活塞销毛坯磷皂化工艺探究

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1、活塞销毛坯磷皂化工艺探究　　【摘要】活塞销坯料磷皂化质量不稳定，磷皂化膜厚薄不均匀是由磷化质量不稳定造成的，减少不合格品的出现，关键在于控制坯料的磷化质量。影响磷化的质量因素有：磷化温度、磷化溶液浓度、总酸度与游离酸度的比例，材料的化学组成，零件表面状况和清洗方法，磷化溶液里的SO42-、C1一等杂质的含量等。本文通过对磷化机理及影响产品磷皂化质量的原因进行分析，也对磷皂化的工艺过程进行了简单的探讨。【关键词】活塞销；坯料；磷皂化中图分类号：TG314.4文献标识码：A文章编号：前言在生产内燃机零配件时，为节约原材料，在活塞销加

2、工中，通常采用冷挤压加工成型，为提高工件塑性，在冷挤压时便于金属流动，坯料容易脱模，冷挤压工艺加工之前，必须很好地对坯料进行润滑处理，即对工件进行磷化，皂化。一、磷化机理及影响产品磷皂化质量原因分析活塞销坯料磷化膜的厚薄，晶粒大小，与皂化膜生成的质量密切相关。磷化膜越厚，皂化膜越容易附着。磷化质量的好坏决定活塞销坯料的磷皂化质量，因此，研究磷化机理对磷皂化工艺有着非常重要的意义。71、磷化反应机理（1）酸蚀反应金属表面与磷化液发生的第一反应是将某些金属从表面溶解下来的酸蚀反应。不同的磷化液对钢的酸蚀速度约1-3g/m2;作厚膜磷

3、化时,酸蚀反应速度还要求高许多。酸蚀反应对形成涂膜非常重要，因为它既可净化金属表面、又能提高漆膜的附着力。酸蚀反应发生时,由于金属表面的溶解,所以紧靠表面的磷化液中的游离酸被消耗,金属离子进入磷化液,所溶入的金属离子类型与所处理的基材有关。在磷化液中添加氧化促进剂可减少酸蚀反应时所生成的氢气:钢表面:Fe+2H+1+2Ox→Fe+2+2HOx镀锌钢表面:Zn+2H+1+2Ox→Zn+2+2HOx铝表面:Al+3H+1+3Ox→Al+3+3HOx(2）磷化反应在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。由于在金属与溶液的界面上的游离酸度的

4、降低、PH升高,金属阳离子就不在以可溶离子形式存在,它们与溶液中的磷酸盐反应后以磷酸锌的形式沉淀结晶在金属表面。依据不同的工艺方法,这种晶体可有不同的组成和结构:3Zn+2+2H2PO4-1+4H2O→Zn3(PO4)2•4H2O2Zn+2+Fe+2+2H2PO4-1+4H2O→Zn2Fe(PO4)2•4H2O72Mn+2+Zn+2+2H2PO4-1+4H2O→Mn2Zn(PO4)2•4H2O2Zn+2+Mn+2+2H2PO4-1+4H2O→Zn2Mn(PO4)2•4H2O(3)成

5、渣反应在酸蚀反应中溶解下来的金属离子(Fe+2)被磷化液中的促进剂(例如亚硫酸盐/硫酸盐、氯酸盐、过氧化物)氧化而成渣沉淀,而磷化反应中的Zn2+将不成渣。Al3+离子可使用氟化物而形成氟铝铬合物,此铬合物将会形式沉淀。Fe+1+H+1+Ox→HOxFe+2+H2PO4-1→FePO4(渣)+2H+Al+3+6F-→AlF6-3AlF6-3+3Na+→Na3AlF6(渣)2、影响产品磷皂化质量的原因7由上分析的磷化机理可知，增加磷化液浓度，可促使化学反应向沉淀物生成方向进行，有利于磷化膜的生成；溶液中的总酸度过高，不利于沉淀的生

6、成，磷化膜的厚度就会薄；温度是影响化学反应速度的重要因素，温度越高，化学反应越快，越有利于化学反应的进行；零件表面越光滑，磷化膜附着越均匀，经对磷化机理的分析可知：冷挤压件所需要的磷化膜的质量因素有几个方面：磷化溶液的浓度、总酸度与游离酸度的比例，磷化温度，材料的化学组成，零件表面状况和清洗方法，磷化溶液里的SO42-C1一等杂质的含量等等。二、工序槽液的性能和技术要求在活塞销毛坯磷皂化工艺中，磷化皂化时间短、工件表面形成一层优良的润滑复合层从而提高了工件的冷变形性能，可有效地降低挤压模具的摩擦消耗，从而提高挤压模具寿命。1、脱

7、脂本工序除去工件表面存在的各类皂化油，非皂化油及污物。所使用的脱脂剂由碱类物质和界面活性类物质组成；处理温度不宜高，控制在5o～65C最佳。如果工件表面油污过多或油污干结时，应适当增大脱脂剂使用量或辅以搅动措施。工件经过脱脂工序处理后，表面应能够全部被水浸润，没有流挂水珠现象，这也是检验脱脂是否彻底的最直观方法。脱脂液经过长时间使用后，其含油份饱和会影响脱脂效果，应定期对槽液进行脱油处理或更换新液。2、清洗本工序除去工件表面滞留的脱脂液，所以应尽可能增大水的溢流量，控制PH值不大于8。本序的清洗效果将直接影响下遭工序的处理质量3

8、、裹面调整7经本工序处理工件，加速了成膜反应，改善磷化膜的晶体结构。本工序所使用的表面调整剂为胶体铁物质，在水中形成液溶胶。所以向槽内加表面调整剂时应缓慢均匀加入，最好边加入边搅拌。4、磷化此工序是整个磷化工艺的中心，管理应十分注意。本工序要求有准确有效控温装置