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弹簧化学保护层
 
更新时间:2011.06.07 浏览次数:
 
利用化学反应的方法使弹簧表面生成一层致密的保护膜,以防止弹簧腐蚀。通常采用氧化处理与磷化处理。 
    氧化处理与磷化处理,成本低、生产效率高,一般弹簧制造厂均采用氧化处理,作为防腐蚀性处理。
     1.氧化处理  钢的氧化处理亦称发蓝、发黑、煮黑。氧化处理后,弹簧表面生成保护性的磁性氧化铁,此氧化膜一般呈蓝色或黑色,也有时呈黑褐色。其颜色决定于弹簧的表面状  态、弹簧材料的化学成分和氧化处理工艺。
    氧化处理的方法有:碱性氧化法、无碱氧化法和电解氧化法。以采用碱性氧化法为多。
    碱性氧化法是将弹簧放入温度140℃左右,含有氧化剂的氢氧化钠溶液中浸泡一定时间,氧化剂和氢氧化钠与铁作用,生成亚铁酸钠和铁酸钠,再相互反应,生成磁性氧化铁。
    氧化膜层的厚度约为0.6~2/μm。氧化膜虽能提高弹簧的耐腐蚀性,但由于膜薄,而且有气孔,所以它的保护能力较差,只能用于在腐蚀性不强的介质中工作的弹簧。其防腐性能的高低取决于氧化膜的致密程度和它的厚度,因而也就是决定于氧化处理的氢氧化钠浓度、氧化剂浓度、溶液的温度等因素。
    为了提高氧化膜的防腐性和润滑能力,应该加强氧化处理前后的处理。氧化处理前须将弹簧表面的锈蚀、氧化皮、油污、热处理的盐渣、表面接触铜层等进行彻底的清除。氧化处理后,通常是将弹簧在肥皂溶液或重铬酸盐溶液中进行填充处理,而后用流动温水洗净、吹干或烘干,最后再上水膜置换防锈油或上一定温度的机械油进行浸油处理。
    氧化处理对某些热轧弹簧材料的表面晶界有所浸蚀,这在一定程度上会降低疲劳强度,因而,在采用氧化处理时应慎重。
    传统的氧化处理是需要加温进行的。近几年来,国内也有些制造单位使用常温发黑剂,它克服了传统发黑工艺的缺陷,节约了大量的能源。
    发黑剂为蓝绿色浓缩液体,无杂质、无异味、不燃、不爆、不腐蚀,运输安全。
    发黑剂用水稀释,弹簧发黑时常用的稀释比约为1:5左右。
    发黑剂的操作工艺较为简单,其工艺路线为:去油、漂洗、酸洗、漂洗、发黑(在室温下2~5min)、漂洗、水膜置换防锈油。要注意的是:一定要把弹簧工件上的油去尽,清洗干净后,才能放入常温发黑剂中进行氧化处理。
    氧化处理成本低、工艺配方较简单、生产效率高、氧化膜有一定的弹性,基本上不影响弹簧的特性曲线,所以氧化处理较广泛地作为冷成形螺旋弹簧、弹簧垫圈及片弹簧等的防腐和装饰措施。
    弹簧经氧化处理后的质量检验包括外观检查和抗蚀性检查。
    2.磷化处理  将弹簧放进含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中,在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜的方法叫做磷化。磷化膜的外观呈暗灰色、灰色或黑灰色、不具光泽。磷化膜的厚度一般在5—20/μm。磷化膜在一般大气条件下较稳定,其抗蚀能力为发蓝膜的2~10倍。磷化膜具有显微孔隙结构,对漆类、油类有良好的吸附能力,因此磷化常与涂漆等涂覆方法配合使用。在磷化后进行重铬酸盐填充、浸油或涂漆,能进一步提高其耐腐蚀性。磷化膜在动物油、植物油、矿物油中均较稳定,在某些有机溶液(如苯、甲苯)中亦较稳定。
    磷化膜能耐400~500℃的高温,因此,某些高温下工作的弹簧,例如炮弹发射部分的弹簧,常用磷化处理。
    弹簧在磷化前最好是采用喷砂处理。经喷砂处理舌不能耽置太久,应随即进行磷化。若无喷砂设备,亦可采用化学去油及酸洗方法去除油污。弹簧在磷化过程中产生大量的氢气,因此经磷化后的弹簧具有氢脆现象。对于关键部位的弹簧,经磷化处理后应进行去氢处理。
 
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