鋼鐵件磷化-氧化復(fù)合處理工藝及膜層性能

陳治良*，瞿章林

（重慶長安工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，重慶 401120）

磷化與氧化是鋼件生產(chǎn)中常采用的兩大工藝。磷化膜一般作為涂漆底層，質(zhì)地疏松，表面粗糙，摩擦性能不好。鋼件氧化膜較薄，一般只有0.5 μm左右，不超過1 μm，雖然摩擦性能好，但不耐磨，當(dāng)膜層受到損傷時(shí)，其耐蝕性就取決于其表面的一層脫水防銹油，而脫水防銹油容易被擦掉，使零件的表面防腐蝕性能受到影響[1-7]。

為了克服磷化膜摩擦性能不理想及鋼件氧化膜較薄的問題，本文首次將鋼件磷化工藝與氧化工藝結(jié)合起來，制備出一種新型磷化-氧化膜，并著重對其應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和主要試劑

所用鋼鐵材料的牌號(hào)有30CrMnSiA、65Mn、40Cr、45、25和Q235，裁成120 mm × 60 mm × 2 mm的樣片。所用試劑有鹽酸、硝酸錳、硝酸鋅、磷酸二氫鋅、碳酸鈉、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、磷酸三鈉等，以及去油劑、緩蝕劑、表調(diào)劑等。所用試劑在試驗(yàn)時(shí)用化學(xué)純，工業(yè)應(yīng)用時(shí)用工業(yè)純。

1.2 工藝流程

(1) 吹砂磷化-氧化：吹砂(用河砂或石英砂吹凈氧化皮)→熱水洗(70 ～ 90 °C，下同)→磷化→熱水洗→鋼件氧化→熱水洗→烘干(60 °C)→浸油(常溫)。

(2) 酸洗磷化-氧化：去油(NaOH 70 g/L，Na2CO350 g/L，Na3PO4·12 H2O 24 g/L，Na2SiO36 g/L，80 ～90 °C，30 min，下同)→熱水洗→酸洗(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸，3 min，下同)→熱水洗→中和(3% Na2CO3，3 min，下同)→熱水洗→表調(diào)(膠體鈦6 mg/L， PO34-400 mg/L，硼砂 3.5 g/L，3 min，30 ～ 40 °C)→磷化→熱水洗→去油→熱水洗→酸洗→熱水洗→中和→熱水洗→鋼件氧化→熱水洗→封閉(3%肥皂，60 ～80 °C)→浸油(常溫)。

磷化液配方和工藝條件：磷酸二氫鋅30 ～ 40 g/L，硝酸鋅90 ～ 120 g/L，硝酸錳10 ～ 20g/L，總酸80 ～90點(diǎn)，游離酸2 ～ 3點(diǎn)，常溫，時(shí)間10 min。

氧化采用雙槽工藝。第一槽：NaOH 550 ～ 600 g/L，NaNO2100 ～ 150 g/L，溫度 130 ～ 135 °C，時(shí)間25 ～ 35 min。第二槽：NaOH 600 ～ 650 g/L，NaNO2150 ～ 200 g/L，溫度 135 ～ 140 °C，時(shí)間 25 ～ 35 min。

1.3 性能檢測和要求

1.3.1 外觀

按照WJ 2607-2003《兵器產(chǎn)品表面化學(xué)處理與電化學(xué)氧化處理膜層通用規(guī)范》進(jìn)行檢查?！?br>