娈a(chǎn)生析碳,，也影響磷化膜的形成。對(duì)于高溫或強(qiáng)堿清洗,，由于鋼板表面上的活性點(diǎn)轉(zhuǎn)變成氧化物或氫氧化物,，使構(gòu)成磷化膜的結(jié)晶晶核減少，因而促使生成稀疏粗大的結(jié)晶,，影響磷化質(zhì)量,，尤其是低溫薄層里邊化及低鋅磷化對(duì)預(yù)處理特別敏感，不進(jìn)行表面調(diào)整處理,，就難形成磷化膜,。
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5 Q5 |8 C9 e0 y% \( n: V# B* K最初采用的是3~5%的草酸水溶液做磷化表面調(diào)整劑，現(xiàn)在采用效果更好的磷酸鈦膠體溶液處理,，由于膠粒表面能很高，對(duì)物體表面有極強(qiáng)的吸附作用,，膠體微粒吸附在零件表面上形成均勻的吸附層,，在磷化時(shí)，這層極薄的吸附層就是一層分布均勻,，數(shù)量極多的磷酸鹽結(jié)晶晶核,，因而促進(jìn)結(jié)晶均勻快速形成，限制了大晶體的生長(zhǎng),，結(jié)果就促使了磷化膜的細(xì)化和致密,，提高了成膜性，縮短了磷化時(shí)間,，降低膜厚,，同時(shí)也能消除鋼鐵表面狀態(tài)的差異對(duì)磷化質(zhì)量的影響。在工藝生產(chǎn)中,，表面調(diào)整劑 的用量約為0.5g/m2,，在生產(chǎn)中應(yīng)注意保持槽液的良好,，避免沉淀。另外應(yīng)防止堿酸及磷化液進(jìn)入表面調(diào)整工作液,，以防止工作液因污染而失效,。! x, P& q2 q+ b" j- I3 U
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五、磷化工藝（含設(shè)備）管理方面的影響. p9 e |! c; h# y& b3 V
, u( a& `$ M- u+ ]5 a. `除了磷化處理劑及被處理鋼材的影響外,，很多影響因素存在于磷化工藝及管理方面,。
5 w% p( T" ~: X+ i" Q& z% H$ J. P0 A! Z h1 b) I# z
1、 磷化工藝的設(shè)計(jì)應(yīng)合理 8 ~# _- }) l3 Q6 M" O( l; Q E
- C* r) o4 ?# t9 C) G磷化工藝包括脫脂,、除銹,、表面調(diào)整、磷化,、鈍化及各工序間的水洗,，有的還包括水洗后的烘干。一般希望除銹工序不安排在前處理生產(chǎn)線上,，他會(huì)造成很大的弊端,。酸霧對(duì)生產(chǎn)線環(huán)境的污染易造成零件再度生銹，零件焊縫處很難洗凈,，造成耐蝕性大幅度下降,。因此要加強(qiáng)防銹，讓冷軋板不通過(guò)酸洗,，非酸洗的在成型前先進(jìn)行酸洗,。
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2、 前處理的結(jié)構(gòu)是否滿足工藝與材料的要求 6 ?. ^" U: E4 @# F* D. u
1 I3 u5 }0 M8 p/ D7 l, k) K" o生產(chǎn)實(shí)踐中,，由于竄水,、加熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng),、加料系統(tǒng)等方面的原因,，造成許多磷化質(zhì)量問(wèn)題。這就要求對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和要求/ s) J5 f5 L! G7 H
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1 M2 A% p& X$ v# J面鎳磷鍍4 c c' p0 b3 \9 E. N' F
鎳磷鍍技術(shù),，是近年發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)的金屬表面防護(hù)技術(shù),。不用直流電源設(shè)備，是將工件直接浸到溫度90℃左右的鍍液中,，完成鍍層沉積,。 } ~%K M,Q8h;n j_
} H! B4 P$ A& _
8 s) J& h/ v% r3 E; ^6 e$pW-xB'[www.iCAx.cn 對(duì)電鍍無(wú)法進(jìn)行的大型設(shè)備和細(xì)小物件，或要求有較高的精度具有凹凸紋的復(fù)雜外形,，或深孔內(nèi)壁,，或要求有較高的表面硬度和耐磨性，或塑料陶瓷,，玻璃,，石英等非金屬材料表面金屬化均可獲得致密均勻,，并較電鍍更為優(yōu)良的鎳磷鍍層。 CAD/CAM/CAE綜合資訊網(wǎng)站論壇%w&o/ D3 f6 B w/ r# W. }" v+ a+ D
~ ~ll#w1S( k. L% A3 V' u/ n& v3 C
bbs.icax.cnLh&?5T3A"H[&u0 w( ~! w3 P1 o# ?1 ~7 @9 w
鎳磷鍍層對(duì)石油化工生產(chǎn)中大量存在含氯離子,、硫化氫,、二氧化硫、二氧化碳等環(huán)境有良好的耐腐蝕性能,。 bbs.icax.cn5~8F$fE N8G5V'zx }j5 u/ K2 ?5 \( T5 X7 d" C
A& n# J# F8 E! B }+ |! Q!oY
" L! ], R8 D5 u) q$ vh ws4I(T:Cwww.iCAx.cn 鎳-磷合金鍍層具有高硬度和高耐磨性,。在干燥和潤(rùn)滑的情況下，具有比硬鉻更好的耐磨性,，已被廣泛用來(lái)代替高合金材料和硬鉻鍍層,。 + W4 N8 L) J0 l- a
~$AX)UC r9_hGM!qO www.iCAx.cn!N;s yM |
3 k5 ~- ^$ B( A9 ~4 \以超微金剛石、碳納米管與鎳-磷合金制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石多元復(fù)合鍍層在刀具,、研磨,、潤(rùn)滑、摩擦,、化工,、耐蝕保護(hù)鍍層、裝飾等方面將會(huì)比鎳-磷合金有更廣泛的應(yīng)用,。在各種金屬表面制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石多元復(fù)合鍍層,。以碳鋼為例，目前碳鋼相對(duì)不銹鋼的價(jià)格比為1∶5—1∶15,，在碳鋼表面制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石復(fù)合鍍層的成本,，即使加上電鍍處理的費(fèi)用，也肯定會(huì)低于不銹鋼價(jià)格,。這種復(fù)合鍍層一旦能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是很可觀的。 ) y6 G8 u6 t( Z* V! Q+ _8 T
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