弹簧零件表面防护技术（2）
2006-10-27 11:28:32
二、常用的几种表面防护技术
（一）电镀
采用电解的方法在基体（经过前处理）表面沉积所需要的覆盖层的过程称为电镀。电镀是非常古老的传统技术，广泛应用于永久性的装饰和防护。电镀可以分为单金属电镀，多层组合电镀，以及合金电镀等。影响镀层质量的因素很多，如：镀前处理、镀液的净化方式和程度、予镀方式的合理性、镀液体系建立、组合及厚度的确定、工艺参数（PH值、温度、电流密度）、添加剂（光亮剂、整平剂、除应力剂、润湿剂、分散剂）、镀液分析及补充制度、操作制度、镀后处理（去氢、封闭）等。由于电镀三废对环境污染和影响健康，各地环保部门管理日趋严格，很多企业自己不设电镀车间，而是去专业厂（车间）委托加工。为确保电镀件的质量，应依据有关标准和规定对镀层的外观、结合力、厚度、孔隙率、耐蚀性等提出具体的要求。一旦验收时或使用中出现质量问题，便于质量事故分析和改进。
（二）氧化
氧化处理分为黑色金属氧化处理和有色金属氧化处理两类，这里仅涉及前者。
钢铁及合金的氧化处理，又称发蓝或发黑处理。由于其成本低、效率高、收效快、工艺稳定、操作方便、设备简单，使用范围十分广泛。
1． 碱性化学氧化法
碱性氧化法是最常用的方法，它是在较高温度下，在含有一定氧化剂的氢氧化钠溶液中进行。氧化剂和氢氧化钢与金属铁发生化学反应，最终形成氧化铁（Fe3O4）为主要成分的氧化膜。膜的颜色取决于零件的表面状态、合金成分和氧化处理的工艺条件，一般为黑色或兰黑色。膜厚0.6~0.8um.
化学反应的顺序是无形成亚铁酸纳（Na2Fe02）和铁酸纳（Na2Fe204），然后由亚铁酸钠与铁酸钠反应形成Fe304氧化膜。反应式如下：
3Fe+Na02+5Na0H→3Na2Fe02+H20+NH3↑
6Na2Fe02+NaN02+5H20→3Na2Fe204+7Na0H+NH3↑
Na2Fe02+Na2Fe204+2H20→Fe304+4Na0H
(1)碱性氧化法溶液配方及工艺规范
配方号
含量一次氧化二次氧化
（g/L）
组分
及工艺
规范
1
2
3
4
5 6
第一槽
第二槽
第一槽
第二槽
氢氧化钠550~
650600~
700600~
700650~
700500~
600700~
800550~
650600~
700
亚硝酸钠150~
250180~
220200~
250200~
220100~
150150~
200
硝酸钠50~7050~70130~
150150~
200
二氧化猛20~25
重铬酸钾25~35
温度（℃）
135~
145138~
150130~
135135~
145135~
140145~
152135~
145145~
150
时间（min）1510~2060~9015~2020~30
碳钢15~
4530~3520~30
合金钢15~
6030~6030~60
（2）溶液的配制
在氧化槽内加入2/3体积的水，将计算量的氢氧化钠加入槽内，使其溶解；在搅拌下加入亚硝酸钠或硝酸钠，待全部溶解后，加水至规定体积。
氧化液先在沸腾温度下浸入钢板，或加入部分旧溶液（约20%以下）进行处理，待溶液中积累了一定的铁离子，能使样片获得黑色氧化膜后，即可用于生产。
（3）溶液的维护
1氧化溶液在使用中消耗会使组分变化，可定期按分析结果补充，亦可按溶液的沸点和膜层质量来判定溶液需否调整。当沸点过高时，表示浓度过高，此时易形成红色挂灰，可加水稀释。沸点过低时，表示浓度不足，此时膜的颜色不深或不能发黑，应补加药品或蒸发多余水分。氢氧化钠的添加量，可按溶液沸点每高1℃，每升溶液添加10~15g计算。亚硝酸钠的加入量可参照如下比例：一次氧化：Na0H：NaN02=(2~3)：1；二次氧化：Na0H：NaN02=（2.5~3.5）：1（一槽）；Na0H：NaN02=（3.4）：1（二槽）。
2停产期间溶液表面硬结，加热之前应先用铁器打碎硬皮，加水至工作液面，搅拌均匀后升温至工作温度。
3清理
漏入槽中零件应及时打捞，避免溶液中铁离子增加。定期除渣保持溶液清洁，工作温度下投入零件前，液面浮起的大量红褐色铁氧化物应用网捞出。亦可在100℃以下搅拌情况下，按每升溶液加入甘油5~10ml的比例加入。
4操作
氧化膜中杂质的红色挂灰，多为氧化初期形成。进行一次氧化时，最好在零件入槽10分钟后，取出用热水冲洗，观察有无红色挂灰。如有可用毛刷擦除，或将零件放入含150~200g/L铬酐和10~15g/L的硫酸的溶液中，浸1~1.5分后清洗，重新入槽氧化。氧化过程中定期抖动零件也是必要的。
5槽液的使用期限
处理量和溶液的维护程度直接影响槽液使用期限，更换时，可先澄清1~2天，清除表层和沉淀的残渣后，澄清的部分用来配制新溶液。
6氧化温度和时间同钢的含碳量有密切关系，选择这些参数时，可参考下表2所列数据。
表2氧化温度、时间与含碳量的关系
钢的含碳量（%）氧化溶液度（℃）氧化时间（min）
0.1~0.4140~14535~60
0.4~0.7138~14220~24
0.7以上135~13815~20
低合金钢140~14550~60
高合金钢135~13830~40
(4)氧化后的处理
后处理的目的在于提高氧化膜的防锈能力，一般进行皂化或填充处理，其配方规范如表3表示。
表3 钢铁氧化后处理工艺规范
后处理溶液配方工艺规范
成分含量
（g/L）温度（℃）时间（min）
填充重铬酸钾（K2Cr07）50~8070~905~10
铬酐（Cr03）260~700.5~1
磷酸（H3P04）160~700.5~1
皂化肥皂30~5080~905~10
经填充或皂化后，还进行封闭处理，可在100~110℃下的机油、锭子油、变压器油中浸5~10分钟。如不进行填充或皂化处理，氧化后经清洗，可直接进入脱水防锈油。
2．酸性化学氧化法（常温发黑）
同碱性化学氧化相比，常温发黑具有节能优点，仍需进行除油、漂洗、酸蚀、漂洗以及后处理。市场上常温发黑剂品种较多，可直接先购应用，但膜与基体的附着力还有待提高。 |
| 来自: |
|
|
|
