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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。 # l/ a- ~3 U7 _7 k. Y3 G P
) d# h: s) n0 W. \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,。 3 h7 H; W* [" ?% l
3 u3 G0 Z. q0 H! {. v9 t但常溫發(fā)黑工藝對于低碳鋼的效果不太好,。
( V6 H. e% P# t9 H8 y& y6 w, \% A( X& ~
A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。
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, R" |- P- ^( a1 Z2 {& W堿性發(fā)黑細(xì)分出來,，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別,。 5 H8 c- W6 k; J* H
8 |& F( k, [: y5 `6 W6 s- ~發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。 : T1 ]" [+ W1 M7 e! F' _
" B& L/ e; _& a: T% k3 | X$ l
發(fā)黑時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的表面,，只是所需時間有些長短而已。# A( m0 t7 M& R& ^; x
實際操作中,，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,。 4 H# l: c2 K P
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7 N0 x' n6 o8 O# i金屬“發(fā)藍(lán)”藥液
, Q, f' r, J( u* M, e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,，此處理過程稱為“發(fā)藍(lán)”,。
# Z( ?$ p- V; ?' _- s$ W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,。
" V; v+ S% V& M* H: r1 k一、堿性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液 # n# k+ Q2 d( [5 d
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 : ]( |- @5 `( m7 {
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2．制法：按配方計量后,，在攪拌條件下,，依次把各料加入其中，溶解，混合均勻即可,。 8 w: |& t8 u; X/ ?0 ^
3．說明：
9 A" F; `5 `( j' c; L1 o（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。
{9 {5 u( P$ N# ^% G& Q（2）金屬器件進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理條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間可參考下表,。
* `4 ^. k% y9 O4 m! V金屬中含碳量%------工作溫度（℃）----處理時間（分）----開始終止 ; x, z8 i* [7 i4 B
大于0.7--------------135-137------------143--------------10-30 7 F4 Y! e6 j% s9 f& J' m+ n2 ^
0.5-0.7--------------135-140------------150--------------30-50 6 o' n5 L) E! j7 o8 d3 G! i! m
小于0.4--------------142-145----------153-155------------40-60 . v( H0 F1 F. ^6 o& g9 Z1 c* [
合金鋼---------------142-145----------153-155------------60-90 $ B9 r# f8 ] J6 F, u- N
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（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,，以便及時補充有關(guān)成分,。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。
# O8 X- P$ P' k 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。
0 G2 H6 T4 X/ k二,、酸性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液
% u" }; t$ x/ ~" d% H1．配方： 磷酸3～10克硝酸鈣80～100克過氧化錳10～15克水1000克
# I+ ^6 r. c( e. d& U1 z4 d
% m& {2 _+ G' M" _! f) o2．制法：按配方計量后,，在不斷攪拌條件下，依次把磷酸,、過氧化錳和硝酸鈣加入其中,，溶解，混合均勻即可,。
! n7 \6 z* p+ K* X& d3．說明： # l1 @- f; }( }. [2 ~0 C6 D
（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,。
2 V. n6 c9 R0 @, d（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)械強度均超過堿性氧化法所得的保護(hù)膜,。 / M. e, ]- u. T+ B, k
4.“發(fā)藍(lán)”工作溫度為100℃，處理時間為40～45分鐘,。在處理碳素鋼時,，藥液中磷酸含量控制在3～5克／升；處理合金鋼或鑄鋼時,，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。 # P' z. }; e) G, W- O
5.“發(fā)藍(lán)”處理后金屬器件的清洗方法同上,。 $ I9 r' \3 e* _5 D ?# K9 b' U8 }
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表面磷化) j; e9 c# h2 O2 P6 t
近來的研究發(fā)現(xiàn)表明作為磷化膜基底的金屬材料的表面狀態(tài)對磷化質(zhì)量影響很大�,，F(xiàn)歸納如下：
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0 h; d# Q2 q; T4 h4 \1、 表面碳的污染
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鋼鐵表面碳的污染對磷化處理非常不利,，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,，鹽霧試驗中會早期起泡和剝落。因此選材時就應(yīng)注意這一點,。 \' |' d: R( Q
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2,、 鋼鐵表面氧化膜 * Q) i1 |; B+ Y# w! v/ x
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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時較好,。氧化膜過厚則耐蝕性差,，當(dāng)出現(xiàn)蘭色的氧化膜時，常常磷化不上,。
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3,、 鋼板表面的結(jié)晶方位
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有報導(dǎo)在改變熱處理溫度等鋼板制造條件時，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,。實驗認(rèn)為：（111）面反應(yīng)性高，其在有氧化劑存在時比其他結(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,，無疑也有利于整個磷化過程。7 ~* @0 k' G1 [, t4 Z3 y
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4,、 冷軋鋼板組成元素在表面濃化對磷化的影響 $ ?! ~% @- ?* ~5 E& l) u
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由于熱力學(xué)和金屬物理學(xué)方面的原因會使冷軋鋼板組成元素在表面濃化,，在不同的熱處理條件下將出現(xiàn)的錳忽然磷的表面濃化。當(dāng)錳濃化高時,，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,，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、鉛等會使磷化結(jié)晶粗大,，造成耐蝕性降低,。
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5、 鍍鋅板鈍化與采用不同鍍鋅方式的鍍鋅板
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鍍鋅板是否經(jīng)過鈍化對磷化效果有很大的影響,。經(jīng)過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。, Y- N: @# j1 u4 F9 i. |
/ Q0 L9 Y. Y$ m8 ~+ a O* ^' H綜上所述,，在進(jìn)行磷化處理前,，應(yīng)該先對所處理的材質(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,。7 a/ ^& L; j7 ^' r. Z) m6 k
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四、磷化前表面調(diào)整處理的影響; T8 G1 F$ u2 g- y
5 I. i- P* W! r' L8 v2 I
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),，促使磷化過程中形成結(jié)晶細(xì)小的,、均勻、致密的磷化膜,。- C, d) i8 r3 @7 w& t7 H, L
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磷化前零件的表面處理對磷化膜質(zhì)量影響極大 ,，尤其是酸洗或高溫強堿清洗對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)過酸洗，則只剩下30*10-10m以下的三氧化二鐵氧化層,，過于薄且不完整,，所以很難得到良好均勻的磷化膜，還因為酸洗表面產(chǎn)生析碳,，也影響磷化膜的形成,。對于高溫或強堿清洗，由于鋼板表面上的活性點轉(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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0 D8 E6 h t- h# c8 I4 p, T! C) g- z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,，對物體表面有極強的吸附作用,，膠體微粒吸附在零件表面上形成均勻的吸附層，在磷化時，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,，結(jié)果就促使了磷化膜的細(xì)化和致密,，提高了成膜性，縮短了磷化時間,，降低膜厚,，同時也能消除鋼鐵表面狀態(tài)的差異對磷化質(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。
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4 u) W4 @" Q N" s @1 q五,、磷化工藝（含設(shè)備）管理方面的影響
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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。/ Z' R( `$ R7 m' o
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1,、 磷化工藝的設(shè)計應(yīng)合理
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) P9 L' U: Y4 c, Y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,，他會造成很大的弊端。酸霧對生產(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。因此要加強防銹,，讓冷軋板不通過酸洗,，非酸洗的在成型前先進(jìn)行酸洗。/ i5 d. h/ e2 ?) \
8 f) n, ?7 ~, p
2,、 前處理的結(jié)構(gòu)是否滿足工藝與材料的要求 ' J& N% X5 e/ ^
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生產(chǎn)實踐中,，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)量問題。這就要求對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和要求8 c5 _0 Z0 z- b- q# A2 }- J* I
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0 V; a- W5 q& F! n! L5 W) m' l
面鎳磷鍍
: @: Y- O* G% v8 U' ~" x5 L/ d+ v$ q鎳磷鍍技術(shù),，是近年發(fā)展起來的先進(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_
, [& j/ U( W8 M+ N
5 P1 V. P3 P; r; Q6 [0 ^$pW-xB'[www.iCAx.cn 對電鍍無法進(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
3 b# ]( l+ |' g; y2 |~ ~ll#w1S
$ t0 r6 Y: o# x' f$ V" g bbs.icax.cnLh&?5T3A"H[&u
& O) Y- @7 m# k( i0 g鎳磷鍍層對石油化工生產(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$fE N8G5V'zx }j
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' j, _& O2 S. G, \' V!oY& }' v5 Z$ |( B4 b# H
h ws4I(T:Cwww.iCAx.cn 鎳-磷合金鍍層具有高硬度和高耐磨性。在干燥和潤滑的情況下,，具有比硬鉻更好的耐磨性,，已被廣泛用來代替高合金材料和硬鉻鍍層。
7 ?) X# R N* ~" V! O( |$ s8 K/ N& V ~$AX)UC r9_hGM!qO www.iCAx.cn!N;s yM |
' }/ f' @% H, Q0 y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、潤滑,、摩擦、化工,、耐蝕保護(hù)鍍層,、裝飾等方面將會比鎳-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,，目前碳鋼相對不銹鋼的價格比為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用,，也肯定會低于不銹鋼價格。這種復(fù)合鍍層一旦能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都是很可觀的,。
r) r5 y) p% z4 W7 B( A' x4 |6 p/ @# f
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