螺丝磷化工艺介绍模板.doc

螺丝磷化基础工序：
脱脂→水洗→酸洗→水洗→黑化→活化→水洗→表调→磷化→水洗→热水洗→防锈油→离心机
备注：
1、脱脂：温度在60℃以上。
2、水洗：每次水洗要求2道水洗，要有溢流，保持水洗情况良好，以下水洗要求相同。
3、酸洗：浓度保持在10~15%。
4、黑化：3%黑化剂和1%盐酸左右配槽，易自我消耗，须定时同时添加黑化剂和盐酸。
5、活化：用2%盐酸配置而成。
6、表调：0.2%配槽，当表调剂老化后要重新配槽。
7、磷化：温度保持在85~95℃之间；游离酸控制在7~9pt;铁分控制在10以下。
8、热水洗：温度不得低于90℃，其作用是降低后道防锈油消耗，并起钝化作用。PH值保持在6~7。
9、防锈油：温度保持在50~60℃之间，最好浸2道防锈油，后道防锈油和离心甩出防锈油能够流入第一道循环使用，以节省成本。
（七）浓度试验方法：
全酸度→以吸量管取处理液10ml置于250ml烧杯中，加指示剂P.P约3～5滴，以滴定液0.1NNaOH滴定之，滴定至粉红色为止，所消耗之滴定之滴定液0.1NNaOHml数，即为全酸度（TA）。
游离酸度→以吸量管取处理液10ml置于250ml烧杯中，加指示剂B.P.B约3～5滴，以滴定液0.1NNaOH滴定之，滴定至颜色由淡黄色变为淡蓝色为止，所消耗之滴定之滴定液0.1NNaOHml数，即为游离酸度（FA）。
铁分→以吸量管取处理液10ml置于250ml烧杯中，加50%H2SO4约3～5ml，以滴定液0.18NKMnO4滴定之，滴定至颜色由无色变为红色为止，所消耗之滴定液0.18NKMnO4ml数，即为铁分。
工程
管理浓度
处理温度
处理时间
注意事项
脱脂
脱脂剂6%
900C
10～15分
尽可能去除工件表面油污
酸洗
盐酸20%
常温
10～15分
必需确保工件表面清洁
水洗
工水
常温
30～45秒
尽可能去除工件表面残酸
黑化
黑化剂1.5%
常温
5~10分
需要同时添加盐酸
活化
盐酸5%
常温
3~5分
用来活化表面黑化剂
水洗
工水
常温
30～45秒
尽可能去除工件表面残酸
表调
表调0.2%
常温
3~5分
使表面结晶细致均一
磷化
FA7～9pt
85～950C
3～15分
必需确定反应良好皮膜
防锈油
全量建浴
50~600C
3~5分
要充足甩干，表面不能带油
2钢铁件黑色磷化
黑色磷化工艺在钢铁件上应用也越来越广泛,要求越来越高,有甚至要求硫酸铜点滴达成20分钟,中性盐雾(连续喷雾)达成120小时,而相同条件下一般磷化液硫酸铜点滴通常不超出5分钟,中性盐雾(连续喷雾)离要求更是低多,为满足用户需求,我们又成功研法了钢铁件黑色磷化工艺PZn-8M、PZn-89、PZn-69等一系列产品,满足了不一样用户需求。
现就某生产特种出口螺丝企业为例,将我企业研发钢铁件黑色磷化工艺做简单介绍。
工艺步骤（钢件）：脱脂→水洗→酸洗→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗→脱水→浸油
工序
工艺过程
工艺条件
质量指标
备注
1
表面预处理
对重油污、重锈进行人工预处理
去除严重油污、毛刺、重锈迹

2
装挂

依据工件结构，注意工艺孔排气液应良好
3
脱脂
POH-1脱脂剂：30~50Kg/m3
PH值：11~13
温度：60-75℃
时间：10-15min
去除表面动植物、矿物油等，参考GB/T13312-91标准

5
水洗
工业自来水
PH值：7~8
温度：RT（常温）
时间：1-2min
去除带出除油液，工件表面形成连续水膜
生产中保持溢流，应常常更换槽液
6
酸洗
工业盐酸：300—500Kg/m3
POR-2添加剂：10Kg/m3
温度：RT
时间：10-30min
目测金属表面被水润湿，无油无锈呈金属银白色，参考JB/T6978-93标准
注意控制槽液浓度，定时清底。
7
水洗
工业自来水溢流
PH:6~7
温度：RT（常温）
时间：1-2min

保持溢流，应常常更换。
8
中和
纯碱Na2CO3：3-5Kg/m3
PH值:10~12
温度：RT（常温）
时间：1-2min

9
水洗
工业自来水溢流
PH值:6~7
温度：RT（常温）
时间：1-2min

保持溢流，应常常更换。
10
表调
PTi-2M表调剂：2-3Kg/M3
PH值：8.5~10
温度：RT
时间：1-2min

11
磷化
PZn-8M磷化剂：140Kg/M3
总酸度（TA）：50Pt
游离酸（FA）：5-6
温度：95-98℃
时间：3-12min
工件表面形成致密连续磷化膜，参考GB11376-89标准
常常清理残渣控制好工艺参数

12
水洗
工业自来水溢流
PH值：6~7
温度：RT（常温）
时间：0.5~1min
清洗带出磷化液
保持溢流，应常常更换
13
脱水
PDO-2脱水防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min

14
浸油
PSO-2超薄层防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min

15
检验
GB11376-89金属磷酸盐转化膜
由经上述工艺处理后工件,磷化膜薄而致密,黑而亮,含有很好防护性和装饰性,做为直接防护、装饰膜,无需再做其它处理,其防锈期可达十二个月以上,用酒精擦拭后用硫酸铜做点滴，能做20分钟以上，满足并超出了用户要求,得到了用户好评。
前处理对涂装质量影响初探
涂装质量，尤其是涂层附着力、耐蚀性、柔韧性、抗冲击力，除了决定于涂料本身性能、涂装工艺之外，还和涂装前表面处理，尤其是磷化相关。据权威人士统计，涂装各原因对涂层质量影响以下：
前处理…………………………………………49.5%
涂层厚度（涂装道数）………………………19.1%
涂料品种………………………………………4.9%
其它（施工和管理等）………………………26.5%
可见，前处理质量高低，直接关系到涂装质量优劣，产品寿命长短，市场竞争力大小和价格多少。所以，前处理是涂装生产线中不可缺乏关键步骤，探索前处理对涂装质量影响十分必需。
一、除油及水洗
金属工件在机加工和储运过程中，全部会在其表面附上防锈油脂、润滑油脂、灰尘泥沙、金属粉末，焊渣手汗等油污。若不把这些油污根本去除，就会影响后继除锈、磷化处理效果，造成涂层附着不牢，甚至起皮或脱落。由此，除油之关键性可见一斑。
1.品种选择
现在，中国外市场上除油（脱脂）剂品种甚多，针对性较强，应结合被涂工件油污情况，选择实用性好和针对性强品种。比如：中国某轿车厂全套引进西方某国涂装线，采取在西方数个大型汽车厂使用效果良好除油剂。不过，投槽调试时，出现车身大面积挂水现象，磷化膜发花和存在显著油迹印，造成整车磷化效果差，无法进行阴极电泳。以后，发觉问题出在车身冷轧钢板表面油污情况和国外不一样。西方大型汽车厂所用冷轧钢板，从轧钢厂到使用时仅一周左右，冲压、焊接成形后，立即进入涂装前处理，实现无库存生产。所以，这些冷轧钢板仅涂有薄、易去除短暂防锈油。而该厂使用冷轧钢板，不管是进口，还是国产，锡中国大多数企业一样，存放时间最少3个月，甚至有六个月以上。冲压件因模具更换等原因，存放几周很常见。为了防锈，这些钢铁上常涂厚、不易除去但防锈性很好防锈油。因为不可能实现无库存生产，在这么长时间里防锈油已凝固。所以在西方应用效果良好除油剂无法清除这么油污，就不难了解了。
2.成份
碱煮除油和强碱性中温、低温、常温除油剂往往含有不易清洗碱金属硅酸盐和OP乳化剂。若除油水洗后，直接进入磷化工序，则易污染槽液，增加沉淀，中和工件表面很多晶粒点，延长磷化时间，形成粗糙、孔隙率高、耐蚀性低磷化膜，甚至局部磷化不上，不利于磷化后涂装。
有机溶剂除油能使磷化过程析氢小、速度快，膜层致密均匀，但毒性大，污染重，不安全，成本高，不利于大规模涂装生产流水线。
3.时间控制
通常地说，温度越高，油污越轻，除油时间越短；反之，除油时间则越长。假如除油时间短，除油不尽，就会带走较多除油剂有效成份，而且水洗性差，使磷化液不能很好地和基体反应。假如除油时间过长，就会发生所谓“过除油”除渍剂化学药品就易被金属基体孔隙吸收，并使工件表面受到轻度腐蚀和钝化，造成磷化困难或生成粗而疏松磷酸盐结晶。所以，除油时间过短或过长，全部对涂装质量造成不利影响。
祥和涂料磷化（成全部）总部所属国家级高新技术企业——成全部祥和磷化从涂装工艺对除油尤其要求出发，针对上述情况，在分析研究中国外多种低温除油剂基础上，开发生产了不含NaOH、Na2SiO3和OP-10等成份常温微酸除油粉（XH-16、XH-16C、XH-20），不仅克服了通常除油剂适应性差，水洗性不好等缺点，而且能够省去除油后中和工序，提升了除油粉剂和磷化、涂装配套性。
二、除锈
因为普遍实现无库存生产，配方优异国家企业，极少碰到被涂工件严重锈蚀情况，通常汽车厂所用冷轧钢板极少考虑除锈。而中国厂家因多个原因，所用钢材表面往往不一样程度地存在锈蚀，有还十分严重。在涂装前，根当地去除多种锈蚀产物和氧化皮，对磷化质量和涂装质量是极为关键。
1.除锈程度
若未将这些锈和氧化皮去除根本，那么磷化膜在锈及氧化皮未除去部分就不能形成。同时，这些附着物将涂层隔离，使其不能牢靠地附着在基材表面。更为严重是，一旦条件含有，这些涂层下腐蚀产物将作为阴极去极化剂，使基材受到腐蚀，在电化学循环使用下，锈蚀产物逐步在涂膜下蔓延扩大，使涂膜起泡、龟裂、脱落，进而极大地缩短了涂装产品使用寿命。涂装实践表明，根本去除基材表面锈及氧化皮，有利于提升涂层附着力和装饰性，可延长其寿命2～3倍。
2.成份
大家常见腐蚀性强，污染严重硫酸、盐酸、硝酸等强酸除锈，且多数系用中温工艺。这些除锈方法对磷化过程和磷化膜形成不利。因为强酸使工件表面晶粒更多地受到破坏，并使膜层结晶粗大、厚重，氢脆倾向性加大，尤其是空腹钢（门）窗等结构复杂件焊缝、工艺孔、边角处会留下钱酸腐蚀隐患，使涂装质量受到极大危害。当然，强酸除锈对磷化及涂装影响随强酸种类、浓度、使用温度和浸渍时间不一样而各有差异。
3.时间控制
在涂装实路中，大家通常对除锈剂选择比较重视，却忽略或不重视除锈时间对磷化影响。试验表明，强酸除锈时间过长，基材表面会出现过腐蚀，表面粗糙，致使磷化膜结晶粗大厚实；反之，时间过短，不仅锈除不下来，还会使基材表面活化不够，一样会使磷化膜粗大。所以，控制除锈时间亦一样关键，不然磷化及涂装质量会受到影响。
祥和涂料磷化（成全部）总部下属国家级高新技术企业——成全部祥和磷化结合上述情况，借鉴中国外优异技术，开发生产了不含强酸和强碱非强酸常温除锈粉（XH-40型改性脱脂粉）。实践证实，很好地处理了和磷化配套及残酸腐蚀问题，使涂装质量大为提升。
三、磷化及水洗
众所周知，磷化膜能显著提升涂层附着力和耐蚀性，所以被广泛用作涂装基底。
1.膜层适应涂装方法
选择磷化液，一定要注意其膜层是否适应既定涂装方法，这对涂装质量关系甚大。不管任何涂装方法，均要求磷化膜均匀、细致、无挂灰，这是最基础要求。
以阴极电泳为例，它要求膜薄（约1～3.5μm）、均匀、细致、无挂灰、高P比值。若采取低锌、大酸比常温磷化液，采取全浸渍方法并用去离子水严格清洗工艺，就能在油锈除得洁净优质钢板上取得这么膜层。若采取传统厚膜中高温磷化液，无疑膜层较厚，P比值低，结晶较粗，则阴极电泳涂装后，涂层机械性能（附着力、抗冲击力，柔韧性等）、耐蚀性和装饰性全部不如前述高。
多年流行静电喷塑涂装方法，也要求膜薄、均匀、细致、无挂灰，不然涂装质量也不能提升。
2.工艺参数
磷化液工艺参数应针对不一样基材情况作微调，不然会出现在一个地方使用良好而在另一个地方则很差局面，对涂装带来不良后果。
比如：前面提到中国某汽车厂调试原装引进磷化液时，发生整车发花并有大量黑色条印和斑块现象。而这种磷化液在西方很多生产线上效果良好，这类质量事故罕见。连国外技术服务人员全部百思不得其解，因为设备、槽液、工艺参数全部一样。以后经过将游离酸度升高，将促进剂降低，才处理问题。原因何在？①这是因为中国所用冷轧钢板存放时间长，已经有一层很薄氧化层，其活性和国外汽车厂所用新鲜钢板差异很大。所以，所消耗游离酸较多，必需调高才适宜。②另外，国外生产线节拍6～7米/分，而中国生产线节拍1.2～2.5米/分。所以，促进剂点数也对应调低。
3.水洗
磷化后水洗关键是去除吸附在多孔磷化膜内磷酸盐、酸等物质，以提升涂层附着力、耐蚀性和预防起泡。对于薄膜型磷化，最终水洗用去离子水，有利于根本去除磷化膜上杂质离子。这么，才有利于电泳槽液寿命提升和维护管理。
磷化后冲洗水水质对磷化膜影响以下表所表示：
试验水
比电阻Ωcm
点滴试验
柔韧性
备注
去离子水
500000
○
○
○→△→×表示优→劣
水道水
7000
△
△～○
车间排水
2200
×
×
祥和涂料磷化（成全部）总部所属国家级高新技术企业——成全部祥和磷化为了适应新型涂装方法，在广泛分析和研究国外优异技术后，开发生产了低锌常温磷化钝化液（XH-10B）。若采取合适工艺方法，所得磷化膜将是薄膜、均匀、细致、无挂灰且高P值，进而能够适应阴极电泳和静电喷塑等新型涂装方法，使涂装质量得到深入提升。
四、结论
以前处理对涂装质量影响上述分析可知，它占多种影响原因首位。要提升涂装质量必需着重以前处理入手，结合实际选择好前处理制剂品种，制订切实可行工艺方法和对应管理方法，从而保障产品涂装质量，使产品不仅仅内在质量好，而且外观也漂亮。
高品质螺丝磷化防锈处理工艺（手动LINE）
品质要求：盐雾试验达80小时以上
处理工艺：
脫脂→水洗ｘ２→酸洗→水洗ｘ２→黑化→反应→水洗ｘ２→表调→磷化→水洗ｘ２→純水洗→熱純水→防銹油ｘ２
【说明】
一、处理槽大小可按批次生产量设计，分别为：
１．生产量300～400kg／次，处理用圆筐之直径80cm、高80cm。每格处理槽之长宽高均为120cm。
即酸洗、黑化、反应、表调槽之长为120cm，宽为120cm，高为120cm。水洗、纯水洗、防锈油槽之长为240cm，宽为120cm，高为120cm。脱脂、磷化槽之长为360cm，宽为120cm，高为120cm。
２．生产量150～200kg／次，处理用圆筐之直径60cm、高60cm。每格处理槽之长宽高均为100cm。
即酸洗、黑化、反应、表调槽之长为100cm，宽为100cm，高为100cm。水洗、纯水洗、防锈油槽之长为200cm，宽为100cm，高为100cm。脱脂、磷化槽之长为300cm，宽为100cm，高为100cm。
二、周围设备：
１．油水分离装置，目标乃除去脱脂槽内浮油。将脱脂槽内浮油以液位差方法，使浮油离开脱脂槽到油水分离装置，达成油和脱脂液分离目标。再用帮浦将脱脂液打入脱脂槽内，成为循环之系统。（步骤：脱脂槽→油水分离装置→脱脂槽）
２．抽气装置，目标乃除去酸雾气体。抽气１关键为抽出酸洗槽之盐酸气，次要目标为抽出脱脂槽之热气。抽气２关键为抽出黑化、反应槽之酸气，次要目标为抽出磷化槽之热气。
３．磷化处理液曝气沉降装置，目标乃除去磷化槽内铁分及沉渣。将磷化槽之底部沉渣及处理液以流量控制阀和液位差方法，直接流到曝气槽内进行除铁分工作，达成降低铁分目标。再用帮浦将此含有大量沉渣之工作液打入沉降槽内，经过沉降处理后澄清磷化处理液，再以液位差方法流到磷化槽内，成为循环之系统。（步骤：磷化槽→曝气槽→沉降槽→磷化槽）
４．纯水装置，目标乃降低磷化污染度，提升品质。（步骤：纯水装置→热纯水→纯水槽→水洗槽）
５．防锈油澄清装置，目标乃油水分离并澄清。（步骤：防锈油槽→澄清装置→防锈油槽）
【注意事项】
１．每个槽内放置铁架台，放置于各处理槽之中央位置。即水洗槽之铁架台长为80～100cm，宽为80～100cm，高为30cm。脱脂、磷化槽之铁架台长为260～320cm，宽为80～100cm，高为30cm。纯水洗、防锈油之不锈钢架台长为80～100cm，宽为80～100cm，高为30cm。
注：酸洗、黑化、反应、表调槽内不放置。
２．槽体材料：不加热槽以耐酸塑料板为材料。如酸洗、黑化、反应、表调、水洗、纯水洗。加热槽以不锈钢或碳钢板为材料。如脱脂、磷化、防锈油。热水槽必需以不锈钢板为材料。
３．水洗槽之水洗水以溢流方法进行。即后段水洗槽以清水注入，清水管直接插入槽底，利用液位差再进入前段水洗槽，最终排入水沟。而且于每个水洗槽底部放置空气管路，造成搅动以加大水洗效果。
注：水洗效果和品质成正比关系，绝对不可忽略。正常处理１吨螺丝得用上２.５～３吨清水。
４．蒸气加热是必需，锅炉蒸气压力要确保。脱脂80～90℃，磷化85～90℃，防锈油45～55℃。
５．蒸气管之排气后热水能够放入后段水洗槽内使用。即脱脂槽放入脱脂后第二个水洗槽，磷化槽放入磷化后第二个水洗槽，热水、防锈油槽放入磷化后第二个水洗槽。此动作能够使品质提升。
６．每日工作时，必需确定酸洗槽温度最少有40℃以上。能够使用蒸气管直接加热，温度达成时立即拔除蒸气管。假如酸洗不良，就会直接降低磷化品质。
７．假如要加速油干燥程度，除了选择较为快干防锈油外，还必需在离心机上方以热风送入，尤其是室外温度低时候。
８．尤其注意渗碳热处理工艺，这在酸洗工程上能够很清楚知道。不规范渗碳热处理工艺，对磷化处理造成很大负担，甚至造成失败苦果