現(xiàn)代磷化工藝實(shí)踐第三部分──金屬制品常規(guī)磷化工藝

唐春華

（泉州市創(chuàng)達(dá)表面處理公司，福建 泉州 362000）

1 涂裝磷化

1.1 自行車常溫鋅系浸漬磷化

自行車屬管狀?yuàn)A縫組焊結(jié)構(gòu)件，清洗困難，不可避免地會(huì)存留前處理殘液，串槽現(xiàn)象嚴(yán)重，這會(huì)影響磷化質(zhì)量(工件在干燥過程中殘留液往外流，磷化膜遭到腐蝕而泛黃)。同時(shí)車輪檔泥板表面有一層致密的黑油膜(冷沖殘留物)，清除較困難。手工浸漬線工藝流程如下：

脫脂(常溫，總堿度TAL 57 ~ 59 點(diǎn)，游離堿度FAL 40 ~ 42 點(diǎn)，≥30 min)→流動(dòng)水洗(反復(fù)倒盡管內(nèi)殘液，并用塑料泡沫塊擦拭工件表面)→水洗→中和(弱堿液，≥5 min，出槽時(shí)倒盡殘液)→水洗→表調(diào)(膠體鈦，出槽時(shí)滴液時(shí)間長一點(diǎn))→磷化→水洗2 道(倒盡管內(nèi)余水)→曬干或烘干(50 ~ 60 °C，溫度不宜太高)→涂底漆(24 h內(nèi)涂裝)→存放→涂裝面漆(涂裝前清除灰塵)→烘干。

磷化條件：TA(總酸度)24 ~ 30 點(diǎn)，F(xiàn)A(游離酸度)0.5 ~ 2.0 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)2 ~ 6 點(diǎn)，常溫(18 ~ 35 °C)，時(shí)間20 ~ 30 min。FA 不能過高，否則很容易造成膜層局部返銹。

磷化劑生產(chǎn)消耗量：每日磷化自行車80 輛，消耗磷化劑總量6 kg(約5 L)，單輛消耗磷化劑0.075 kg，消耗促進(jìn)劑總量3 kg，單輛促進(jìn)劑消耗量為0.037 kg。

1.2 摩托車中溫鋅系浸漬與噴淋分線磷化

1.2.1 油箱

油箱形狀復(fù)雜，容易造成腔體頂部滯留氣泡而磷化不上，且粉末涂層高溫固化(180 ~ 220 °C，0.5 h)，磷化膜進(jìn)一步惡化(磷化膜不耐高溫烘烤)，造成油箱庫存期間過早腐蝕。針對(duì)以上問題，采用如下浸漬磷化工藝：

預(yù)脫脂→脫脂→熱水洗→水洗→酸洗→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→熱水封閉(60 ~ 75 °C)→空氣吹干→烘干→后續(xù)處理。

磷化條件：TA = 40 ~ 60 點(diǎn)，F(xiàn)A = 4 ~ 6 點(diǎn)，60 ~ 70 °C，4 ~ 7 min。為了提高脫脂和磷化效果，分別增設(shè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置(設(shè)置45°旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，每隔0.5 min 自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一次)。

注意：油箱可用陶化代替涂裝磷化。

1.2.2 構(gòu)件

(1) 浸漬線(適用于車架電泳前處理)：預(yù)脫脂→脫脂→水洗→除銹→水洗→表調(diào)→磷化→水洗→后續(xù)處理。

磷化條件：TA = 20 ~ 28 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.5 ~ 1.5 點(diǎn)，促進(jìn)劑2.5 ~ 6.0 mL/L，60 ~ 70 °C，5 ~ 8 min。

(2) 噴淋線：脫脂→水洗→表調(diào)→磷化→水洗→純水洗→烘干(120 °C 為宜)。

磷化條件：TA = 14 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.6 ~ 0.8 點(diǎn)，酸比(18 ~ 23)∶1，促進(jìn)劑氣點(diǎn)1.0 ~ 2.5 點(diǎn)。每隔2 h 化驗(yàn)一次TA、FA 及促進(jìn)劑濃度。

(3) 浸–噴線：浸漬預(yù)脫脂(脫脂劑50 ~ 60 g/L，50 ~ 60 °C，5 ~ 8 min)→噴淋脫脂(脫脂劑20 ~ 30 g/L，40 °C，2 min，噴淋壓力>0.15 MPa)→噴淋水洗2 道→噴淋表調(diào)→噴淋磷化→噴淋水洗2 道→噴淋純水洗→電泳涂裝。

磷化條件：TA = 20 ~ 28 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.5 ~ 1.5 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)2.5 ~ 5.0 點(diǎn)，60 ~ 70 °C，5 ~ 8 min。

1.3 客車低溫鋅系浸漬與噴淋分線磷化

1.3.1 分制件

浸漬線：脫脂[(55 ± 5) °C，5 ~ 15 min]→水洗→一次酸洗[H2SO4除銹劑，(65 ± 10) °C，5 ~ 15 min]→二次酸洗[除銹劑同前，(65 ± 5) °C，2 ~ 3 min]→水洗→中和→表調(diào)→磷化[(45 ± 5) °C，5 ~ 10 min]→水洗→封閉(采用封閉劑，常溫，1 min)→儲(chǔ)存→焊接(注意保護(hù)磷化膜的清潔)。

工件不能框裝，裝掛必須使處理液與工件表面能充分接觸，同時(shí)要利于腔中的處理液順利排出。

1.3.2 鋼構(gòu)件

噴淋線：預(yù)脫脂→脫脂→水洗2 道→除銹→水洗2 道→表調(diào)→磷化→水洗2 道→后續(xù)處理。

磷化條件：TA = 20 ~ 24 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.8 ~ 1.2 點(diǎn)，酸比(20 ~ 25)∶1，35 ~ 60 °C，4 min。

適用于中等油、銹工件，重銹件在線外除油除銹后再上掛。

1.4 皮卡車低溫鋅系浸漬磷化

浸漬線：手工擦拭(用布蘸熱脫脂液清洗，加強(qiáng)擦洗引擎蓋上附著較多的拉伸油)→吊裝→預(yù)脫脂(游離堿度18 ~ 23 點(diǎn)，60 ~ 70 °C，5 min)→脫脂(同前，增加泵循環(huán)攪拌，100AFB-24 型泵，壓力2.5 MPa)→熱水沖洗(60 ~ 70 °C)→表調(diào)(循環(huán)攪拌同前)→磷化(150AFB-24型泵循環(huán)攪拌)→水洗2道→純水沖洗(電導(dǎo)率<0.5 μS/cm)→陽極電泳。本線槽液有效容積3 t。

磷化劑分A、B 兩劑，A 劑投槽，B 劑日常補(bǔ)加，消耗量為0.036 kg/m2(濃縮比為1∶20)。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，有時(shí)溫度偏低(<40 °C)及時(shí)間過短會(huì)使脫脂效果變差，因此規(guī)定每天化驗(yàn)脫脂槽FAL 一次。

磷化條件：TA = 23 ~ 26 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.9 ~ 1.3 點(diǎn)，酸比(20 ~ 26)∶1，促進(jìn)劑氣點(diǎn)2 ~ 4 點(diǎn)，35 ~ 40 °C，3 ~ 5 min。

1.5 越野車車身低溫低鋅錳系浸漬/噴淋磷化

手工預(yù)清洗→噴淋熱水洗[(60 ± 5) °C，1 min]→半噴/半浸/連續(xù)噴淋預(yù)脫脂[FAL 7 ~ 10 點(diǎn)，壓力0.15 ~ 0.2 MPa，(52 ± 5) °C，(3 ± 1) min]→浸漬(入槽)/噴淋(出槽)脫脂[(30 ± 5) °C，其他同前]→半噴/半浸/連續(xù)噴淋水洗I[總堿污染度≤1 點(diǎn)，噴射壓力0.2 ~ 0.3 MPa，(30 ± 5) s]→浸(入槽)/噴(出槽)水洗II(總堿污染度≤0.5 點(diǎn)，其他同前)→浸(入槽)/噴(出槽)表調(diào)(噴射壓力0.15 ~ 0.23 MPa，pH = 7.5 ~ 10.0)→浸漬磷化→水洗III(清洗方式同水洗I，酸污染度≤0.5 點(diǎn))→水洗IV(清洗方式同水洗II，酸污染度≤0.5 點(diǎn))→浸漬純水洗[電導(dǎo)率100 μS/cm，(30 ± 5) s]→噴霧新鮮純水洗(噴射壓力0.15 ~ 0.21 MPa)→陰極電泳。

磷化條件：TA = (20 ± 2)點(diǎn)，F(xiàn)A = (1 ± 0.2)點(diǎn)，酸比(18 ~ 22)∶1，(42 ± 5) °C，(3 ± 0.5) min，酸度檢測每班1 次。

本線引進(jìn)當(dāng)今世界最新技術(shù)和設(shè)備，自動(dòng)化程度高。磷化膜良好(膜重1.5 ~ 2.5 g/m2，膜薄導(dǎo)電性好，結(jié)晶粒度<5 μm，完整細(xì)致，無掛灰等缺陷)，與電泳涂料配套性好(P 比>0.9)。

1.6 轎車車身低溫低鋅錳系噴淋/浸漬磷化

噴淋預(yù)清洗(60 °C，1 min)→噴淋預(yù)脫脂(同前)→浸漬/噴淋脫脂(60 °C，3 min)→浸漬水洗(室溫，0.2 ~0.5 min)→浸漬水洗(浸入即出，室溫，0.2 min)→浸漬表調(diào)(<35 °C，0.2 min)→浸漬磷化(40 ~ 55 °C，3 min)→噴淋水洗(室溫，0.2 ~ 0.5 min)→浸漬水洗(浸入即出，室溫，0.2 ~ 0.5 min)→浸漬去離子水洗(循環(huán)，室溫，0.2 min)→噴淋新鮮去離子水洗(室溫，0.2 min)→熱風(fēng)吹干(100 °C 或70 °C)→陰極電泳。

1.7 汽車(包括農(nóng)用車)車身低溫低鋅高鎳錳浸漬/噴淋磷化(設(shè)有連續(xù)和間歇自動(dòng)線各一條)

預(yù)處理(線外)→裝掛上線→浸漬熱水洗(40 ~ 50 °C，1 min)→浸漬預(yù)脫脂[TAL 20 ~ 30 點(diǎn)，F(xiàn)AL 7 ~ 15 點(diǎn)，40 ~ 50 °C，3.5 min(連續(xù)線)或5 min(間歇線)，壓縮空氣攪拌]→浸漬脫脂[55 ~ 65 °C(連續(xù)線)或40 ~ 50 °C(間歇線)，其他同上]→3 道噴淋水洗[1 min(連續(xù)線)]或2 道浸噴水洗[各1 min(間歇線)]→浸漬表調(diào)(3.5 min)→浸漬磷化(連續(xù)線和間歇線均同)→3 道噴淋循環(huán)純水洗(各1 min)→陰極電泳→2 道浸漬超濾清洗→浸漬噴淋水洗→固化(連續(xù)線不卸掛，間歇線卸掛下線進(jìn)入烘箱)。

磷化條件(2 條自動(dòng)線槽液有效容積各為108 t)：連續(xù)線TA = 16 ~ 20 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.6 ~ 1.0 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)6 點(diǎn)，35 ~ 45 °C，3.5 min；間歇線TA = 14 ~ 18 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.5 ~ 0.8 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)4 ~ 5 點(diǎn)，35 ~ 45°C，5 ~ 6 min。

批量生產(chǎn)計(jì)算藥劑消耗量分別為脫脂劑0.017 kg/m2，表調(diào)劑0.001 7 kg/m2，磷化劑0.026 kg/m2，促進(jìn)劑0.006 6 kg/m2。該藥劑具有省料、優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)。

TA 消耗量與處理面積的關(guān)系為：如磷化車身20 臺(tái)(1 000 m2)，TA 下降0.1 點(diǎn)；30 臺(tái)(1 500 m2)，則TA 下降0.3 點(diǎn)；60 臺(tái)(3 000 m2)，TA 下降0.4 點(diǎn)；80 臺(tái)(4 000 m2)，TA 下降0.6 點(diǎn)?？梢姡琓A 消耗量與處理面積成正比關(guān)系。

1.8 汽車鋼圈低溫鋅系浸漬磷化

某轎車鋼圈由成型鋼板組焊而成，是典型的夾縫多孔組焊件。實(shí)施中，采用高檔涂裝工藝(磷化/陰極電泳/面漆/罩光漆)，對(duì)磷化質(zhì)量要求高。之前批量生產(chǎn)中易出現(xiàn)如下問題：(1)磷化后夾縫周圍易返銹；(2)電泳涂層局部起泡(夾縫越小，越易起泡)，產(chǎn)品涂裝合格率80%左右。采用如下改進(jìn)后的浸漬磷化工藝流程，涂裝質(zhì)量大有提高(合格率>95%)：

預(yù)脫脂(脫脂劑50 g/L，65 ~ 70 °C，5 min)→脫脂(同前)→水洗→除銹(50% ~ 70%鹽酸，5 ~ 10 min)→水洗→中和(Na2CO310 g/L，1 min)→水洗→表調(diào)(膠體鈦溶液，1 min)→磷化→水洗→鈍化(CrO320 g/L，30 s)→熱水洗(70 ~ 80 °C)→晾干→轉(zhuǎn)運(yùn)→水洗→純水洗2 道→陰極電泳(分段升壓：80 V/30 s → 120 V/60 s → 60 V/90 s)→后續(xù)處理。本線槽液有效容積1.5 t。

磷化條件：TA = 18 ~ 25 點(diǎn)，F(xiàn)A = 1 ~ 2 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)2.0 ~ 2.5 點(diǎn)(溫度低時(shí)增至3 ~ 4 點(diǎn))，35 ~ 40 °C，5 min?？刂芓A 高些，工件掛灰少；FA 低些，膜層不易返銹。

處理磷化鋼圈400 m2，需補(bǔ)加磷化劑25 kg(濃縮比1∶20)、促進(jìn)劑4 kg。

1.9 家用電器系列殼體低溫低鋅系噴淋磷化

1.9.1 冰箱、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等鋼殼體

噴淋預(yù)脫脂(55 ~ 65 °C，60 s，壓力0.12 ~ 0.15 MPa)→噴淋脫脂(120 s，其他同前)→噴淋水洗I(60 s，壓力0.10 ~ 0.12 MPa)→水洗II(30 s，其他同前)→自來水直噴(10 s)→噴淋表調(diào)(室溫，30 s，壓力0.10 ~ 0.12 MPa)→噴淋磷化→噴淋水洗→烘或吹(潔凈壓縮空氣)→陰極電泳→沖洗→烘干(170 °C/10 min → 160 °C/15 min →110 °C/20 min)→轉(zhuǎn)掛工件→靜電粉末噴涂→固化。

磷化條件：TA = 13 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.5 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)1.0 ~ 4.5 點(diǎn)，45 ~ 55 °C，80 s(冰箱)或180 s(洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等)。

磷化質(zhì)量指標(biāo)：膜重1 ~ 3 g/m2，晶粒度<5 μm，含鎳量>20 mg/m2。

1.9.2 空調(diào)器鍍鋅板殼體低溫低鋅噴淋磷化

噴淋預(yù)脫脂(FAL 15 ~ 17 點(diǎn)，50 ~ 60 °C，≥5 min)→噴淋水洗→噴淋脫脂(同前)→噴淋熱水洗→噴淋水洗→噴淋表調(diào)(0.5 ~ 1.0 min)→噴淋磷化→噴淋水洗→烘干→靜電粉末噴涂→固化(180 °C/30min)。

磷化條件：TA = 13 ~ 18 點(diǎn)，F(xiàn)A = 1.0 ~ 1.5 點(diǎn)，35 ~ 40 °C，4 min。

1.10 鋼質(zhì)家具構(gòu)件，鋼型材、管材等常溫輕質(zhì)磷酸鋅–鐵系噴淋磷化

噴淋預(yù)脫脂(pH = 9 ~ 10，60 °C，1 min，壓力0.5 MPa，轉(zhuǎn)速2 m/min)→噴淋脫脂(60 °C，1.5 min)→沖洗(0.5 min)→噴淋磷化→噴淋水洗→預(yù)烘干(烘道，120 °C，2 min)→靜電粉末噴涂。

磷化條件：TA = 40 點(diǎn)，F(xiàn)A = 6 點(diǎn)，35 ~ 40 °C，2.5 min，壓力0.5 MPa。

1.11 熱氣供暖片常溫磷酸鋅–鐵系浸漬磷化

鐵質(zhì)熱氣供暖片由數(shù)塊長短不等的腔體片焊接而成，腔體片縱橫貫通，是室內(nèi)供暖的良好載體(散熱面積大)。但腔內(nèi)清洗困難，腔外焊點(diǎn)多，給磷化帶來困難，既要盡量減少磷化膜掛灰，又要防銹性好(焊縫不返黃，表面不生銹)。

除銹[V(濃鹽酸)∶V(水)= 2∶1，常溫，20 ~ 30 min]→水洗2 道(非流動(dòng))→磷化→晾干→清潔處理→靜電粉末噴涂→固化→表面貼花。本線槽液有效容積2.5 t，因生產(chǎn)線簡單，未設(shè)流動(dòng)水洗。

磷化條件：TA = 10 ~ 12 點(diǎn)，F(xiàn)A = 2.0 ~ 2.5 點(diǎn)，pH = 2.5 左右，常溫(北方冬季接近零度)，10 ~ 15 min(冬季要適當(dāng)延長)。所得膜層呈彩色。

操作要點(diǎn)：

(1) 除銹液中加入適量表面活性劑，可增強(qiáng)除油除銹效果，起到抑霧作用。除銹過程中適時(shí)吊起盛件架，抖動(dòng)工件，出槽時(shí)倒盡腔內(nèi)酸液。及時(shí)補(bǔ)充除銹劑的消耗量，并定期更換老化酸液。

(2) 水洗充分(尤其是水量不足時(shí))，倒盡腔內(nèi)水液。

(3) 勤清除磷化沉渣。

1.12 貨架常溫鋅系浸漬磷化

貨架由層板、斜撐、橫梁、角碼等構(gòu)件組裝而成，分為輕、中、重等不同類型，用于存放貨物。貨架構(gòu)件的特點(diǎn)是：(1)材質(zhì)表面狀況各異，撐、梁之類系熱軋鋼板，氧化皮厚、油污少；層板、角碼系冷軋鋼板，油污重、無銹；(2)腔體組合件焊縫多，如長達(dá)4 m 以上的重型腔體橫梁，兩端封口(焊通孔擋板)，再焊座爪。

此類焊構(gòu)件的前處理易出現(xiàn)2 個(gè)問題：一是除銹后易泛黃(進(jìn)出槽速度慢、缺少中和、水洗不凈等原因所致)；二是串槽現(xiàn)象嚴(yán)重，降低了槽液的穩(wěn)定性。

改進(jìn)工藝如下：

脫脂(TAL 40 ~ 50 點(diǎn)，F(xiàn)AL 25 ~ 30 點(diǎn)，常溫，15 ~ 30 min)→“二合一”處理(H2SO412%，HCl 50%，添加劑5 g/L，常溫，30 min)→水洗→中和→水洗→表調(diào)→磷化→封閉(超低鉻液，30 s)→晾干→靜電粉末噴涂。

磷化條件：TA = 30 ~ 40 點(diǎn)，F(xiàn)A = 2.5 ~ 4.0 點(diǎn)，促進(jìn)劑氣點(diǎn)1 ~ 2 點(diǎn)，20 ~ 30 °C，15 ~ 30 min。

本線槽液有效容積為6.2 t，若受生產(chǎn)條件限制，可在常溫處理。對(duì)于新建線，應(yīng)采用中溫，并加大水供應(yīng)量，改善水洗條件。

批量生產(chǎn)計(jì)算磷化劑處理量為15 ~ 20 m2/kg、促進(jìn)劑50 m2/kg。若每日處理工件面積750 m2，則消耗磷化劑50 ~ 60 kg(濃縮比1∶20)、促進(jìn)劑15 kg。

1.13 釹鐵硼磁體制件常溫鋅系超聲波浸漬磷化

磁體表面粗糙，且有較高的孔隙率，尤其是磁體中存在的富釹相非?；顫?，與水或酸接觸會(huì)產(chǎn)生H2而發(fā)生腐蝕，嚴(yán)重時(shí)有大量釹的氧化物生成而使材料粉化。因此，必須采用一些特殊的前處理措施，克服材質(zhì)固有的弱點(diǎn)。

燒油(烘箱200 °C，1 h)→打磨(240#至1000#砂紙)→封孔(浸在135 ~ 150 °C 的熔融硬脂酸鋅中20 ~30 min)→超聲波清洗→酸洗(HNO340 mL/L，硫脲0.5 g/L，pH = 4 ~ 5，用氨水調(diào)節(jié)，室溫)→超聲波清洗→表調(diào)(草酸5 g/L，50 ~ 60 s)→水洗→超聲波磷化→水洗→干燥→陰極電泳(140 ~ 170 V，極間距100 mm，陰、陽極面積比1∶1，25 ~ 32 °C，1.5 ~ 2.5 min)。

磷化條件：TA = 120 點(diǎn)，F(xiàn)A = 3 點(diǎn)，30 °C，15 min。

1.14 鋼基體表面常溫鋅系刷涂磷化

通常刷涂磷化一步完成(集除油、除銹、磷化功能于一體)，但有時(shí)由于工件表面狀況(油污、銹物程度)不同、質(zhì)量要求差異等原因，需要增加前處理工序。如重油工件(冷軋鋼板)先進(jìn)行刷涂或浸漬脫脂，氧化皮嚴(yán)重的工件(熱軋鋼板)亦浸漬除銹，輕度油、銹工件則直接刷涂磷化。

1.1 4.1 銹蝕輸電鐵塔常溫鋅系刷涂磷化

銹蝕嚴(yán)重的輸電鐵塔需要重新防腐處理。為了增強(qiáng)油漆層與鍍鋅基體表面(包括未銹蝕與銹蝕表面)的附著力，刷涂磷化能把銹層直接轉(zhuǎn)化為保護(hù)膜，且鋅層磷化膜耐蝕性強(qiáng)。

操作過程：現(xiàn)場條件下，磷化液刷涂或噴涂在工件上，形成鋅鐵復(fù)合磷化膜。膜重14 ~ 24 g/m2(重銹板)或5 ~ 8 g/m2(熱鍍鋅板)，附著力≤1 級(jí)。磷化膜經(jīng)充分干燥，保證膜內(nèi)不含水性物和油。如果濕度大、溫度低，可適當(dāng)延長每次刷涂的間隔時(shí)間或減少刷涂次數(shù)，同樣能獲得較好的磷化膜。

1.1 4.2 客車車身常溫鋅系刷涂磷化

整車刷涂磷化雖然涂層的耐蝕性稍遜于浸漬、噴淋磷化，但能滿足中、小型客車廠的生產(chǎn)要求。

操作過程：手戴橡膠手套，用抹布蘸磷化液于車體表面反復(fù)抹一遍(從車頂擦拭到車身)，再用干凈的布均勻擦一遍，不留積液、不露底。刷、抹的間隔時(shí)間不宜過長，做到邊刷邊抹，要求干透后(汽車置于通風(fēng)良好的地方至少4 h)才能涂裝。涂裝前磷化表面不能受潮沾水，也不能用手觸摸，避免留下手印(允許50 ~ 60 °C 烘干)。

磷化條件：TA = 450 ~ 460 點(diǎn)，F(xiàn)A = 210 ~ 220 點(diǎn)。磷化劑不沖稀，直接使用。

以一輛中巴車為例，磷化劑消耗量為4 kg，1 L 磷化劑的處理量為20 m2。

2 功能磷化

2.1 活塞環(huán)常溫、中溫鋅錳系浸漬磷化

活塞環(huán)是一種重要的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)核心配件，它與汽缸套配副，是內(nèi)燃機(jī)中一對(duì)重要的摩擦副，其質(zhì)量對(duì)內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定性、燃油的消耗和其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(如儲(chǔ)油性、初期磨合性、不粘結(jié)性等)有重大的影響。而磷化對(duì)提高活塞環(huán)的使用性能和耐蝕能力有重要作用。

2.1.1 常溫鋅錳系浸漬磷化

除油→溫水洗→浸蝕→水洗→磷化→水洗填充(Na2CO330 ~ 50 g/L，80 ~ 90 °C，3 ~ 5 min)。

磷化條件：TA = 53 ~ 85 點(diǎn)，F(xiàn)A = 2.1 ~ 4.1 點(diǎn)，酸比(20 ~ 40)∶1，28 °C，18 min。

2.1.2 中溫鋅錳系浸漬磷化

脫脂(80 ~ 90 °C，7.5 min)→超聲波清洗(>45 °C，7.5 min)→水洗→除銹(H2SO45%，室溫，7.5 min)→水洗→表調(diào)(草酸5 g/L，室溫，1 min)→磷化→水洗→熱水洗(>35 °C)→填充(肥皂液，>55 °C，7.5 min)→烘干(蒸汽烘干槽，7.5 min)→空冷→檢驗(yàn)→庫存(>1 個(gè)月)→油封(90 °C，1 ~ 2 min)→包裝。

磷化條件：TA = 65 ~ 80 點(diǎn)，F(xiàn)A = 5 ~ 7 點(diǎn)，60 ~ 70 °C，7.5 min。膜重7.05 g/m2，換算成厚度是5 μm。

槽液維護(hù)：

(1) 每天檢測TA、FA 一次；

(2) 每班用虹吸法清渣一次；

(3) 每周徹底洗槽一次。

2.2 鋼線材拉絲中溫鋅系浸漬磷化

線材磷化可增加拉拔的潤滑性，提高抗拉性，確保拉絲質(zhì)量。因此，要求磷化膜有足夠厚度，膜重通?！?0 g/m2，膜層較緊密，附著力強(qiáng)。同時(shí)要達(dá)到拉絲速度指標(biāo)(一般為6 ~ 7 m/s，最好是13 m/s)，鋼絲拉拔完畢不應(yīng)生銹(呈烏光)。

除銹(98% H2SO460 ~ 100 g/L，不宜使用93% H2SO4，控制Fe2+200 g/L，60 ~ 85 °C，5 ~ 35 min；鋼絲直徑越小，酸洗時(shí)間越短，既要除凈氧化皮，又不能過腐蝕)→水洗→高壓水沖洗→磷化→高壓水沖洗→皂化(透明肥皂或硬脂酸60 g/L，80 ~ 90 °C，3 ~ 5 min，適用于濕拉)或硼化(硼砂4 g/L，90 ~ 100 °C，1 min，適用于干拉；硼砂含量高則拉絲噪音大)→烘干(對(duì)于盤條半成品，180 ~ 250 °C，10 ~ 30 min；對(duì)于成品，<150 °C，烘干為止)。

磷化條件：TA = 65 ~ 70 點(diǎn)，F(xiàn)A = 4 ~ 8 點(diǎn)，70 ~ 85 °C(夏季)或95 °C(冬季)，4 ~ 8 min(直徑1.8 ~ 2.7 mm)、5 ~ 10 min(直徑2.8 ~ 4.2 mm)或8 ~ 15 min(直徑8 ~ 15 mm)。

某連續(xù)磷化線槽液有效容積20 t，日產(chǎn)磷化鋼絲160 t；間歇磷化線槽液有效容積150 t，日產(chǎn)磷化鋼絲150 t。按批量生產(chǎn)計(jì)算，1 t 鋼絲消耗磷化劑(濃縮比1∶20)3.2 kg。

操作注意事項(xiàng)：

(1) 水洗和高壓水洗要沖洗徹底，使工件表面氧化皮和殘酸去除干凈。但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)少數(shù)廠家水洗馬虎，對(duì)磷化也無影響(少量Cl-帶入磷化槽是否能起到氯酸鈉的效果有待探討)。

(2) 磷化酸度視鋼含碳量不同而異。如含碳量>80%的高碳鋼磷化，TA = 40 ~ 45 點(diǎn)，F(xiàn)A = 3 ~ 4 點(diǎn)；含碳量65% ~ 75%的低碳鋼磷化，TA = 65 ~ 70 點(diǎn)，F(xiàn)A = 5 ~ 7 點(diǎn)；鐵絲磷化，則TA = 80 點(diǎn)，F(xiàn)A = 8 ~ 9 點(diǎn)。

2.3 摩托車的主副軸花鍵冷擠中溫鋅系浸漬磷化

熱處理→噴砂→除油(10 ~ 15 min)→水洗→酸蝕(鹽酸7% ~ 10%，烏洛托品3 ~ 5 g/L，室溫，3 ~ 7 min)→水洗→磷化→水洗→皂化(肥皂100 ~ 120 g/L，70 ~ 80 °C，5 ~ 8 min)→烘干。

磷化條件：TA = 70 ~ 90 點(diǎn)，F(xiàn)A = 3 ~ 6 點(diǎn)，50 ~ 70 °C，5 ~ 10 min。適用于退火低碳鋼磷化。

注意事項(xiàng)如下：

(1) 選擇低濃度、低溫磷化工藝。一是槽液穩(wěn)定性好(高溫68 ~ 80 °C 則穩(wěn)定性較差)；二是磷化膜晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)(晶核呈香蕉狀，菱方點(diǎn)陣，晶相呈六角形重疊)，冷擠拉潤性較好。

(2) 嚴(yán)禁酸洗濃度過高和時(shí)間過長。應(yīng)定時(shí)補(bǔ)充鹽酸消耗量。

(3) 保持肥皂液清潔，不允許有懸浮雜質(zhì)，避免粘到工件上形成缺陷。應(yīng)定期補(bǔ)加肥皂。

2.4 汽車螺栓冷沖常溫鋅系浸漬磷化

汽車螺栓有2 種機(jī)加方法，一種是熱沖精加工，另一種是冷沖精加工(行內(nèi)稱“溫沖”)。后一種方法通常坯料冷沖前經(jīng)皂化處理，但對(duì)改善冷沖加工性效果較差，而磷化、潤滑劑處理能明顯增加冷沖的潤滑性，減少?zèng)_壓摩擦因數(shù)，模具表面不易被戳傷，冷沖件表面光潔度高，且模具使用壽命長(延長約1 倍以上)，降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)冷沖件加工數(shù)量來確定建磷化線的形式，一種是專線磷化，另一種是現(xiàn)場磷化。采取沖壓現(xiàn)場設(shè)置磷化線，生產(chǎn)更方便，可精減操作人員(沖壓兼磷化)，實(shí)用效果好。本線槽液有效容積為500 L。

“二合一”處理(脫脂與表調(diào)混合酸性液，常溫，10 min)→水洗?磷化→潤滑(潤滑劑10%，80 ~ 90 °C，10 min)→晾干→待沖。因磷化后未設(shè)水洗，故返回上一水洗槽。

磷化條件：TA = 28 ~ 30 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0.0 ~ 0.5 點(diǎn)，pH = 2.5 ~ 3.0(用精密pH 試紙測定即可，無需化驗(yàn)酸度)，常溫，15 min。

常溫磷化節(jié)能且使用方便。日常生產(chǎn)中補(bǔ)加1 份磷化劑與0.5 份促進(jìn)劑，可提高成膜效果。

2.5 高速刀具高溫錳系浸漬磷化

錳系磷化膜抗蝕性及耐磨性好，使用溫度可達(dá)到105 ~ 205 °C。

脫脂(乙醚)→熱水沖洗→酸洗(5% H2SO4，0.5 min)→冷水沖洗→皂化(Na2CO350 ~ 70 g/L，皂片10 ~ 15 g/L，45 ~ 60 °C，3 min)→熱水沖洗(80 ~ 90 °C，2 min)→磷化(94 ~ 98 °C，55 min)→熱水洗→鈍化(K2Cr2O745 g/L，90 ~ 95 °C，4 min)→熱水沖洗(80 ~ 90 °C)→干燥→浸油。

2.6 電磁閥本體中溫鋅錳系黑色磷化

本體是液壓機(jī)的油路構(gòu)件，孔體結(jié)構(gòu)(孔多且小)，其端面有一個(gè)油路中心通孔(內(nèi)表面呈凹凸形)，表面重油、無銹。強(qiáng)調(diào)孔內(nèi)磷化完整，膜細(xì)、不泛黃。

預(yù)脫脂(常溫，10 min)→脫脂(70 ~ 80 °C，5 ~ 10 min)→水洗→除銹[m(磷酸)∶m(水)= 1∶1，1.0 ~ 1.5 min]→反復(fù)水洗→表調(diào)(膠體鈦液，pH = 9 ~ 10，3 ~ 5 min，無油壓縮空氣攪拌)→一次磷化→水洗→退膜(除銹液，1 ~2 min)→水洗→表調(diào)(同前)→二次磷化→水洗→防銹(防銹液，1 min)→油封(防銹油，70 ~ 80 °C，3 ~ 5 min)→瀝干→吹干(無油壓縮空氣)→后續(xù)加工。

磷化條件：TA = 30 ~ 40 點(diǎn)，F(xiàn)A = 1 ~ 2 點(diǎn)(≤2 點(diǎn))，70 ~ 80 °C，一次磷化時(shí)間5 min，二次磷化時(shí)間10 min。

注意事項(xiàng)：

(1) 2 次磷化可增強(qiáng)膜層結(jié)合力和黑度。

(2) 合理設(shè)計(jì)掛具。原掛具的橫梁直徑10 mm，裝掛本體用，但由于橫梁過粗，橫梁與孔的接觸間隙很小(間隙僅2 mm)，孔內(nèi)磷化析氫嚴(yán)重，氫氣不易外逸，還因抖動(dòng)掛具少，影響了孔內(nèi)磷化效果(易返銹)。經(jīng)改進(jìn)掛具，增大梁與內(nèi)孔的間隙至4 mm，磷化故障明顯消除，質(zhì)量可靠。

2.7 壓橡膠金屬件中溫鋅系浸漬磷化

金屬壓膠件有整體或局部熱壓橡膠成品，要求橡膠與金屬表面粘結(jié)牢固。為此，金屬件壓膠前要選擇最佳的處理方法。

(1) 鍍鋅法：因鍍層光潔，與橡膠結(jié)合力極差(戳破橡膠層可撕起)。

(2) 酸洗法：酸洗表面與橡膠的結(jié)合力不夠好。

(3) 機(jī)械法：噴砂、拋丸能增強(qiáng)與橡膠的結(jié)合力，但薄壁件與易變形件不適用。

(4) 磷化法：磷化膜多孔隙，吸附力強(qiáng)，與橡膠結(jié)合力最佳。

某橡膠制品廠將原先的鍍鋅法改為磷化法，從最初的外協(xié)磷化到自行磷化，降低了生產(chǎn)成本(外協(xié)磷化加工費(fèi)為1 元/kg，自行磷化才0.3 元/kg)，且方便生產(chǎn)，效果良好。工藝流程如下。

裝掛→脫脂(50 ~ 60 °C，5 ~ 6 min)→水洗→除銹(鹽酸，2 ~ 3 min；無銹件省略，鍍鋅板退鋅)→水洗→表調(diào)(酸性法，pH = 2.5，1 ~ 2 min，無銹鋅板免酸洗，直接表調(diào))→磷化→水洗→離心機(jī)甩干→涂膠粘劑(壓膠面)→晾干(1 ~ 2 h)→固化→出爐→壓膠硫化→成品。

磷化條件：TA = 25 ~ 50 點(diǎn)，F(xiàn)A = 0 ~ 1 點(diǎn)(用精密試紙測定pH = 2.5 ~ 3.0，50 ~ 60 °C，10 min)。

該手動(dòng)磷化線的槽液有效容積為230 L，加熱功率6 kW，自控溫度。

生產(chǎn)中有時(shí)發(fā)現(xiàn)基體表面與橡膠在局部地方結(jié)合不牢，原因如下：

(1) 煉膠原料混雜不純。

若煉橡膠時(shí)混雜了異型橡膠(2 種不同性能的橡膠被混)，即使混雜量很小，也會(huì)影響橡膠與基體的結(jié)合力。因此，要妥善保管邊角料頭，投料仔細(xì)，操作認(rèn)真。

(2) 粘接膜固化溫度不均勻。

金屬制件表面涂粘接劑后，固化時(shí)烘箱內(nèi)溫度不均勻，會(huì)造成局部固化不牢。改進(jìn)烘干條件，增加箱內(nèi)溫度循環(huán)系統(tǒng)后，可保證烘干溫度均勻。