錳系磷化液的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及工藝特點(diǎn)的研究

錳系磷化液工藝是在鋼鐵表面生成一種致密、耐磨的黑色磷化膜層,所以又稱黑色磷化液。磷化膜是由一系列大小不同的晶核所組成，在晶核的連接點(diǎn)上形成細(xì)小裂紋的多孔結(jié)構(gòu)，這種多孔的晶核結(jié)構(gòu)在有潤滑油或防銹油的環(huán)境中可使鋼鐵表面的耐蝕性、 吸附性、耐磨性得以顯著的改善和提高。

錳系磷化液適用于汽車、摩托車、船舶等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件減磨自潤滑功能的磷化處理，以及工具、刀具及要求較高的標(biāo)準(zhǔn)件耐磨、耐腐蝕膜層的磷化處理處理。

①因錳鹽磷化膜層具有較大的硬度，承載能力和熱穩(wěn)定性，因此錳鹽磷化膜層特別適用于處理滑動(dòng)摩擦件(如齒輪、軸套、汽缸套、活塞環(huán)、凸輪軸、氣門挺桿、兵器部件等)，提高滑動(dòng)摩擦件的耐磨性能和摩擦副的磨合性能，當(dāng)潤滑突然中斷時(shí)，磷化膜還能夠吸收一定的機(jī)械應(yīng)力，防止零件表面損傷。

②由磷化膜的成膜反應(yīng)可知，當(dāng)鋼鐵表面與磷化溶液接觸時(shí)，在鋼鐵表面上的微陽極區(qū)就會(huì)產(chǎn)生鐵的溶解，同時(shí)也開始形成磷化膜層。在磷化膜層下的鋼鐵表面上也因此而被浸蝕形成致密的、具有一定深度的小凹坑。磷化過的鋼鐵表面在磨合過程中，大量的磷酸鹽被擠壓在凹坑內(nèi)。這些被擠壓在凹坑內(nèi)的磷酸鹽一方面可改善摩擦面的粗糙度，另一方面凹坑內(nèi)的磷酸鹽又能吸附潤滑劑，保持不流失。當(dāng)從非摩擦區(qū)進(jìn)入摩擦區(qū)時(shí)，摩擦面承受的正壓力逐漸增大，凹坑內(nèi)的液壓亦隨之增高，潤滑劑從凹坑內(nèi)被擠出，使摩擦面之間形成連貫的潤滑油膜，可明顯提高摩擦副的耐磨性。可以這樣認(rèn)為，只有當(dāng)鋼鐵表面受到浸蝕后才能形成致密的凹坑，而凹坑又能被足夠數(shù)量的磷酸鹽填平時(shí)，才能起到良好的減摩作用。

③磷化膜層膜重的選擇。摩擦副選用較厚的磷化膜層，有利于提高零件的耐磨性和使用壽命，但不是任何摩擦副都能夠采用厚膜，必須根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、摩擦副的公差配合和實(shí)際使用條件來確定。在GB/T11376 1997《金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜》中，推薦了適用于不同減摩要求的磷化膜膜重?cái)?shù)據(jù)。

④表調(diào)粉的選擇。鋅系磷酸鹽膜的減摩特性不如錳磷酸鹽膜，減摩要求不太高的零件也可采用鋅系磷化膜。為了滿足公差配合要求高一些的摩擦副部件進(jìn)行磷化處理，在磷化前可以使用表調(diào)處理，并在磷化液中適當(dāng)添加細(xì)化晶粒和減低膜重的成分。錳系磷化前使用的表調(diào)劑與鋅系磷化使用的表調(diào)劑不同，其主要成分為錳的磷酸一氫鹽膠體。表調(diào)溶液中表調(diào)劑的濃度通常為2～4g/L，工作溫度40-50℃，時(shí)間1～2min，溶液用壓縮空氣攪拌，定期更換溶液。

⑤亞鐵離子的控制。錳系磷化溶液中主要含有錳離子、磷酸根離子和硝酸根離子。溶液中亞鐵離子的含量宜控制在2g/L以下，超過4g/L時(shí)必須添加氧化劑，例如，使用過氧化氫將多余的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵而沉淀。溶液的總酸度約在60～100點(diǎn)，游離酸度約在10～15點(diǎn)左右。溶液的工作溫度宜控制在92~98℃。磷化膜結(jié)晶組織應(yīng)為棱柱形，不允許有枝狀或片狀結(jié)晶。