文档介绍：辽宁师范大学
硕士学位论文
钢铁黑膜磷化工艺的研究
姓名:刘晓辉
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:王凤平
2012-04
要摘黑膜磷化技术作为一种重要的钢铁表面处理工艺在机械等工业领域得到越来越广泛的重视。特别是黑色磷化膜既不影响零件的精度,又能减少仪器内壁的漫反射,因而主要用于精密钢铸件的防护与装饰。本文首先综述了黑膜磷化工艺的研究意义、国内外研究现状以及该工艺的分类和基本原理;分析了磷化发黑工艺的主要影响因素。然后对现有黑膜磷化配方进行验证,总结这些配方的优缺点;最后在此基础上研究了一种可行的实验方案,并对其进行了相应的实验探讨。以钢为基体材料,采用分步法黑膜磷化工艺,即先常温发黑后中温磷化的实验方法研制出了一种有效的黑膜磷化工艺。讨论了黑化液和磷化液各主要组分以及皂化、油封等后处理对发黑磷化膜的影响。同时使用扫描电子显微镜观察了钢表面黑化膜、磷化膜以及后处理后的表面形貌。实验结果表明:三氯化锑是决定发黑磷化膜层颜色的关键因素,三氯化铁、钼酸铵、酒石酸对黑化膜的形成也各有不同的作用,最佳发黑时间为~诹谆褐辛姿岫庑颗ǘ炔灰顺.%,硝酸钙、硝酸镍、柠檬酸和硼酸与黑色磷化膜的质量也有一定的关系;另外,经皂化、油封等后处理后,黑色磷化膜的耐硫酸铜点滴时间可高达陨稀关键词:黑膜磷化;分步法;中温锌钙系;钢铁辽宁师范大学硕士学位论文
甌甌琲現,築钢铁黑膜磷化工艺的研究,.瑃甀,,,;.’.,瑃籘,籌,,,緄籘;
髀钢铁黑膜磷化工艺研究的目的及意义可减少工具或零件运动中的闪光,以改善视力疲劳,还具有吸光、吸热、绝缘等性斛。磷化技术广泛应用于汽车、摩托车、家用电器产品、机械装备等领域。自改革开放以来,特别是近十多年来,随着清洁生产和节能减排的相关法规的实施,金属的磷化技术得到迅速发展。过去它主要是以防护及提高基体与涂层间的结合力为主要目的,近年来主要在提高产品表面装饰性或赋予其各种表面特殊性能进行研究开发。这些技术的应用范围越来越广泛,对磷化膜膜层的要求也越来越具体,要求膜层具有优良性能的同时希望膜层是黑色,便是其中之一。为了在钢铁表面得到黑色美观的膜层,一般采用高温煮黑、常温发黑工艺。高温煮黑虽然发黑膜耐磨性、耐蚀性和粘结强度好,但是能耗大,污染严重;常温发黑工艺虽然操作简便、成本低廉、不改变零件尺寸精度、膜层美观,但膜层的抗蚀性、耐磨性差,发黑膜疏松、附着力差【浚欢痔谆砗笮纬傻谋砻孀;ぞ哂薪峋⒅旅堋⒔合力强等优点。故取二者优点于一体,制备出具有附着力强、耐蚀性和耐磨性优良的黑色化学转化膜是极为必要的。这就是钢铁的黑膜磷化工艺。钢铁的黑膜磷化工艺就是以磷酸盐、磷酸等对钢铁基体进行处理,形成一层非金属、不导电的转化膜的工艺过程。这种膜层不仅具有以前普通磷化膜的优点,同时更有一些独特的优点,如具有消光作用,因此,该技术在机械、电子、仪器仪表、航空、兵器、船舶、汽车等领域有着广泛的应武器装备进行黑膜磷化处理,主要目的是消除反光以利隐蔽;增加防腐蚀能力和润滑,容易涂漆。在我国兵工系统中,使用传统的表面黑化处理工艺仍不泛少数,但是随着现代科技的发展,这种表面处理技术已远远不能满足实际的需要,被其它化学转化膜工艺所取代是势在必行的,黑膜磷化便是一个较为理想的工艺,它产生的黑色磷化膜结晶细致、色泽均匀,外观呈漂亮的黑色。该膜层既不影响零件的精度,又能减少仪器内壁的漫反射,因而主要用于精密钢铸件的防护与装饰。钢铁是现代经济生活中必不可少的材料,与我们的生活密切相关。世界上钢铁的产量和用量在金属材料中占据首位。作为钢铁的主要成分,是较活泼的金属,易与空气中的、确从Γ纬尚馐矗钪帐共繁浠怠6宜孀盼夜ひ祷姆⒄梗境污染的问题日趋突出,酸雨、光化学等现象越来越严重,从而导致了钢铁产品腐蚀性加剧。据报道,我国每年因腐蚀而损耗的钢铁数量相当于当年钢铁产量的渲性辽宁师范大学硕士学位论文用成果【。
钢铁黑膜磷化工艺国内外研究现状百分之十的废品不能回收重炼,这无论对资源或能源来说,都是一个巨大的损失。因此加强金属材料保护已经成为当前的一个亟待解决的主要问题,对钢铁的防护也一直是众多科学工作者探讨和研究的热点。现代磷化技术普遍认为是英国人发明的,他于年申请了第一个铁盐磷化专利,将铁屑溶于磷酸中制得磷化剂。之后的一百多年里,又陆续的出现了锰系磷化、锌系磷化等,现已广泛应用于汽车、军工、电器、机械等领域,其主要用途是防锈、耐磨、润滑、涂漆底层等。尤其是在金属表面涂装领域,用量约占磷化处理总的工业用途的ァM孔扒暗牧谆墙鹗敉孔扒按碇幸桓霾豢扇鄙俚闹饕9ば颍擅飨蕴岣涂层的附着力、防护能力,是保证涂装质量的关键技术,是汽车、家电、机械生产的必要工艺。磷化处理技术可以应用于各种黑色金属材料、锌及其合金、铝及其合金等。最早且应用最为广泛的磷化处