轴承防锈磷化表面处理工艺

防锈磷化

作为防护用的磷化属厚膜磷化，膜厚达20um以上，膜重一般10~30g/m2，甚至更重。以此求得良好的防护性能，零件磷化处理后还要浸油、脂或蜡，以进一步提高防腐性能。多见应用于坚固件、弹簧等。

原则上，这类膜不能用于有机涂膜的底层，它对机械变形很敏感，受到形变时，膜会发生破裂和疏松，致使零件与漆膜分离。此外，涂料消耗很大，光泽度和光洁度差。

（1）慢磷化

槽液由磷酸二氢锌、磷酸二氢猛、磷酸二氢铁中的一种或两种及游离的磷酸组成。由于不含氧化剂，随着处理面积的增加，Fe2+离子浓度不断升高，沉渣随之增加。处理时间需要40~60分钟。

（2）加速高温磷化

在上述磷化液中加入N03-、CI03-等，可大大缩短磷化时间，它们的作用在于氧化钢铁与酸反应生成的氢离子和铁的溶解生成的亚铁离子，能维持溶液中Fe2+的含量终始在一个水平上。

在含加速剂的磷化液中，锌的含量尽管开始是降低的，但在一定酸比下，槽液使用的整个过程能保持在一个恒定水平，磷化膜的成份不会由于处理面积的多少而发生明显的变化。此外，含加速剂的磷化槽中沉淀物比不含加速剂要明显减少。磷化膜抗腐蚀性能不变，槽液寿命明显延长。

在生产过程应定期化验并补充溶液，保持形成质量均一的膜。零件入槽的方法可以多种，较大的工作用专用吊具或网篮；对大批量小件，可用滚筒。

出于节能的目的，磷化温度下降又不影响足够厚的膜形成，无疑是人们追求的方向。最新的研究成果表明，调整组分可使原来温度由92~98℃降至65~85℃，用标准的硫酸铜溶液点滴磷化膜时间可达20~30分钟不锈蚀。

高碳钢和高碳低合金可形成黑色或深灰黑的膜，中低碳钢只能形成银灰至灰色的膜，如果要求黑色磷化膜，可用三种方法：一是磷化前染色，二是黑色磷化（染黑剂加入磷化液），三是磷化后染黑。

表面磷化处理

什么是表面磷化处理？

1、提高耐蚀性。磷化膜虽薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电池的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。

2、提高基体与涂层间或其他有机精饰层间的附着力。一方面，磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构

另一方面，磷化膜具有多孔性，使涂料可以渗透到这些孔隙之中，涂料与磷化膜紧密结合，附着力提高。

3、提供清洁表面。磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长，因此，经过磷化处理的金属工件，可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。

4、改善材料的冷加工性能。

5、改进表面摩擦性能，以促进其滑动。

常规参数：

温 度：常温 比 重：1.38-1.50

颜 色：绿色

配槽参数:

磷 化 液：2.4%-4.8% 促 进 剂：0.06%

总 酸 度：14-30点 游 离 酸：0.6-1.4点

促 进 剂：0.8-4点 P H 值：2.5-3.5

磷化时间：8-20分钟

检测方法:

总酸度:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,加入蒸馏水至50ml，滴入3-5滴的酚酞试剂,用0.1N的氢氧化钠滴定，滴至粉红为止，读取0.1N氢氧化钠的耗用量即总酸度数。

游离酸:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,加入蒸馏水至50ml,滴入3-5滴的溴酚兰试剂, 用0.1N的氢氧化钠滴定，滴至浅蓝色为止，读取0.1N氢氧化钠的耗用量即游离酸度数。

促进剂:用发酵管装满工作液,往发酵内加入3-4克的氨基磺酸,至到不在反应为止,准确的读取参数。

PH值: 建议用精密试纸测定。

配 槽：（以1000L例）

先向磷化槽内注入1/4的水，再加入计算好的促进剂0.06kg，再继续注入水，当水加至3/4时，再向里面加入计算好的磷化液48kg，最后补水至1000L。

检测总酸度与游离酸度，并用氢氧化钠或碳酸钠调整总酸度与游离酸至标准参数内。

注 意：用氢氧化钠或碳酸钠调整时，先用水与计算好的氢氧化钠或碳酸钠溶解完全后，一边搅拌，一边慢慢的把氢氧化钠或碳酸钠溶液加入磷化槽内。

(大国龙腾运转世界 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦 )

磷化膜的作用

一、提高金属表面的涂装性

涂装性磷化膜具有多孔性，均匀细致，涂料渗人到孔隙中，增加涂层的附着力。同时改性低锌膜能耐电泳漆电泳过程中的腐蚀性，增强电泳效果。这些都有利于提高涂膜产品磷化膜+有机涂层的耐蚀性。钢铁表面磷化后涂装比不磷化直接涂装耐蚀性提高}2倍。磷化膜对涂装产生的作用如下。

①提供工序间保护，以免引起二次生锈。

②防止涂膜与基材发生化学反应。

③减缓涂层破损，锈蚀在涂层下的扩散速度，提高整个涂层体系的耐蚀性和产品使用寿命。假如金属直接涂装时，当涂层破坏时，在该处发生微电池腐蚀，由于金属导电，加上涂层与基体之间的毛细管现象，把徐层下电解液吸出来，腐蚀就向四面八方扩散，引起膜下的腐蚀和涂层起泡。如果金属上有磷化膜则不同，腐蚀仅局限于遭到破坏的区域，这是由于金属表面为不导电的磷化膜所隔绝，而磷化膜牢固地附着在基体上，防止了电解液的横向扩展，故可有效地抑制膜下腐蚀。

所以，磷化膜成为涂层不可缺少的良好底层，不磷化或磷化效果不佳都无法保证涂装质量。

二、增进金属表面功能性

①作为碳钢拉丝成形、钢板和钢管冷冲与冷挤成形、金属毛坯冷嫩成形等冷加工的表层，改善金属的延展性、减摩性、润滑性、脱模性等。例如冲压件未磷化处理，即使在冲压力较小(8. 6 t)和断面缩减率较小(εF =20%)的情况下，冲件表面仍出现严重戳伤。钢板经磷化处理，冲压所需压力较小和能承受断面缩减率增大，这对冲压有好处。当磷化膜增厚，尽管冲压力大(63. 5t)和断面缩减率高(εF=80%)，冲压表面依然良好。

②作为金属加工件表面的耐磨、防锈层。像汽配件(螺丝、螺栓)、模具、运动承载件(阀门、活塞环、齿轮、气门挺杆等)、液压配件(电磁阀)、泵配件(定子、油盘)、磁性件(钦铁硼)等磷化处理，能起到耐磨、防锈作用。举例如下。

a.汽车轮胎螺丝、螺栓进行中温锌系磷化，可以提高丝牙的耐磨性(未磷化丝牙易磨损，无法使用)，达到防锈的目的(中性盐雾试验72h)。

b.钢凹模磷化后的使用寿命可延长到10000次以上。

③增加金属材料的绝缘性。举例如下。

a.电机及变压器用的硅钢片经磷化处理，可提高电绝缘性(绝缘电阻高达5×107 Ω击穿电压240～380V)和耐热性(占空系数小)。

b.有一种多晶铁纤维作为制造吸波涂料的填空料，因为它具有很好的电磁性能。但多晶铁纤维的表面电阻率非常低，在涂层内部构成导电网络，对电磁波进行反射，还影响涂层的表面电阻率，这些都会对吸波性能产生影响。为了提高多晶铁纤维表面的电阻率，必须磷化处理，并要求保证其比饱和磁化强度。采用磁性相铁系磷化合适(锌和锰均是非磁性相)。

三、提高金属切削刀具的使用性能

金属切削刀具(如高速钢麻花钻等)经磷化处理后(热磷化)，可以显著提高使用寿命(( 2～3倍)和抗腐蚀能力(18倍以上)。原因如下。

①磷化膜导热性能差，不易使刀具切削刃升温，从而提高切削刀具寿命。

②磷化膜能改善刀具表面的润滑条件。所以磷化刀具最适合加工铸铁或冷却条件恶劣的工件。

四、改进金属的热处理效果

磷化膜具有吸收激光的功能，合金铸铁激光淬火前磷化处理，增加了工件表面对激光吸收率，淬火表面硬度高(HRC 50)。

五、提高橡胶压件的附着力

钢铁件末磷化压橡胶(简单除油锈)，其橡胶与基体的附着力较差。工件经锌系磷化处理，能显著提高橡胶压件的附着力。

六、增强复合金属板材的粘接强度

制造复合金属板材时(钢板、镀锌板等)，其板材表面磷化处理后再粘贴塑料板或PVC彩色薄膜，可以增强金属板与表面材质的粘接强度，提高复合金属板材的剪切强度。

七、消除异材工件涂层接触的腐蚀性

两种涂装过的不同材料的工件混合装配，会产生金属接触腐蚀问题。如钢/镀锌、钢/铝棍合装配的工件，它们之间接触的地方会发生电化学腐蚀，导致涂膜的严重剥落。若异材涂装前磷化处理，便可以消除接触腐蚀而提高涂膜的附着力。

八、改善电镀返工件的施镀性

有些电镀返工件(角钢等)因多次退镀表面粗糙，导电性变差(铁元素减少，碳元素增多)，施镀困难。若电镀前预磷再沉积，湿镀性变好，镀层均匀。