9
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法,锻压(锻造与冲压)的两大组成部分。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
锻造生产是机械制造工业中提供机械零件毛坯的主要加工方法。通过锻造,不仅可以得到机械零件的形状,而且能改善金属内部组织,提高金属的机械性能和物理性能。一般对受力大、要求高的重要机械零件,大多采用锻造生产方法制造。如汽轮发电机轴、转子、叶轮、叶片、护环、大型水压机立柱、高压缸、轧钢机轧辊、内燃机曲轴、连杆、齿轮、轴承、以及*工业方面的火炮等重要零件,均采用锻造生产。 [7]
因此,锻造生产广泛的应用于冶金、矿山、汽车、拖拉机、收获机械、石油、化工、航空、航天、兵器等工业部门,就是在日常生活中,锻造生产亦具有重要位置。
从某种意义上说,锻件的年产量,模锻件在锻件总产量中所占的比例,以及锻造设备大小和拥有量等指标,在一定程度上反映了一个国家的工业水平。
磷化后用水冲洗磷化膜的作用是去除吸附在膜表面的可溶性物质等,以防止涂抹在湿热条件下起泡,脱落,提高涂膜附着力,耐腐蚀性,通过对一同磷化膜分别采用去离子水,下水道水,车间排放水冲洗实验得知其耐蚀性、柔韧性逐个降低。对于要求较严的阴极电泳涂装,再涂装前采用去离子水水洗。
涂装前处理
1.脱脂对磷化的影响
的磷化膜只有在去油污除彻底的工件表面才能形成,因为油污残留在工件表面,不仅会严重阻碍磷化膜的生长,而且会影响涂膜的附着力,干燥性能,耐腐蚀性能等。
2.除锈对磷化膜的影响
磷化膜不能在锈层或氧化皮上生长的,所以彻底除锈是磷化的必要条件。但除锈时间不能过长。否则易出现过腐蚀,工件表面粗燥导致结晶粗大多孔,沉淀增多。除锈时间过短,工件表面活化不够,同样使磷化膜结晶粗大。所以控制好除锈时间对于获得密集活化点,形成致密的磷化膜有着重要的作用。
3.脱脂后水洗对磷化的影响
脱脂后水洗,虽然属于涂装前处理的工序,但同样需要引起足够的重视,这是因为若有清洗不彻底,很容易将脱脂槽中的不易洗净的表面活性剂及杂质离子带入磷化槽液中,从而使磷化膜变薄,返黄,甚至引起涂装后起泡、脱落。因此建议采用多级水洗,并控制后清洗水的PH值接近中性。另外,选用不含NaOH、NaCO3、难洗净的界面活性剂的脱脂剂。
对于水洗水的总碱度(TAL)、PH值、温度、时间都需要严格控制:TAL太高和PH值太高,已带入表调槽引起表调液总酸度多高不易于管理,带入磷化槽内使下降太快,导致槽液不稳定;PH值太低和时间太长,钢铁在水洗过程中易产生锈蚀,生成的磷化膜结晶粗大,耐腐蚀性降低,膜重**标,在连续线上,由于链速已定,所以清洗时间不可能改变,只能在清洗水中加入碱提高清洗水PH值至于9.0-9.5,另可加入一定量的NaNO2,以防止钢铁件生锈;清洗水温度过高,钢铁件易锈蚀,需加大补给水的,降低脱脂剂槽液的处理温度,清洗水温度过低,脱脂剂清洗效果不能**,清洗水温度一般在10-35℃范围内比较好。
4.表调对磷化的影响
表调又称表面调整,通过调整,可以改善工件表面的微观状态,从而改善磷化膜外观,结晶细小,均匀,致密,进而提高涂膜性能。现代表调基本上都是胶体钛盐表调,对已表调液也需严格控制总碱度(TAL)、温度、PH值、钛含量,总碱度、PH值高易使磷化槽下降过快;温度过高,易产生工序间表干;钛含量过低表调效果不好,钛含量太高,磷化膜不易生成,膜重不达标。
5.钝化对磷化的影响
磷化后的钝化封闭可以提高磷化膜单层的防锈能力,同时也可以改善磷化膜的综合性能,但钝化液含铬,废水处理困难,一般不采用。
1939年美国莎司投产一台新型的热镀锌机组,所以也叫莎伦法。该法是在退火炉内向带钢喷射气体并使带钢达到再结晶温度,所以也称为气体酸洗法。采用气体酸洗,不但能去除带钢表面的氧化皮,而且同时去除了带钢表面的油脂,由于带钢表面被氧化气体腐蚀,形成麻面,所以使用莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。但是由于设备腐蚀严重,由此造成很高的设备维修和新费用。因而此种方法很少被采用。
(5)改良森吉米
它是一种优越的热镀锌工艺方法;它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来,这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个有机整体。实践,该法具有许多优点:、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快,1965年以来新建的作业线几乎全部采用了这种方法,近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造。
原理
热浸锌层是锌在液态下,分三个步骤形成的,铁基表面被锌液溶解形成锌、铁合金相层;合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌、铁互溶层;合金层表面包裹着锌层。
性能特点
具有较厚致密的纯锌层覆盖在钢铁紧固件表面上,它可以避免钢铁基体与任何腐蚀溶液的接触,保护钢铁紧固件基体免受腐蚀。在一般大气中,锌层表面形成一层很薄而密实的层表面。它很难溶于水,故对钢铁紧固件基体起着一定保护作用。如果与大气中其它成分生成不溶性锌盐后,则防腐蚀作用理想;具有锌—铁合金合金层,结合致密,在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性;由于结合牢固,锌—铁互溶,具有很强的耐磨性;由于锌具有良好的延展性,其合金层与钢铁基体附着牢固,因此热镀锌可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型工序,不损伤镀层;钢结构件热浸锌后,相当于一次退火处理,能有效改善钢铁基体的机械性能,消除钢件成型焊接时的应力,有利于对钢结构件进行车削加工;热浸锌后的紧固件表面光亮美观;纯锌层是热浸锌中富有塑性的一层镀锌层,其性质基本接近于纯锌,具有良好的延展性。
80—90℃处理时间为10-20分钟,形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1:(7-8)
优点:膜抗蚀力强,结合力好。
缺点:加温时间长,溶液挥发量大,能耗大,磷化沉积多,游离酸度不稳定,结晶粗细不均匀,已较少应用。
⑵中温型
50-75℃,处理时间5-15分钟,磷化膜厚度为1-7 g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1:(10-15)
优点:游离酸度稳定,易掌握,磷化时间短,生产,耐蚀性与高温磷化膜基本相同,应用较多。
⑶低温型
30-50℃ 节省能源,使用方便。
⑷常温型
10-40℃ 常(低)温磷化(除加氧化剂外,还加促进剂),时间10-40分钟,溶液游离酸度与总酸度比值为1:(20-30),膜厚为0.2-7 g/m2。
优点:不需加热,消耗少,溶液稳定。
缺点:处理时间长,溶液配制较繁。
⒉按磷化液成分分类
⑴锌系磷化
⑵锌钙系磷化
⑶铁系磷化
⑷锰系磷化
⑸复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。
⒊按磷化处理方法分类
⑴化学磷化
将工件浸入磷化液中,依靠化学反应来实现磷化,应用广泛。
⑵电化学磷化
在磷化液中,工件接正极,钢铁接负极进行磷化。
⒋按磷化膜质量分类
⑴重量级(厚膜磷化) 膜重7.5 g/m2以上。
⑵次重量级(中膜磷化)膜重4.6-7.5 g/m2。
⑶轻量级(薄膜磷化)膜重1.1-4.5 g/m2。
⑷次轻量级(特薄膜磷化)膜重0.2-1.0 g/m2。
⒌按施工方法分类
⑴浸渍磷化
适用于高、中、低温磷化 特点:设备简单,仅需加热槽和相应加热设备,用不锈钢或橡胶衬里的槽子,不锈钢加热管道应放在槽两侧。
⑵喷淋磷化
适用于中、低温磷化工艺,可处理大面积工件,如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点:处理时间短,成膜反应速度快,生产,且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
⑶刷涂磷化
上述两种方法无法实施时,采用本法,在常温下操作,易涂刷,可除锈蚀,磷化后工件自然干燥,防锈性能好,但磷化效果不如前两种。