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1、喷 丸 钢 丝 的 磷 化李 珍 芳(金 华 职 业 技 术 学 院 321017) 夏 建 华 赵 敏(法 尔 胜 集 团 公 司 江 阴 214433)摘 要 选 定 喷 丸 钢 丝 所 用 的 磷 化 液 ,阐 述 磷 化 液 中 各 性 能 指 标 对 钢 丝 磷 化 膜 的 影 响 ,确 定 了 喷 丸 钢 丝 磷 化工 艺 。关 键 词 喷 丸 磷 化 工 艺Parkerizing Process of Shot2blasted Steel WireLi Zhenfang( Jinhua College of Professional Skill 321017) Xia Jianh
2、ua Zhao Min( Fasten Group Co1 Jiangyin 214433)Abstract The parkerizing solution applied for shot - blasted steel wire is selected1The effects of all performance indexes of park2erizing solution on parkerizing film are elaborated1And the parkerizing technology for shot - blasted steel wire is determi
3、ned1Keywords shot - blasting ; parkerizing ; technology目 前 ,国 内 钢 丝 磷 化 基 本 采 用 酸 洗 处 理 再 磷 化的 方 式 。 但 存 在 以 下 问 题 : (1)酸 洗 所 带 来 的 严 重 环境 污 染 ; (2) 因 酸 洗 带 入 的 Fe2 + 在 磷 化 液 中 被 氧 化成 Fe3 + ,生 成 磷 酸 高 铁 乳 白 色 沉 淀 ,沉 淀 过 多 ,工 人劳 动 强 度 大 ,且 磷 化 成 本 高 ; (3) 酸 洗 过 程 中 易 带 入的 Cl - 或 SO2 -4 不 仅 给 磷 化 池 加
4、热 设 备 的 选 用 带 来了 不 少 麻 烦 ,而 且 还 严 重 影 响 膜 层 质 量 。 为 解 决 上述 问 题 ,法 尔 胜 集 团 公 司 特 从 意 大 利 Pan Chemicals公 司 引 进 喷 丸 设 备 。 然 而 ,喷 丸 后 的 钢 丝 应 采 用 何种 磷 化 液 ,其 工 艺 应 如 何 控 制 ? 如 采 用 国 外 喷 丸 钢丝 专 用 磷 化 液 则 费 用 高 ;运 输 不 便 利 ,库 存 多 ,资 金占 用 高 且 售 后 服 务 也 难 以 到 位 。 所 以 ,在 国 内 寻 找合 适 的 磷 化 液 ,并 在 适 当 的 工 艺 范 围
5、内 使 用 成 了 当务 之 急 ,经 广 泛 的 咨 询 及 比 较 ,选 定 上 海 某 合 资 企 业的 磷 化 液 进 行 了 试 验 。1 试 验 条 件(1)耐 蚀 性 试 验把 磷 化 的 钢 丝 在 50 g/ l NaCl + 0126 g/ l CuCl2 溶液 里 浸 泡 ,根 据 表 面 析 出 红 色 铜 的 时 间 来 判 断 。(2)附 着 力 试 验 :磷 化 膜 的 附 着 力 以 其 所 能 承 受的 扭 转 次 数 (膜 不 脱 落 )来 衡 量 ,加 载 量 为 2 kg。(3)磷 化 层 厚 度 :根 据 GB 9792 - 88 金 属 材 料 上的
6、 转 化 膜 单 位 面 积 上 膜 层 质 量 的 测 定 重 量 法 。(4)总 酸 度 的 测 定 :将 10 ml 处 理 液 用 吸 管 吸 到 烧杯 内 ,加 5 6 滴 酚 酞 指 示 剂 ,用 011 mol/ L 的 氢 氧 化 钠滴 定 ,粉 红 色 为 终 点 ,所 需 滴 定 液 的 毫 升 数 为 Pt 数 。(5)游 离 酸 度 的 测 定 :将 10 ml 处 理 液 用 吸 管 吸到 烧 杯 内 ,滴 加 溴 酚 蓝 指 示 剂 ,用 011 mol/ L 的 NaOH滴 定 ,由 黄 色 到 蓝 紫 色 为 终 点 ,所 需 滴 定 液 的 毫 升 数表 示
7、游 离 酸 度 Pt 数 。(6)促 进 剂 浓 度 测 定 :把 处 理 液 装 满 在 发 酵 管内 ,加 氨 黄 酸 2 5 g 上 下 晃 动 后 ,静 放 2 min ,此 时 产生 的 气 量 刻 度 表 示 促 进 剂 的 浓 度 。(7)磷 化 钢 丝 生 产 工 艺 路 线 :喷 丸 水 洗 磷 化 中 和 烘 干 拉 拔 。2 试 验 结 果 与 讨 论211 前 处 理 方 式 对 磷 化 层 质 量 的 影 响两 种 前 处 理 方 式 (喷 丸 与 酸 洗 ) 试 验 情 况 见 表1 ,晶 粒 状 况 通 过 25 倍 放 大 镜 观 察 。表 1 前 处 理 对
8、磷 化 层 质 量 的 影 响类 别 磷 化 层 厚 度 /(g m- 2) 晶 粒 状 况 色 泽 耐 蚀 性 /min 附 着 力 /转喷 丸 12162 较 细 灰 色 3 2酸 洗 13106 较 粗 黑 色 3 2注 : (1)试 验 时 溶 液 总 酸 度 为 3814 Pt ,游 离 酸 度 为 712 Pt ,促 进 剂 浓 度 115 Pt ,液 温 75 ,磷 化 时 间 12 min ;(2)取 样 数 为 5。酸 洗 钢 丝 经 强 酸 浸 蚀 ,表 面 生 成 了 一 层 活 化 层 ,有 利 于 磷 酸 盐 膜 xZn3 ( PO4) 2yFe3 ( PO4) 2
9、的 形 成 ,但第 25卷 第 5期 金 属 制 品 1999 年 1 0 月Vol125 No15 Steel Wire Products October 1999磷 化 后 膜 层 的 结 晶 粗 大 ,金 属 基 体 的 浸 蚀 量 大 ,现 场可 见 磷 化 过 程 析 气 较 多 。 喷 丸 钢 丝 由 于 喷 丸 造 成 的应 力 表 面 ,也 有 利 于 磷 化 酸 盐 膜 的 产 生 ,其 结 晶 细致 ,现 场 可 见 析 气 少 。由 表 1 可 见 ,前 处 理 方 式 不 同 对 磷 化 层 质 量 (指磷 化 层 厚 度 、 耐 蚀 性 能 、 膜 层 附 着 力 )
10、均 无 明 显 区 别 ,说 明 该 厂 磷 化 液 对 喷 丸 钢 丝 有 一 定 的 适 用 性 。212 喷 丸 磷 化 工 艺 的 确 定21211 磷 化 温 度 (表 2)表 2 温 度 对 磷 化 层 质 量 的 影 响温 度 /厚 度 / (g m - 2)1 2 3晶 粒状 况耐 蚀 性 /min附 着 力 /转72 73 6140 7103 8187 细 3. 0 278 79 7151 8107 8173 细 3. 0 285 86 7164 8197 9128 较 粗 215 2注 :试 验 时 总 酸 度 为 3814 Pt ,游 离 酸 度 为 712 Pt ,促
11、进 剂 浓度 为 115 Pt ,时 间 为 10 min。21212 磷 化 时 间 (表 3)表 3 磷 化 时 间 对 磷 化 层 质 量 的 影 响磷 化 时 间 /min厚 度 /(g m - 2) 晶 粒 状 况耐 蚀 性 /min附 着 力 /转3 6114 细 215 25 7194 细 3. 0 210 8105 细 3. 0 215 7184 细 3. 0 225 9171 粗 3. 0 0注 :总 酸 度 为 3615 Pt ,游 离 酸 度 为 711 Pt ,促 进 剂 浓 度 为 115Pt ,温 度 78 。由 表 3 可 看 出 ,磷 化 过 程 经 5 min
12、 已 基 本 完 成 ,时 间 过 长 ,钢 丝 表 面 会 附 着 一 层 粗 糙 疏 松 的 盐 膜 ,易脱 落 且 影 响 生 产 效 率 ,为 保 证 中 间 的 钢 丝 彻 底 磷 化 ,时 间 控 制 在 10 15 min 较 合 适 。21213 磷 化 液 各 性 能 指 标 对 磷 化 层 质 量 的 影 响 (表 4)表 4 磷 化 液 各 性 能 指 标 及 磷 化 层 质 量组 数 总 酸 度 / Pt 游 离 酸 度 / Pt 酸 比 Fe2 + 质 量 浓 度 / (g L - 1) 厚 度 / (g m- 2) 晶 粒 耐 蚀 性 / min 附 着 力 / 转
13、1 2114 314 6129 0120 619 细 3. 0 22 2218 416 6100 0122 619 细 3. 0 23 2718 416 5194 0122 613 细 3. 0 24 3311 513 6118 0127 712 细 3. 0 25 3319 516 6100 0132 815 细 3. 0 26 3412 612 5148 0137 910 细 3. 0 27 3416 616 5116 0142 910 细 3. 0 28 3610 616 5145 0145 910 细 3. 0 29 3716 618 5153 0145 912 细 3. 0 210
14、3916 712 5150 0145 912 粗 3. 0 211 4113 812 5105 0147 1212 粗 215 212 4316 812 5132 0145 1213 粗 215 213 4610 814 5148 0145 1319 粗 215 214 3910 710 5155 0152 1811 粗 215 215 3719 614 5190 0157 1511 粗 215 216 3212 510 6134 0161 1718 粗 215 217 2813 412 6160 0165 1113 粗 215 218 2511 411 6114 0169 1016 粗 21
15、5 219 2218 319 5186 0173 1011 粗 215 220 2511 318 6151 0177 816 细 3. 0 221 3211 511 6100 0181 1414 细 3. 0 2注 : (1)促 进 剂 浓 度 为 115 Pt ,磷 化 温 度 为 75 78 ,磷 化 时 间 为 10 min ; (2)酸 比 =总 酸 度 游 离 酸 度 ; (3)厚 度 为 3 根 试 样 平 均 值 。由 表 4 可 看 出 :(1)随 着 总 酸 度 、 游 离 酸 度 的 上 升 ,磷 化 层 厚 度上 升 ,但 厚 度 过 高 ,则 膜 层 粗 糙 ,耐 蚀
16、性 能 下 降 。 见组 数 1 12。(2)相 同 的 总 酸 度 下 ,酸 比 越 高 (游 离 酸 度 在 工艺 范 围 内 ) ,磷 化 层 越 厚 。 见 组 次 9 与 15、 10 与 14、16 与 21。(3) Fe2 + 浓 度 升 高 有 助 于 生 成 厚 磷 化 层 ,见 组 次42 金 属 制 品 第 25 卷2 和 19。 其 原 因 可 能 是 在 置 换 反 应 中 起 一 定 的 促 进作 用 Fe - 2e Fe2 + ,3Fe2 + + 2PO3 -4 = Fe3 ( PO4) 2 ,但Fe2 +非 常 不 稳 定 ,易 被 氧 化 成 Fe3 + 而 生 成 FePO4 沉淀 出 来 ,故 Fe2 + 也 不 能 过 高 。 但 生 产 及 试 验
