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。
  Q$ t" q) ~' e: [$ u5 _& {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。
4 ?1 l, h+ M! b0 I2 ~　　　　　　　　　　锌系磷化膜层盐雾试验耐蚀性能
% H1 g" C  b9 W/ z9 ^8 _材料
# B5 Z; r! T# j' H红绣出现时间/h
未处理零件
5 {! O/ {# h0 e  i: X* J0.5
钢+防锈油
# C; \, k2 ~. O4 Y+ c$ ]15.0
- {4 N5 f# _( o! h0 {' `钢+锌系磷化膜
$ E: w; ]& n2 k4.0
8 \- n( p( u4 T' j0 Y钢+锌系磷化膜(16/gm2)+防锈油
550.0
钢+锌系磷化膜(40/gm2)+防锈油
+ ~* c- m3 P9 p' O( 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。
- X- {/ d( l7 r. \- F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。
8 x. ]) l# d5 @# d' n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 z9 D  N7 p* I; o8 h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。
* b# F4 Y" ^, k$ E7 Q# n6 s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 c2 N2 u$ v- t" f, G' u3 B磷化层种类
+ P% O& _$ L$ @7 R' }锌系
锰系
5 Y% ]2 s0 N* e8 ^8 r膜层厚
! ?3 x- _1 P( X& B% m5 e, c24 ～ 30g /m 2
3 y5 Q  D% t& J" h紧固件材料
SCM435
ML40Cr
! X0 l1 q) m: ~% r- i# @/ B出现红锈时间(h)
( c( t- [0 y+ O3 b2 ~  d4 {8 q未经烘烤
480
480
# ~4 F4 n- Z2 v8 a) H; N4 ]烘烤 160 ℃× 8h
200
480
后处理： 未烘烤+防锈油;烘烤驱氢＋防锈油;
( l3 R) z9 ?7 Y' Q7 T8 D; W. \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。
/ V9 f- e$ q5 w' N& x6 ]! ^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。
; {& h5 p3 o, A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。
1 \% e) @! y+ {9 i' Z; t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。
. u0 K0 W5 [( W5 b& @  l文章关键词： 紧固件