材料表面處理作業(yè)指導書

材料外表處理

作業(yè)指導書

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公布日期：2021.10.15實施日期：

2021.10.30

ABV材料外表處理-發(fā)黑作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

REVA

材料外表處理-發(fā)黑

1.0主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了日常發(fā)黑操作程序及要點。

本標準適用于鋼、鐵、鑄鐵件的常溫外表發(fā)黑處理。

2.0準備

2.1檢查待發(fā)黑工件的質量

2.1.1工件外表不得有裂紋、磕傷、漆膜和金屬鍍層。

2.1.2外表不得有嚴重銹蝕難以去掉的厚氧化皮。

2.1.3工件有裝飾性要求時，外表粗糙度應到達，一般應到達3(/

2.1.4準備好工具、料框及起吊用具、發(fā)黑盆或桶等。"

2.1.5配制后除銹酸液，一般用10%~15%鹽酸水溶液。

2.1.6配制好發(fā)黑液，通常用常溫發(fā)黑原液與水稀釋1：7,假設發(fā)黑件為鑄鐵

稀釋比為1：12~11。

2.1.7排除脫水封閉油底層水分。

3.0發(fā)黑操作

3.1去油

先用刷子去除工件外表雜質，再按以下方法之一進展處理：

方法A:將工件浸泡在90~100℃,5~8g/LNa2Co3水溶液中15~20

分鐘〔配備專用除油箱或槽〕。

方法B:用汽油、酒精或丙酮對工件進展清洗。

方法C:烘烤去油，T殳烘烤溫度為200。（2以下，時間為30~60分鐘，在

不影響零件性能情況下，烘烤溫度允許控制在40CTC以下。

除油務必完全、徹底。

3.2水洗

流水漂洗一分鐘，假設烘烤去油不需此程序。

3.3酸洗

除銹可用10%~15%工業(yè)鹽酸酸洗5~10分鐘，務必將銹除盡。

3.4水洗

流水漂洗一分鐘。

3.5發(fā)黑

將經過上述處理的工件浸沒于配制好的常溫發(fā)黑液中，上下攪動幾次，約

2~3分鐘即可。

3.6水洗

流水漂洗一分鐘。

3.7上油

將工件浸入脫水封閉油，晃動脫水2分鐘后取出即可。

4.0檢驗

4.1外觀：呈黑色或黑藍色，無花斑、銹跡。

4.23%CuSo4滴上發(fā)黑膜，30秒內不顯銅色。

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ABV材料外表處理-發(fā)黑作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

REVA

5.0考前須知

5.1發(fā)黑膜隨存放時間的延長膜層結實度增加，發(fā)黑件一般應在48小時以后再

使用。

5.2返修工件，應重新去油、酸洗。

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ABV材料外表處理-磷酸鋅作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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材料外表處理-磷酸鋅

1.0主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了日常磷酸鋅操作程序及要點。

本標準適用于鋼、鐵、鑄鐵件的常溫外表磷酸鋅處理。當處理VAM螺紋時,

還必須遵守附錄A中的附加說明。

2.0涂層系統

2.1涂層：以下涂層已證明能夠符合本標準要求。其他涂層必須經工程師嚴格評估并記錄

成文件前方可包括在本標準適用范圍之內。

-Solucoat5047[WorkingSolutions,Inq德克薩斯州休斯頓〕

-Keykote?36〔MacDermind,Inc,康S3火格州沃特伯里〕

-Parco?3MU/(HenkelSingapore,Ltd)

-Ferrosphat70?〔HenkelLtd,巴西〕

-GardobondZ3190〔Chemetall,GMBH,法蘭克?！?/p>

涂布量:到平方英尺到2

2.215003000mg/[16.232.3g/m)0

2.3涂層顏色：灰色到黑色

2.4應用：適用于有色金屬合金、鋁合金、鋅壓鑄件。在磷酸鹽涂層中，金屬外表會與磷

酸稀釋溶液及其他化學物質發(fā)生化學反響，轉化為整層不溶性磷酸鹽結晶體軟性保護膜。

3.0運行數據

注：此信息出自制造商的產品數據表，僅供參考。實際運行參數可能因本地設備、

運行條件及涂層鋼類型不同而不同。

SolucoatFerrosphatGardobond

Keykote36Parco3MU

504770Z3190

3-10%〔按體7-10%〔按體

浴液濃度5%〔按體積〕12%〔按體積〕25-35.

積〕積〕

溶液溫度155-180T70-78C75-85C85-95。。55-60℃

接觸〔浸沒〕時間5-30分鐘5-15分鐘15-20min.1-6分鐘*5-15min.

總酸30-9054-118pts15-25pts65-70mL

酸比3:1-8:13.1-8.1

游離酸10-17pts

二價鐵含量0.01-0.5%最大10g/L

*在部件到達溫度平衡后?磷酸鹽百分數

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ABV材料外表處理-磷酸鋅作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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4.0推薦的工藝周期

步驟工藝周期工藝詳情

1基材的準備焊接等構造應進展打磨〔如有必要〕，以消除尖角/隆脊或突起。

2噴砂清理〔關于VAM部件使用30-80網目的磨砂紙打磨金屬外表得到清潔的白金屬條件。

的噴砂清理要求，請見附錄并使用壓縮空氣進展清理，以去除所有噴砂介質、灰塵和污染物。

A)在噴砂清理后，防止用手直接觸摸部件。

2A可選的強性清理〔代替噴砂清在苛性堿溶液〔例如，Solukleen5117NF、Clepo644L、

理〕Novaspray43、Mangus61X、AerocleanDN30或同等溶液〕

中對金屬外表進展化學清洗大約5-10分鐘。浴器的苛性堿濃度

必須保持在10-20%,溫度為150-180T(66-82℃〕,或者遵

照制造商的指導。用水徹底沖洗部件，首選通氣攪動沖洗方案。

3磷化將清潔部件懸浸在磷酸監(jiān)溶液罐內10到25分鐘，或遵照制造商

指導，磷酸鹽浴槽的溫度應遵照制造商對于所使用的每種磷化浴

槽的相應指導。

4涂層的過程中檢查在下一個步驟之前，檢查零件上是否有手指污斑。正確涂敷的部

件其涂層應不會擦掉。

5水沖洗使用冷水噴霧徹底沖洗部件，或將部件浸入水中30-60秒鐘，然

后吹干。

6涂上保護油通過將部件懸浸在防銹油〔例如，Soloil6040、Ferromede

、、或同等防銹油〕

152RGuard-3DSAeroguardPR303LPS3

內一分鐘，在部件上涂上防銹油〔除非另有規(guī)定，或部件已涂敷

以及涂有木糖膠等〕.將多余油瀝干。

7檢查(i)目視檢查：使用7X到10X放大倍率或置于陽光直射條件下進展

〔關于VAM零件的檢查，清檢查。涂層應分布均勻，無空隙或斑點外觀，應感覺比擬平滑。

參見附錄A〕

(ii)使用紅色的鉛筆橡皮擦或手指摩擦涂層部件的外表，涂層不應

被擦掉〔橡皮擦保持清潔〕。

注：對于嚴重生銹且并未事先經過噴砂清理〔可選步驟2B〕的部件：

將部件沉浸在鹽酸除銹液中〔AerotechCR102或AerotechP65或同等除銹液〕

大約10-20分鐘。

鹽酸濃度必須保持在30-40%,溫度為100-140下〔38-60。?！?，或者遵照制造商

的指導，必須保持部件的徹底清潔。用水徹底沖洗部件，首選通氣攪動沖洗方

法。

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ABV材料外表處理-磷酸鋅作業(yè)指導書Q/KV-WD-09REV

A

5.0涂覆工藝控制與測試

5.1溶液補足與磷化浴槽維護必須遵照制造商的書面指導。可編寫內部文件〔例如?工作說

明?〕以包含這類信息。

5.2磷化浴槽的控制測試：以下是磷化浴槽控制與維護的典型測試。所需的測試類型與測

試頻率可能因制造商不同而不同。須遵照制造商的工藝與測試指導或遵照包含這類信息的

內部工作說明。

521總酸含量

5.2.2鐵含量

5.2.3游離酸與酸比

1.1油泥去除沉積物重量測試

測試頻率必須每6個月〔最少〕進展一次或根據需要進展

測驗方法a)在3”x5”“Q-panel”測試板上涂敷所使用的磷酸鋅涂層。

b)對完成涂敷的“Q-panel”測試板進展稱重，準確到mg。

c)通過以下方法之一去除涂層：

(i)浸泡在溫度160-175下(70-80℃)的50克/升鋁酸洗提溶液中〔至少15

分鐘〕。

(ii)浸泡在室溫條件下且鹽酸濃度為20g/L的三氧化睇〔作為抑制劑〕新鮮溶

液中5分鐘〔浸泡時間不宜過長〕。

(iii)浸泡在溫度194-203T(90-95℃)的碳酸鈉溶液［pH值=13)中10-15

分鐘。

d)使用清潔的流水“Q-panel”測試板，然后使用酒精清洗并吹干。

e)對已去除涂層的“Q-panel”測試板進展稱重。

f)按照以下公式計算單位面積的涂層重量：

涂層重量〔mg/平方英尺〕=〔初始重量〔mg〕-最終重量〔mg〕〕

測試板總面積〔平方英尺〕

或者

涂層重量(g/m2)=涂層重量〔mg/平方英尺〕+92.9

需采取的行動最小涂層重量為1500mg/平方英尺。

為了增加涂層差量：

遵照磷酸鹽涂層制造商的指導。

注：上述給出的測試頻率適用于磷化裝置的連續(xù)處理，對于間歇性磷化處理，應調整頻率控制。

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ABV材料外表處理-磷酸鋅作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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6.0文檔

6.1?涂層日記?列出涂層/工藝測試的日期、時間與結果以及操作員姓名，應妥善

保存。

7.0修理程序

7.1廠修：涂層損壞情形1鍬評估，如有必要，應清理部件并重新磷化。

7.2現場維修：涂層的損害部位應由D-Q人員進展評估，以確定涂層的損害程度。對于

現場維修，應使用磨料或其他方式清理涂層受損部位，并噴涂含有TFE、二硫化鋁或其

他腐蝕防護劑的氣溶膠干膜，然后風干。需要完全重新磷化的部件應返回工廠。

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ABV材料外表處理-磷酸鋅作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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附錄A

加工VAM螺紋時所需的特殊步驟

A1.磨料：所使用的磨料應為氧化鋁〔AIO2〕。砂紙的額定網目尺寸應為46-100。

A2.噴砂清理條件：應控制以下噴砂參數：

-空氣壓力-噴管端與待噴砂清理夕俵之間的距離

-噴管直徑-至少10%的覆蓋面。

噴砂清理程序及其工藝參數的鑒定結果應當記錄成文件。

A3.噴砂清理之后的外表檢查：在噴砂清理后,應對外表進展仔細地空氣吹掃，以去除

所有氧化鋁微粒，并100%目視檢查。使用外表光度儀測量外表粗糙度，驗收

標準為：Ra3.2最大?！彩褂眠m宜單位時，側微計內顯示的Rmax最大值為

7).測試頻率應每4個小時進展一次測試，且每個訂單的第一個產品和最后一

個產品均進展測試。如果經檢查后發(fā)現噴砂清理缺乏，局部應重新處理。

A4.磷酸鹽重量測量：涂層重量應在使用4.4中程序對VAM部件進展涂敷之前測量。

VAM部件的所需涂層重量為4至20g/m2〔370至1860mg/平方英尺〕。請

注意：為到達該重量目標，浴槽應運行在正常工作范圍的較低區(qū)域。

如果沉積物重量測試結果不符合要求，必須測試兩個附加測試板。如果復測結

果符合要求，那么初次測試結果可以放棄。如果復測結果不符合要求，將產生

一個NCR。

A5.目視檢查：對于數量小于50件的批次,應對謂VAM部件進展100%目視檢查，

對于數量大于50件的批次，應每10件檢查T牛并且每4個小時檢查一次。檢

查結果應為：

-無缺陷-無漏清理面積

-無氧化-無〔結垢〕粉末狀沉積物，在涂油后檢查。

對于目視檢查后拒絕的部件，應通過噴砂清理去除磷酸鹽層，然后再重新涂敷

磷酸鹽層。

A6.附著力測試：磷酸鹽沉積物應具有良好粘附力。應使用下面的“擦拭”測試程序。

這項測試適用于涂敷有無油磷酸鹽層的產品。如果金屬可見，那么表示磷酸鹽

處理存在缺陷。測試的頻次是每10個管道/部件測試一次。

2021.10.15發(fā)布第1頁共1頁2021.10.30實

ABV材料外表處理-QPQ作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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材料外表處理-QPQ

1.0主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了日常QPQ操作程序及要點。

本標準適用于鋼、鐵、鑄鐵件的外表QPQ處理。

2.0定義

QPQ-它是Quench-Polish-Quench的縮寫形式。是指將黑色零件放入兩種性

質不同的鹽浴中，通過多種元素滲入金屬外表形成復合滲層，從而到達使零件外

表改性的目的。

3.0引用標準

ASTMB177

JB/T9198-1999?鹽浴硫氮碳共滲？

GB/T11354-1989?鋼鐵零件滲氮層深度測定和金相組織？

4.0工藝

4.1根本工藝過程

QPQ鹽浴復合處理主要工序有：

4.1.1清洗：這是QPQ得前處理，非常重要；

4.1.2預熱：350~400℃,時間取決于裝爐量，20~60min;

4.1.3滲氮：510~580℃,15~180min;

4.1.4氧化：350~400。（：，10~20min;

4.1.5拋光：常用機械式振動拋光。

工藝過程為:裝卡T清洗去油T預熱T滲氮T氧化T拋光T氧化T清洗T枯燥T

浸油。

4.2各工序的根本作用

4.2.1清洗：這是QPQ的前處理工序，對工件的外觀和滲層質量至關重要。

工件上的油和銹會影響氮原子的滲入，也污染鹽浴。對外觀要求高的，要吹凈工

件上的水跡。清洗劑也很有講究。

4.2.2預熱：預熱的主要作用是烘干工件外表的水分，使冷工件升溫后再入滲

氮爐，以防工件帶水入爐引起鹽浴濺射和防止冷工件入爐后鹽浴溫度下降太多。

同時預熱對減少工件變形和獲得色澤均勻的外觀也有一定作用。預熱工序通常在

空氣爐中進展，工件外表的預氧化有利于氮原子的吸附。但要防止過氧化。預熱

后工件外表的顏色以亮藍色為佳。不銹鋼那么為稻草黃色。

4.2.3滲氮：滲氮是QPQ鹽浴復合處理技術的核心工序。滲氮鹽中氟酸根分

解而產生的活性氮原子滲入工件，在工件外表形成耐磨性和抗蝕性很高的化合物

層和耐疲勞的擴散層。

4.2.4氧化：氧化工序的作用一是徹底分解工件從滲氮爐帶出來的氧根[CN],

消除公害。二是在工件外表形成黑色氧化膜，增加防腐能力，對提高耐磨性也有

一定好處。

4.2.5拋光：旨在去除氧化物層外層的疏松層。經第二次氧化后可進一步提高

工件的抗腐蝕性和耐磨性，美化外觀。

2021.10.15發(fā)布第1頁共4頁2021.10.30實

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ABV材料外表處理-QPQ作業(yè)指導書

Q/KV-WD-09REVA

4.3QPQ鹽浴復合處理的主要原材料

QPQ鹽浴復合處理的主要原料為三種生產用鹽。

4.3.1基鹽：基鹽在爐中溶化后形成高氟酸根〔CN?！车臐B氮鹽浴?；}除

了第一次溶化時裝滿滲氮爐之外，在正常生產中浴面下降時，也應參加基鹽以保

持浴面高度。

4.3.2再生鹽：在生產過程中當滲氮鹽浴的氟酸根下降時，應向爐中添加再

生鹽，以使氟酸根含量維持在規(guī)定的范圍之內。

氧化鹽：氧化鹽用于氧化鹽浴，浴面下降時直接補加氧化鹽。

4.4QPQ處理后的工件滲層組織

4.4.1QPQ處理在滲氮工序形成較深的復雜滲層,在氧化工序中形成致密的

Fe3CU氧化膜。

4.4.2工件浸入滲氮鹽浴后，氟酸根分解產生的N、C原子可在工件外表形成高

的N勢和C勢。由于N原子半徑僅為Fe原子半徑一半,而C原子的半徑更小,

所以N、C原子可以在Fe原子的點陣間隙中進展擴散。

4.4.3在QPQ處理的滲氮溫度（510~580℃］下，工件外表的高濃度N、C

原子向內擴散，先形成a-Fe中的固溶體，隨著外表原子濃度的提高，逐漸形成

E（Fe2』N）化合物。最終由工件外表向中心形成N、C的濃度梯度。滲層組織為

化合物層E相，化合物層以下是N在a-Fe中的固溶體，形成擴散層。

4.4.4因此，QPQ處理后工件的滲層組織構成為：外表為氧化膜和化合物層；

向內為擴散層。其中以化合物層最為重要，其主要組成為Fe2-3N,它是提高耐

磨性的可靠保證，同時它的抗蝕性也很好。氧化膜的主要作用是與化合物層一起

構成極好的抗蝕層。同時它處于多孔狀態(tài)，可以儲油，減少摩擦，對提高耐磨性

有利，同時還有美化外觀的作用。QPQ處理的化合物層完全由E氮化物形成，

具有很高的外表硬度和耐磨性。氣體滲氮形成E相丫相相混合的化合物層〔丫‘相

的含量取決于鋼材的成分：鋼中合金元素越少，丫相所占比例越高〕因此脆性大。

5.0質量控制

5.0.1QPQ處理工件的質量取決于滲層是否到達技術要求，包括硬度、深度、抗

腐蝕性和外觀質量。

5.0.2工藝關鍵是各種參數確實定，主要是滲氮溫度、滲氮時間、滲氮鹽浴中的

氨酸根〔CNO〕和鼠根［CN］含量、材料的預先熱處理等因素。

5.1滲氮溫度的控制

5.1.1滲氮溫度主要根據材料的種類來決定，其次要考慮工件的強度要求。滲氮

溫度太低，不能形成足夠深度的滲層；溫度太高，疏松層嚴重。滲氮溫度超過回

火溫度將會降低基體的硬度。

5.1.2一般工模具可選用510~520℃;高速鋼刀具可選用540~550℃;高速

鋼模具或耐磨零件可選用570℃;構造鋼、不銹耐熱鋼或鑄鐵件可選用570℃o

5.2滲氮時間的控制

5.2.1滲氮時間的長短主要取決于工件的種類及服役條件。時間太短，不能形成

足夠深度的滲層，時間長那么疏松嚴重。

5.2.2根據工件的服役條件，采用的滲氮時間分別為：

a.要求耐磨性的零件，采用120~180min;

2021.10.15發(fā)布第2頁共4頁2021.10.30實

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ABV材料外表處理-QPQ作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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b.主要用于防腐性零件，采用120~180min;

c.薄板沖壓件,增加彈性零件,采取40~60min;

d.高速鋼刃具取15~30min.

5.3滲氮鹽浴的CNO和CN-量的控制

5.3.1QPQ處理，滲氮鹽浴的CN。不得低于30%,最高不要超過40%。鹽浴

成分一般控制CNO=36±2%,CN-<1%O

5.3.2每工作8小時加再生鹽一次，參加量按公式：Z=K.A%.W(Kg)

Z:參加量；K:系數，一般為1.2.根據使用經歷可調整；△:CNO-:預

期值〔如36%〕與實際值的差；W:鹽浴重量(Kg)。

5.3.3再生鹽應緩慢分批參加，一次性參加量過多會因反響劇烈而溢鹽。

5.3.4鹽浴中的CN-量過高時應及時降到工藝規(guī)定范圍。

6.0不同材料的預先熱處理

6.1設計工程師根據零件的服役狀況，合理選擇材質。

6.2低碳鋼、低碳合金鋼一般經過正火處理，中碳鋼、中碳合金鋼要調質處理。

6.3滲氮前，調質處理件的組織級別按回火索氏體中游離鐵素體數量分為5級，

一般零件1~3級合格，重要零件1~2級合格.對于變形量要求高的工件，在精

磨前要進展550~600。（：回火以消除機械加工應力。

7.0外觀質量控制

7.1經QPQ鹽浴復合處理的工件，外表呈黑色或藍黑色。

7.2檢驗方法：

a.在500LX的照度下，距燈300mm肉眼觀察，外表顏色應比擬均勻一致，不

得有明顯的花斑、銹跡、發(fā)紅；

b.不要在室外強烈陽光下檢查工件外觀；

c.對于粗糙度有要求的那么用粗糙度儀檢驗。

7.3生產中發(fā)現，工藝控制不好時，工件易產生發(fā)花、發(fā)紅現象，影響工件美觀。

為提高工件的外表質量，使其到達顏色一致，需采取以下措施：

a.控制熔鹽的清潔度

要定期撈渣，滲氮鹽浴中懸浮細粒狀渣過多，使鹽浴變成黑灰色時，應及時采用

濾渣器濾渣，必要時要更換新鹽。

b.嚴格執(zhí)行工件的前清洗

應去除工件外表的油漬和沉積物，有銹的工件要經過酸洗或噴砂去除銹漬。實踐

證明，前處理的好壞影響極大。

C補救措施

工件外表出現輕微的發(fā)紅現象，可采用擦拭的方法去除；較為嚴重的要進展返工

處理。

8.0最終質量控制

8.1硬度、有效硬化層深度控制

用一樣材料，經一樣預先熱處理的試樣，與工件一起在QPQ處理后檢驗顯微硬

度和深度，到達工藝規(guī)定的要求對于小件可以實物取樣。

8.2抗蝕性試驗

2021.10.15發(fā)布第3頁共4頁2021.10.30實

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a.用10%CuSC>4溶液滴試工件非棱角處，30min不析出銅，即表示有致密的

Fe3O4氧化膜、滲氮層完整，防銹能力滿足要求。

b.客戶另有要求的可做鹽霧試驗。

2021.10.15發(fā)布第4頁共4頁2021.10.30實

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ABV材料外表處理-XyLan作業(yè)指導書Q/KV-WD-09

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材料外表處理-XyLan

1.0主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了日常XyLan〔PTFE聚四氟乙烯〕操作程序及要點。

本標準適用于鋼、鐵、鑄鐵件以及緊固件的外表XyLan處理。

2.0定義

XyLan-它是美國華福生產的一種涂料商標，是一種PTFE防腐涂層，對金屬外

表進展處理后，進展噴涂加工起到保護金屬的效果，具有優(yōu)異的防腐蝕性能：抗

化學品腐蝕等性能。

3.0引用標準

ASTMD3359

ASTMB-117

4.0XyLan(PTFE)特性:

a.強度〔高強度-重量比〕

b化學惰性

c.生物適應性

d.高熱阻

e.嚴酷環(huán)境中的高化學阻抗

f.低可燃性

g.低摩擦系數

h.低介電系數

i.低吸水性

j.良好的風化屬性

5.0XyLan[PTFE]涂層的技術參數：

干膜厚度〔緊固件〕：涂層厚度20~25mm

其它工件涂層厚度：涂層厚度20~30mm

減少扭矩程度：70%

摩擦系數：0.08~0.11

涂層附著力：ASTMD33594B,5B

顏色：藍色、紅色、黃色、綠色

適用的工況環(huán)境：工作溫度-195°C~260℃

6.0性能

6.1優(yōu)越的耐高溫特性：其耐溫最高可以到達260℃;

6.2抗化學品腐蝕：按照ASTMB-117測試涂層外表耐腐蝕時長1500-4000

小時；

6.3優(yōu)越抗磨損：涂層含有PP和PTFE干膜潤滑劑，具有突出的抗磨損性能；

6.4能抵抗任何溶劑，甚至可以在205。(：的高溫下連續(xù)作業(yè)；

6.5能夠抵抗外在環(huán)境因素：天氣、日照、海水。

7.0進展XyLan(PTFE)外表處理的標準

7.1其涂層燒結溫度小于780。(：；

7.2涂層涂抹后，需澆防銹油

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8.0PTFE聚四氟乙烯性能表〔見表1]

名稱單位指標

密度Kg/m32.10-2.30*103

結晶度%樹脂93~97

淬火制品50-65

不淬火制品63-85

熔點℃327

熱變形溫度55

℃

維卡軟化點110

℃

熱分解溫度>415

℃

線膨系數〔垂直于壓力方向〕1/℃20~60℃10.3*10-5

20~100℃10.5*10-5

20~150℃11.4*10-5

20~200℃12.8*10-5

導熱系數W/m.K0.256

泊松比(25℃)0.40

折光率%1.37

吸水率<0.01

對水的接觸角114°-115°

外表脹力N/Cm18.5*10-5

介電常數[10HZ]<1.8-2.2

體積電阻率Qm>1*1015

外表電阻率Q>1010

耐電弧S>300

拉伸強度MPa27.6

斷裂伸長率%238

壓縮彈性模量MPa280

壓縮強度5%MPa12.9

沖擊強度〔缺口〕KJ/m22.0

彎曲強度MPa20.7

彎曲彈性模量MPa700

摩擦系數〔負荷2MPa〕（時間30mm）0.11

磨損量〔同上〕mg249

磨痕寬度〔同上〕mm15.8

表1

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材料外表處理-磷化

1.0主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了日常磷化操作程序及要點。

本標準適用于鋼、鐵、鑄鐵件以及緊固件的外表磷化處理。

2.0定義

2.1磷化是常用的前處理技術，原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵

外表磷化，有色金屬〔如鋁、鋅〕件也可應用磷化。

2.2磷化是一種化學與電化學反響形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸

鹽轉化膜稱之為磷化膜。

2.3磷化的目的主要是：

a.給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；

b.用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；

c.在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

3.0引用標準

歐洲工程標準：GME00253-92?金屬和金屬涂層的磷化處理？

歐洲工程標準：GME60209-80?鋼鐵材料涂層多化性的測定？

中國兵器工業(yè)部：WJ464-95?光學儀器用黑色金屬磷化膜層標準？

美國標準：AMS2480A?磷酸鹽處理?、AMS2481B?磷酸鹽處理？

4.0要求

4.1外表質量

a.在100W白熾燈下,距離零件外表400mm處目測；

b.色澤：深灰色到黑灰色；

c.狀態(tài)：膜層連續(xù)、均勻、致密、無掛灰、無銹跡；

d.厚度：內孔厚度為5~9微米。

4.2檢驗方法

a.用渦流法或者磁阻法測厚儀測量；

b.假設有爭議以電鏡掃描測量厚度為準。

4.3孔間隙

4.3.1取樣

4.3.1.1磷化完成的產品初次樣品認可或出于仲裁目的，至少對三件樣品進展測

試，而用于常規(guī)質量控制時，至少對一件樣品進展測試。

4.3.2試樣準備

4.3.2.1用丙酮或二甲苯或石油醛棉球，擦去試樣外表油脂；

4.3.3設備

4.3.3.1用配制試驗溶液的適當設備

4.3.3.2過濾紙：直徑11cm;

4.3.3.3培養(yǎng)皿:直徑12cm;

4.3.3.4銀子。

4.4化學物質：所使用的均為分析純級，水為蒸儲水或去離子水。

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4.5試驗介質

4.5.1鐵氟化鉀：10g/L

4.5.2氯化鈉：30g/L

4.5.3十二烷基苯磺酸鈉lg/L

4.5.4試驗介質應保存在一個密封的棕色玻璃瓶內，可保存4個月，已用過的溶

液不能再倒回瓶內。

4.6步驟

4.6.1將介質倒入培養(yǎng)皿內，再把濾紙浸入；

4.6.2用剪刀剪去大于被檢外表的多余局部；

4.6.3用銀子將濾紙緊貼被檢外表，充分接觸一分鐘。隨后移開濾紙，觀察濾紙

外表。

4.7標準

4.7.1一級：帶有黃色的青斑是允許的，不能出現深藍色斑點；

4.7.2二級：偶爾出現淺藍色斑塊是允許的，不能出現深藍色的斑點；

4.7.3三級：藍色調帶深藍色斑點;

4.7.4四級：深藍色色調帶深藍色斑點。

4.8致密性

4.8.1檢測試液的配制：硫酸銅CuSO4.5H2O（化學純）41g/L,氯化鈉NaCL〔化

學純〕35g/L,0.1N鹽酸HCL〔化學純〕13ml/L;用蒸儲水配制。

4.8.2試驗程序：在15~25T條件下，將上述試液滴在磷化外表上，同時啟動秒

表，經過3分鐘后，用脫脂棉或濾紙吸干滴液，目視檢查滴液處。

4.8.3要求：不出現銅跡為合格。

4.9其它說明：孔隙度和致密性檢測兩種方法，可任選一種。

5.0磷化

工件〔鋼鐵或鋁、鋅件〕浸入磷化液〔某些酸式磷酸鹽為主的溶液〕，在外表沉

積形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜的過程，稱之為磷化。

6.0磷化工藝流程

預脫脂-脫脂T防銹T水洗一〔表調〕一磷化—水洗一磷化后處理〔如電泳或粉

末涂裝〕

7.0磷化分類

7.1按磷化處理溫度分類

7.1.1高溫型

80~90。（：處理時間為10-20分鐘，形成磷化膜厚度達10~30g/m2,溶液

游離酸度與總酸度的比值為1:〔7-8〕

優(yōu)點：膜抗蝕力強，結合力好。

缺點：加溫時間長，溶液揮發(fā)量大，能耗大，磷化沉積多，游離酸度不穩(wěn)定,

結晶粗細不均勻，已較少應用。

7.1.2中溫型

50~75。(：處理時間為5~15分鐘，形成磷化膜厚度達1~7g/m2,溶液游離

酸度與總酸度的比值為1：[10-15]

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優(yōu)點：游離酸度穩(wěn)定，易掌握，磷化時間短，生產效率高，耐蝕性與高溫磷化

膜根本一樣，目前應用較多。

7.1.3低溫型

30~5(TC,節(jié)省能源，使用方便。

7.1.4常溫型

10~40℃?！驳汀硿亓谆渤友趸瘎?還加促進劑〕，時間10-40分鐘,

溶液游離酸度與總酸度比值為1：[20-30]，膜厚為0.2-7g/m2。

優(yōu)點：不需加熱，藥品消耗少，溶液溫度。

缺點：處理時間長。溶液配制較繁。

8.0按磷化液成分分類

a.鋅系磷化

b.鋅鈣系磷化

c.鐵系磷化

d.鎰系磷化

e.復合磷化〔磷化液由鋅、鐵、鈣、銀、鎰等元素組成〕。

9.0按磷化處理方法分類

9.1化學磷化

將工件浸入磷化液中，依靠化學反響來實現磷化，目前應用廣泛。

9.2電化學磷化

在磷化液中，工件接正極，鋼鐵接負極進展磷化。

10.0按磷化膜質量分類

10.1重量級〔厚膜磷化〕膜重7.5g/m2以上。

10.2次重量級〔中膜磷化〕膜重4.6-7.5g/m2。

10.3輕量級〔薄膜磷化〕膜重l.l-4.5g/m2。

10.4次輕量級〔特薄膜磷化〕膜重0.2-L0g/m2。

11.0按施工方法分類

11.1浸漬磷化

適用于高、中、低溫磷化特點：設備簡單，僅需加熱槽和相應加熱設備，最

好用不銹鋼或橡膠襯里的槽子，不銹鋼加熱管道應放在槽兩側。

11.2噴淋磷化

適用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰箱、洗衣機殼體。

特點：處理時間短，成膜反響速度快，生產效率高，且這種方法獲得的磷化膜結

晶致密、均勻、膜薄、耐蝕性好。

11.3刷涂磷化

上述兩種方法無法實施時，采用本法，在常溫下操作，易涂刷，可除銹蝕，磷化

后工件自然枯燥，防銹性能好，單磷化效果不如前兩種。

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材料外表處理-電鍍

1.0主題內容與適用范圍

本標準適用于對我公司的閥門、井口裝置、管匯等產品部件進展電鍍。

2.0定義

電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電

解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬外表沉積出來，形成鍍層

的一種外表加工方法。鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。根據鍍

層的功能分為防護性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

3.0電鍍根本原理圖

電鍍是一種電化學過程，也是一種氧化復原過程.電鍍的根本過程是將零件

浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接直流電源后，在零件

上沉積出所需的鍍層。

例如：鍍鎮(zhèn)時，陰極為待鍍零件，陽極為純鎂板，在陰陽極分別發(fā)生

如下反響：

陰極（鍍件）：Ni2++2e-Ni（主反響）

2H++e-H2T（副反響）

陽極（銀板）:Ni-2e-Ni2+（主反響）

40H--4e^2H2O+O2+4e（副反響）

不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來，如果陰極上氫離子復

原為氫的副反響占主要地位，那么金屬離子難以在陰極上析出.根據實驗，

金屬離子自水溶液中電沉積的可能性，可從元素周期表中得到一定的規(guī)律，

如表1.1所示。

陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極，大多數陽極為與鍍層相對應的可

溶性陽極，如：鍍鋅為鋅陽極，鍍銀為銀陽極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金

陽極.但是少數電鍍由于陽極溶解困難，使用不溶性陽極，如酸性鍍金使用

的是多為笆或鈦陽極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的標準含金溶液來補

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充.鍍銘陽極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-睇合金等不溶性陽極。

4.0工藝過程

一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍后處理三個階段。

完整過程：

4.1浸酸T全板電鍍銅一圖形轉移T酸性除油一二級逆流漂洗一微蝕一二

級-浸酸—鍍錫一二級逆流漂洗

五金及裝飾性電鍍工藝程序

4.2逆流漂洗T浸酸T圖形電鍍銅T二級逆流漂洗一鍍鍥T二級水洗T浸

檸檬酸T鍍金T回收一2-3級純水洗一烘干工藝要求

a.鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間，應有良好的結合力；

b.鍍層應結晶細致、平整、厚度均勻；

c.鍍層應具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙；

d.鍍層應具有規(guī)定的各項指標，如光亮度、硬度、導電性等；

e.電鍍時間及電鍍過程的溫度，決定鍍層厚度的大??；

5.0影響電鍍工藝質量的因素

4.1主鹽體系

5.1.1每一鍍種都會開展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系.如鍍鋅有氧

化鍍鋅，鋅酸鹽鍍鋅，氯化物鍍鋅（或稱為鉀鹽鍍鋅），氨鹽鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等

體系。

5.1.2每一體系都有自己的優(yōu)缺點，如氧化鍍鋅液分散能力和深度能力好，

鍍層結晶細致，與基體結合力好，耐蝕性好，工藝范圍寬，鍍液穩(wěn)定易操作對雜

質不太敏感等優(yōu)點.但是劇毒，嚴重污染環(huán)境.氯化物鍍鋅液是不含絡合劑的單鹽

鍍液，廢水極易處理；鍍層的光亮性和整平性優(yōu)于其它體系；電流效率高，沉積

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速度快；氫過電位低的鋼材如高碳鋼，鑄件，鍛件等容易施鍍.但是由于氯離子

的弱酸性對設備有一定的腐蝕性，一方面會對設備造成一定的腐蝕，另一方面此

類鍍液不適應需加輔助陽極的深孔或管狀零件。

6.0添加劑

6.1添加劑包括光澤劑，穩(wěn)定劑,柔軟劑，潤濕劑，低區(qū)走位劑等.光澤劑又分為主光

澤劑，載體光亮劑和輔助光澤劑等.對于同一主鹽體系，使用不同廠商制作的添

加劑，所得鍍層在質量上有很大差異.總體而言歐美和日本等興旺國家的添加劑

最好，臺灣次之，大陸產的相對而言比前兩類都遜色。

6.2主鹽與具體某一廠商的添加劑的聯合決定了使用的鍍液的整體性能.優(yōu)秀的

添加劑能彌補主鹽某些性能的缺乏.如優(yōu)秀的氯化物鍍鋅添加劑與氯化物主鹽配

合得到的鍍液深鍍能力比許多氧化鍍鋅鍍液的深度能力好。

7.0電鍍設備

7.1掛具：方形掛具與方形鍍槽配合使用，圓形掛具與圓形鍍槽配合使用.圓形

鍍槽和掛具更有利于保證電流分布均勻，方形掛具那么需在掛具周圍加設諸如鐵

絲網之類的分散電流裝置或縮短兩側陽極板的長度，使用如下圖的橢圓形陽極排

布。

7.2攪拌裝置：促進溶液流動，使溶液狀態(tài)分布均勻，消除氣泡在工件外表的停

留.

7.3電源：直流，穩(wěn)定性好，波紋系數小。

8.0前處理-超聲波清洗

8.1超聲波清洗⑴在電鍍前工藝應用

8.1.1產品電鍍前處理工藝非常重要，一般的傳統工藝使用酸液對工件進展

處理，對環(huán)境污染較重，工作環(huán)境較差，同時，最大的弊端是構造復雜零

件酸洗除銹后的殘酸很難沖洗干凈。工件電鍍后，時間不長，沿著夾縫出

現銹蝕現象，破壞電鍍層外表，嚴重影響產品外觀和內在質量。超聲波清

洗技術應用到電鍍前處理后，不僅能使物體外表和縫隙中的污垢迅速剝落，

而且電鍍件噴涂層結實不會返銹。

8.1.2利用超聲波在液體中產生的空化效應，可以清洗掉工件外表沾附的油

污，配適宜當的清洗劑，可以迅速地對工件外表實現高清潔度的處理。

8.1.3電鍍工藝，對工件外表清潔度要求較高，而超聲波清洗技術是能到達

此要求的理想技術。利用超聲波清洗技術，可以替代溶劑清洗油污；可以

替代電解除油；可以替代強酸浸蝕去除碳鋼及低合金鋼外表的鐵銹及氧化

皮。

8.2對幾種常見的工件電鍍前外表狀況，用超聲波清洗工藝情況簡介：

8.2.1拋光件外表拋光膏的清洗：

a.一般情況下，拋光膏常常采用石蠟調合，石蠟分子量大，熔點較高，常溫

下呈固態(tài)，是較難清洗的物質，傳統的方法是采用有機溶劑清洗或高溫堿

水煮洗有許多弊病。

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b.采用超聲波清洗那么可使用水基清洗劑，在中溫條件下，幾分鐘內將工件

外表徹底清洗干凈，常用工藝流程是：①浸泡-②超聲波清洗一③清水〔凈

水〕漂洗。

C.外表有油及少量銹的冷軋鋼板：冷軋鋼板外表一般有油、污或少量鐵銹，

要洗干凈比擬容易，但經一般方法清洗后，工件外表仍殘留一層非常細薄

的浮灰，影響后續(xù)加工質量，有時不得不再采用強酸浸泡的方法去除這層

浮灰。而采用超聲波清洗并參加適當的清洗液，可方便快捷地實現工件外

表徹底清潔，并使工件外表具有較高的活性，有時甚至可以免去電鍍前酸

浸活化工序。

d.外表有氧化皮和黃銹的工件：傳統的方法是采用鹽酸或硫酸浸泡清洗。

如采用超聲波綜合處理技術，可以快捷地在幾分鐘內同時去除工件外表的

油、銹、并防止了因強酸清洗伴隨產生的氫脆問題。

9.0后處理

9.1電鍍后對鍍層進展各種處理以增強鍍層的各種性能，如耐蝕性，抗變色

能力，可焊性等。

9.1.1脫水處理：水中添加脫水劑，如鍍亮操后處理。

9.1.2鈍化處理：提高鍍層耐蝕性，如鍍鋅。

9.1.3防變色處理：水中添加防變色藥劑，如鍍銀，鍍錫，鍍仿金等。

9.1.4提高可焊性處理：如鍍錫因此后處理工藝的優(yōu)劣直接影響到鍍層這

些功能的好壞。

10.0電鍍分類

10.1按照鍍層組成分類

鍍餡

鍍銘

10.1.1銘是一種微帶天藍色的銀白色金屬。電極電位雖位很負，但它有很

強的鈍化性能，大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質，所以鐵零件

鍍鋁層是陰極鍍層。鋁層在大氣中很穩(wěn)定，能長期保持其光澤，在堿、硝

酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩(wěn)定，但可溶于鹽酸等

氫鹵酸和熱的濃硫酸中。

10.1.2鋁層硬度高，耐磨性好，反光能力強，有較好的耐熱性。在500℃

以下光澤和硬度均無明顯變化；溫度大于500℃開場氧化變色；大于700°

C才開場變軟。

10.1.3由于鍍鋁層的優(yōu)良性能，廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和

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機能鍍層。

11.0鍍銅

鍍銅

11.1鍍銅層呈粉紅色，質柔軟，具有良好的延展性、導電性和導熱性，易

于拋光，經過適當的化學處理可得古銅色、銅綠色、黑色和本色等裝飾色

彩。鍍銅易在空氣中失去光澤，與二氧化碳或氯化物作用，外表生成一層

堿式碳酸銅或氯化銅膜層，受到硫化物的作用會生成棕色或黑色硫化銅，

因此，做為裝飾性的鍍銅層需在外表涂覆有機覆蓋層。

12.0鍍鎘

12.1鎘是銀白色有光澤的軟質金屬，其硬度比錫硬，比鋅軟，可塑性好，

易于鍛造和輾壓。鎘的化學性質與鋅相似，但不溶解于堿液中，溶于硝酸

和硝酸筱中，在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。鎘的蒸氣和可溶性鎘鹽都有

毒，必須嚴格防止鎘的污染。因為鎘污染后的危害很大，價格昂貴，所以

通常采用鍍鋅層或合金鍍層來取代鍍鎘層。目前國內生產中應用較多的鍍

鎘溶液類型有：氨竣絡合物鍍鎘、酸性硫酸鹽鍍鎘和氟化物鍍鎘。此外還

有焦磷酸鹽鍍鎘、堿性三乙醇胺鍍鎘和HEDP鍍鎘等。

13.0鍍錫

13.1錫具有銀白色的外觀，原子量為118.7,密度為7.3g/cmA3,熔點為

2320℃,原子價為二價和四價，故電化當量分別為2.12g/A.h和

1.107g/A.ho

鍍錫

2021.10.15發(fā)布第5頁共12頁2021.1030實

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