三防處理工藝評審

1、表面處理工藝設計報告1概述該儀器為船載設備，鐵碳合金工件三防處理特別是防鹽霧處理十分關鍵。腐蝕控制是一個系統(tǒng)工程，根據(jù)“十倍率”規(guī)律，更正產(chǎn)品錯誤所需費用在設計階段為1的話，再加工階段則為10，在裝配階段就為100，裝配部隊使用時將為1000。在設計階段研究、選擇合適的鋼鐵防蝕工藝是非常重要的。常規(guī)鋼鐵染黑件經(jīng)2小時鹽霧試驗即生銹，經(jīng)硅油封閉也只能通過20小時鹽霧試驗，此工藝已被航空航天標準明令禁止作為保護涂層使用?，F(xiàn)有常規(guī)鋼鐵染黑工藝存在較大問題，儀器使用甚至裝配過程時常發(fā)生不同程度的零部件腐蝕現(xiàn)象，必須采取有效措施，以提高儀器的可靠性和使用壽命。2項目涉及的鐵合金材料根據(jù)從生產(chǎn)部借閱的9本

2、圖紙統(tǒng)計，共有141個件號，涉及到Q235、45#、HT300、及40Cr、3Cr13、4Cr13、65Mn、GCr15、1Cr18Ni9Ti等9種鐵合金材料。3目前設備鋼鐵工件鹽霧防護設計的基本原則3.1采用密封結構；3.2選用耐鹽霧材料；3.3涂覆有機涂層，涂層較厚；3.4不同金屬不接觸以防止接觸腐蝕；3.5冷、熱鍍鋅，有封閉層的鋅鍍層厚度達到0.080.15mm可保護基體金屬19年不腐蝕；3.6達克羅涂料，0.005mm即可通過96小時以上中性鹽霧試驗，但需300以上烘烤，膜層不耐磨，不耐酸堿；3.7電泳防護，膜層均勻，厚度可控，通過96小時中性鹽霧需0.025mm，一般不但單獨使用；3

3、.8電鍍CuNiCr防護層需0.05mm以上，厚度不均勻；3.9高耐蝕鋅鎳合金、高均勻性耐蝕鎳磷合金應用較廣，大多采用復合鍍層。4對策:目前，鋼鐵防蝕是世界性難題，還沒有統(tǒng)一的通用方法。達克羅涂料防護性好，可以控制膜層在微米級，但需要進行300度以上烘烤，很難用于精密件且不耐酸堿。冷、熱鍍鋅0.080.15mm雖防護性好，但膜層太厚，無法控制尺寸精度，不適用于精密件。為解決鐵碳合金防蝕問題，表面車間在凌偉軍代表的指導下，通過二年多的攻關，現(xiàn)在已取得一定進展。4.1提高一般結構件耐蝕性的處理工藝：改進常規(guī)染黑工藝，增加膜層耐蝕性，鹽霧試驗可以通過48小時。在常規(guī)染黑液中加入50g/l70g/l染

4、黑助劑；1g/l3g/l添加劑。鈍化處理 鈍化劑50g/l80g/l添加劑10g/l30g/l溫度 5080時間 35min防蝕處理PSA-003防銹油處理。不允許涂油的的工件噴涂S01-3三防漆、S02-9鹽霧三防漆 。 4.1.2允許涂防護膜的鑄件進行黑色磷化加封閉處理，以解決鑄件砂眼返堿問題。4.1.3電鍍鋅（10µ20µ）黑色鈍化加封閉處理，鹽霧試驗可以通過48小時。此工藝已在觀測儀器物鏡座上得到試用。4.2 不銹鋼件防蝕處理項目涉及到的材料有3Cr13、4Cr13、1Cr18Ni9Ti三種，以前此類材料表面車間不能進行處理，裸件通不過48小時鹽霧試驗。通過一年多工

5、藝摸索，已找到具有高鈍化性能的化學氧化染黑工藝加封閉處理的方法，鹽霧試驗可以通過48小時。4.3高精度鏡頭件的防蝕工藝已取得突破，已探索到同時滿足消光、耐蝕、又能控制工件尺寸精度的組合工藝路線，有望解決高精度鏡頭件的防蝕工藝。4.3.1采取的工藝路線為：Ni-Zn-PZn-Ni（10µ20µ）黑色鈍化封閉處理復合工藝。其中Ni-Zn-P為仿形耐蝕陽極鍍層，保持工件尺寸精度，用于精密接觸面。4.3.2耐蝕性檢測：試片經(jīng)所檢測中心檢測，96小時鹽霧噴霧主要表面無銹蝕。鋅鎳合金鍍層的耐蝕性機理.1鋅鎳合金鍍層的穩(wěn)定電位比鐵負，屬于陽極性鍍層，對鋼鐵起到點化學保護作用，但其穩(wěn)定電位

6、又比鋅正，使得合金鍍層與鋼鐵基體形成的微電池電動勢比鋅要小，其腐蝕電動勢由低于鋅鍍層，因此鋅鎳合金鍍層的防護性比鍍鋅層高。.2鋅鎳合金鍍層具有微裂紋，對腐蝕電流有分散作用，能有效的保護鋼鐵基體，也有利于滲氫的析出。.3鋅鎳合金鍍層中有少量鎳元素存在，能有效地阻抑腐蝕反應的進行，并使鋅鎳合金鍍層的晶體結構和性質(zhì)發(fā)生變化，晶體結構多有擇優(yōu)取向，鍍層結晶細密、平滑，也能阻抑腐蝕反應的進行，延緩了腐蝕速度，耐蝕性能明顯提高。5新工藝特點、存在問題5.1改進的堿性化學氧化染黑加防銹油封閉工藝不改變工件尺寸精度，在油膜存在的情況下經(jīng)96小時中性鹽霧試驗，主要表面無銹蝕，不適合在使用時不允許涂油的工件。5.

7、2改進的堿性化學氧化染黑加三防漆封閉工藝沒有液態(tài)油脂，在裝配和使用過程不會產(chǎn)生污漬，在防護膜完好的情況下經(jīng)96小時中性鹽霧試驗，主要表面無銹蝕；防護膜厚度在1030，工件接觸面有精度要求的，必須先組裝，后進行封閉處理，儀器拆裝后，必須對破損防護膜進行修補。5.3電鍍鋅（10µ20µ）黑色鈍化加三防漆封閉工藝，耐蝕性較好，鹽霧試驗可以通過48小時；適合于一般結構件處理，封閉處理增加工件尺寸，必須在組裝后進行，由于鋅鍍層為陽極性鍍層對基體提供電化學保護，封閉膜破損后對工件耐蝕性影響較小。5.4不銹鋼染黑加封閉工藝，染黑過程不改變工件尺寸，染黑過程即是不銹鋼的鈍化過程，不銹鋼的耐

8、蝕性有較大提高，可以通過48小時鹽霧試驗，封閉后可以通過96小時鹽霧試驗。5.5電鍍鋅鎳合金加封閉處理工藝耐蝕性好于電鍍鋅，電鍍鋅鎳合金為陽極性鍍層，10µ20µ鍍層即可通過96小時鹽霧試驗。5.6化學鍍鋅鎳合金工藝最大特點為工件各點鍍層厚度均勻一致?；瘜W鍍鋅鎳合金為陽極性鍍層，10µ20µ鍍層可通過96小時鹽霧試驗，膜厚較電鍍鋅鎳合金均勻，不改變工件型面，但維護成本遠高于電鍍鋅鎳合金。5.6因電鍍鋅鎳合金、化學鍍鋅鎳合金工藝的穩(wěn)定性未經(jīng)長期生產(chǎn)驗證，為了保證產(chǎn)品的防護性能，生產(chǎn)初期采取每批次檢查同槽同材質(zhì)試片的方法，試片合格后工件再下轉。待檢測結果穩(wěn)定

9、后，同用戶協(xié)商檢測方法和周期。5.7電鍍鋅鎳合金與化學鍍鋅鎳合金未見長期穩(wěn)定用于工業(yè)生產(chǎn)的報告，表面車間經(jīng)過小試已經(jīng)打通工藝路線，并在觀測儀器鑄鐵物鏡座上得到應用。應用于生產(chǎn)需要進行設備投資，建設容量為200升的電鍍鍍鋅鎳合金工藝生產(chǎn)線大約需要投資20萬。工件處理成本大約為鋼鐵染黑的20倍，每臺表面處理材料費由現(xiàn)在的2200元增加到4.4萬元。但設備本身維護成本將降低十幾倍且正常工作壽命可大幅度延長。此工藝作為加工方將加大工件的處理成本；儀器使用方與課題組作為供貨方，將大大降低儀器設備的售后服務維護成本；如將兩家效益統(tǒng)籌考慮，綜合成本不會上升。6滿足項目200mm以下精密件生產(chǎn)需要硬件條件6.

10、1工藝槽14個其中：500×800×1200帶上下水控溫（室溫100）水槽2個。其中1個配陰陽極。500×800×1200帶上下水、密封蓋酸槽1個。500×800×1200帶上下水水槽5個。其中1個帶陰陽極。外槽（鋼）800×800×1200（一個），內(nèi)槽500×600×1200（兩個。雙內(nèi)槽，里層為耐105酸堿多孔塑料，外層為不銹鋼，兩層間隔2mm，取放自如），外槽盛水為內(nèi)槽加溫，水套內(nèi)溫度（室溫100）液位自控，內(nèi)槽帶槽內(nèi)非金屬連續(xù)過濾泵（98、24小時）4個。分體式控溫裝置2套500

11、15;800×1000帶上下水帶橡皮輪移動水槽2個。槽體帶蓋，外形一致。6.2 PH自控裝置三套6.3 300升電泳裝置。6.4 50升方形塑料桶10個。6.5 陰極移動裝置三套6.6 整流電源2個（12V、300A）溫度、PH、時間、電流、電壓，記錄、存儲、打印。6.7 引風裝置。6.8 給排水。7有三防要求的工件通用處理工藝7.1 從除油工序開始，不得裸手接觸工件。7.2作業(yè)全過程保持工件潔凈，不得沾染污物。7.3 最后一道工序用純凈水清洗，壓縮空氣吹干，105烘干。7.4 噴防護漆（S01-1、S02-9聚氨酯清漆），40烘34h,去保護物，繼續(xù)烘20h。7.5 自檢，無油軟紙

12、包裝，同槽試片做鹽霧試驗（首槽必做，同批次每月做一次），合格后工件送檢。7.6 鹽霧、濕熱、霉菌試驗按設計要求進行。7.7 表面處理后盡量減少返工返修工作。8與三防有關的表面車間以外的條件8.1 轉表面處理工件表面狀態(tài)是否達圖紙要求應作為檢查內(nèi)容，在轉表面工序之前由檢查員加以確認。8.2 轉表面工件應做到表面均一，呈金屬本色，無銹跡、毛刺、劃痕，無除切削液以外的污物。8.3 工件試裝合格后轉表面處理。8.4 工件運輸、裝調(diào)、儲存過程中必須有無油脂、潔凈包裝。8.5 工件在搬運、裝調(diào)過程中不得裸手接觸，不得接觸不潔物（特別是油污）。8.6 局部破損件（包括打孔、修整、磕碰）必須重新進行三防處理。

13、8.7 儀器設備三防是一個貫穿從設計到采購、加工、周轉、裝配、調(diào)試、儲存、運輸、使用全過程的系統(tǒng)工程，除表面車間根據(jù)設計要求采取對應工藝對工件進行相應處理外，項目的整體策劃、全過程的工藝銜接、生產(chǎn)過程的組織指揮、各環(huán)節(jié)的檢查控制都將三防內(nèi)容考慮進去，才能保證儀器設備最終滿足用戶的三防指標要求。9結論 經(jīng)過一年多的工藝試驗和在觀測儀器等項目上的少量試生產(chǎn)及相應檢測數(shù)據(jù)結論如下：9.1允許涂防護油的工件可以采取改進的鋼鐵染黑工藝加防護油保護的方法處理；9.2不允許涂防護膜的工件如采用改進的鋼鐵染黑工藝，裝配過程必須防潮，裝配后工件外表面必須涂三防漆保護，且保證非外露部分處于密封狀態(tài)；9.3須經(jīng)過4

14、8小時鹽霧試驗的工件可以通過電鍍鋅黑鈍的辦法解決，非接觸面進行封閉處理以增加耐蝕性；9.4須經(jīng)過96小時鹽霧試驗的工件可以通過電鍍鋅鎳合金黑鈍的辦法解決，非接觸面進行封閉處理以增加耐蝕性；9.5精密鏡頭件可以通過化學鍍鋅鎳合金黑鈍的辦法解決，非接觸面進行封閉處理以增加耐蝕性；9.6鋼鐵染黑改電鍍或化學鍍目前只能進行小件試生產(chǎn)，是否增加相應設備，公司正在研究中；工藝更改后工件的加工費用將由每平方分米2元增加至每平方分米40元，儀器的維護費用將下降。10說明及存在問題10.1軸系及其他傳動工件由于其特殊性只能采取染黑加防護油工藝，選擇低揮發(fā)高防護性油脂配方尚需做工作。10.2調(diào)整墊由于需要精確配合

15、加工后再裝配，采取表面處理的方法進行防蝕處理，需要進行二次配合加工，將帶來加工周期的延長，最好改成耐蝕的材料。10.3如何提高化學鍍鋅鎳合金的穩(wěn)定性、提高一次送檢合格率、降低生產(chǎn)成本，尚需做大量工作。附：1常規(guī)鋼鐵氧化-Fe/Ct.O.(Bk)膜層特性1.1 黑色金屬化學氧化（發(fā)藍）膜層是由不同的氧化鐵所組成，其顏色隨零件材料而異，碳鋼、低合金鋼呈黑色；合金鋼按其化學成分含量的不同可呈藍色、紫色至褐色；鑄鐵、磁鋼呈金黃色至淺棕色；鑄鋼呈暗褐色。1.2 化學氧化的零件最適合在油中工作。氧化膜未經(jīng)浸油處理不能獨立作防護層使用。只有浸油后，才在一般大氣和油中有一定防護能力（膜防護性能的高低取決于油料的質(zhì)量）。1.3 膜層的防護能力和零件的表面粗糙度有明顯關系，表面粗糙度提高防護能力相應提高。1.4 化學氧化膜層不能抵抗酸的浸蝕。1.5 膜層厚度1µ時強度低，不耐磨，彈性好，彎曲不裂。1.6 化學氧化過程中，基本不改變零件的尺寸和表面粗糙度。2常規(guī)鋼鐵氧化-Fe/Ct.O.(Bk)應用范圍2.1 在200以下油中工作或定期加潤滑油的零件。2.2 要求精度高，尺寸公差小的配合零件。2.3 在良好工作條件下要求防護和黑色的裝飾性外觀的零件。2.4 點火系統(tǒng)抗氧化的零件。3不宜采用化學氧化的零件3.1 不允許浸油