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。
; A+ R/ U) H% L; n3 C, |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
) A2 c: _, P# X/ z材料
: b, _( A8 k; p# T/ L! r9 ^9 X0 M红绣出现时间/h
, p2 E1 V3 P+ h未处理零件
' r0 i$ u( D( b  ]0.5
钢+防锈油
15.0
钢+锌系磷化膜
4.0
4 P6 `7 f; |- J# b3 N: L. t8 {# K钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
550.0
钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
' o4 D. _5 y0 B5 d800 ． 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。
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。
) O6 h' D/ M7 I8 [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。
+ x8 w- ^) P- D. ?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。
8 v6 @. a1 O* @5 U  G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。
: T4 ?' o( x  g8 e% [; W% [! Q& F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。
磷化层种类
锌系
锰系
+ L5 M; N; t/ y% M4 V1 t膜层厚
! m: v4 M  `7 y: u% g# s24 ～ 30g /m 2
- B% w5 p) p# g" K紧固件材料
SCM435
# D. g2 D% W; |4 i% K' uML40Cr
出现红锈时间(h)
; ^8 b9 q# L5 _6 Q, q未经烘烤
3 B( R9 }' Q! |; i$ ~% M6 ^480
480
烘烤 160 ℃× 8h
# c. S% J- L! [' n200
480
$ m: @+ D  \( ]+ a; b! s后处理： 未烘烤+防锈油;烘烤驱氢＋防锈油;
9 M( n- b6 @( ~0 G. n' T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。
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