天津桑维金属表面处理有限公司成立于2010年,是一家专业从事金属表面锰系及锌系磷化(又称黑色磷化液色膜层)、喷涂、电泳处理的生产加工型企业,与高铁、核电等企业建立了长期稳定的合作伙伴关系。金属表面锰系磷化具有膜层致密、耐磨性好、防腐防锈性能优异的特点,而且增强喷漆的付作力广泛适用于高铁、汽车、航空、船舶等行业,尤其是要求具备减磨、自润滑功能的高速运转零部件,以及要求较高的工具、刀具标准件的耐磨、耐蚀处理。
磷化的必要性:钢铁表面涂装前处理工艺指脱脂(除油)、除锈、表调、磷化。然而由于工件表面的状况不同,则生产工艺也有所不同,有的工艺中没有脱脂或没有除锈工序,有的工艺则没有表面调整工序,但磷化工序是不可缺少的。
在涂装处理过程中,如果不清除油脂、氧化皮和锈层,不进行磷化处理,直接进行涂漆和静电喷涂,
就会使钢铁表面的涂层产生脱落,失去了涂装的意义。
表面氧化物对高强度冷轧钢板磷化处理性的影响
Si和Mn是钢材的基本合金元素,这些合金元素不仅对氧化敏感,*在钢材表面形成氧化物,而且对钢板的表面性能如磷化处理性有很大的影响。另一方面,近年来为提高汽车防碰撞的安全性和减轻车身重量,因此对汽车用冷轧钢板强度的要求越来越高。为提高钢板的强度,添加这些合金元素是非常有效的办法。针对Si和Mn是影响钢板的磷化处理性和机械性能的主要元素,对添加这些元素时钢板表面形成的氧化物种类及其分布状态进行了解析。结果,根据磷化处理性和表面氧化物的关系,得出以下结论。
(1)在Si含量较高、磷化处理性差的钢板上形成了磷酸锌结晶的附着部分和未附着部分。在这种钢板表面上存在着Si含量的浓差,磷酸锌结晶的未附着部位与Si浓差部位一致。
(2)通过TEM解析可知,Si富集部位就是钢板表面生成的大约50nm厚的膜状氧化物的部位。由此可以认为这种膜状Si氧化物会阻碍磷酸锌结晶的生成反应,破坏磷化处理性。
(3)膜状Si氧化物不仅与Si含量有关,而且与Mn含量有关。同时适当控制Si和Mn,可以抑制膜状Si氧化物的生成。
(4)Si能确保钢板的机械性能,是有益的元素,金属磷化,但另一方面它会阻碍磷化处理性。通过应用上述研究结果,能在有益于机械性能的高Si含量条件下,提高钢板的磷化处理性和机械性能。
(5)根据上述研究,试制了在Si含量较高的条件下适当控制Mn的钢板,结果成功地试制出了磷化处理性和机械性能都好的980MPa级高强度高延性钢板。
底材的影响
磷化处理质量与金属材质关系很大,材料组成与结构不同,即使是完全相同的磷化处理过程,所得磷化膜的晶体结构和耐腐蚀性也不一样。从材料成分来说,钢铁中含有各种微量元素,它们对磷化成膜起着不同的作用。如当Ni/Cr含量**过5%时,不利于磷化膜生成,尤其是Cr对磷化成膜的阻碍作用较强;金属中的P、S也影响金属的溶解反应;Mn则使之易于磷化。从材料微观组织结构来说,钢铁在热处理退火和重结晶过程中,渗碳体(Fe3C)沉积于晶粒间,如果渗碳体细而多,则形成细磷化膜;反之,金属溶解较慢,成膜较粗糙。其中,渗碳体起着活泼阴极作用,即渗碳体越多,阴极表面积越大,越*快速均匀成膜。对于硬化的合金钢,金属磷化公司,由于马氏体结构,碳在α-Fe的固溶体中过饱和,金属磷化处理,使磷化不良;退火使马氏体转变为铁素体和渗碳体的平衡状态,性能得以改进。当铁素体和渗碳体形成薄片结构,金属磷化哪家好,即珠光体时,使磷化不良。因此,在研究磷化液组成、制定磷化工艺时必须考虑基体材料及其结构对磷化质量的影响。