用于金屬冷塑性變形的新型環(huán)保磷化工藝及其應(yīng)用研究.pdf

1、冷塑性變形（如冷擠壓、拉拔等）作為鋼材形變加工中一種常用的處理方式，過程中需要對鋼件表面進行磷化處理，從而在鋼件表面形成一層具有可塑性的磷酸鹽薄膜，經(jīng)皂化后可以減少鋼件與模具之間的摩擦，提高冷變形速度和質(zhì)量。傳統(tǒng)的表面磷化不僅使用了對環(huán)保不利的亞硝酸鈉促進劑，而且在磷化處理過程中會產(chǎn)生大量的沉渣。因此，尋找新的環(huán)保型促進劑或者改進磷化處理工藝實現(xiàn)無渣或微渣，是磷化處理行業(yè)需要解決的關(guān)鍵問題。
　　本文首先運用電化學(xué)反應(yīng)理論以及擴散

2、理論探究了磷化成膜機理，研究了傳統(tǒng)促進劑亞硝酸鈉和環(huán)保型促進劑硫酸羥胺(HAS)對磷化成膜以及摩擦性能的影響。用X射線衍射分析了磷化膜相結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，形成的磷化膜主要由Zn3(PO4)2·4H2O(H膜)和Zn2Fe(PO4)2·4H2O(P膜)組成。四球摩擦實驗結(jié)果表明，與亞硝酸鈉相比，在鋅系磷化液中添加HAS能有效降低潤滑后的磷化膜的摩擦系數(shù)。因此，可以認(rèn)為，作為環(huán)保型促進劑-HAS將有望在磷化工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
　

3、　其次，本文還研究了在磷化液中添加鈣元素以實現(xiàn)磷化液無促進劑管理(Zn-Ca系磷化)。XRD分析結(jié)果表明，添加鈣元素后，磷化膜的主要成分為Zn3(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O以及CaZn2(PO4)2·4H2O。隨著鈣鋅比的增加，膜層致密性增加，磷化膜形貌由片狀和顆粒狀逐漸變?yōu)榧?xì)枝狀。實際冷擠壓結(jié)果表明，隨著鈣鋅比的增加，冷變形工件精度越來越高。當(dāng)鈣鋅比為0.375時，加工的工件達(dá)到最佳生產(chǎn)精度。在實際應(yīng)用過程

4、中，發(fā)現(xiàn)鈣鋅比為0.375的磷化工作液的幾個參考指標(biāo)與處理量均呈指數(shù)關(guān)系，其中總酸(TA)和游離酸(FA)呈指數(shù)式下降，而酸比(AR)和Fe2+濃度則呈指數(shù)式上升關(guān)系。
　　此外，比較可知，無促進劑管理的磷化液在處理過程中產(chǎn)生的沉渣量只有促進劑管理的25％。也就是說，無促進劑管理的磷化液的應(yīng)用不僅可以實現(xiàn)微渣磷化，而且減少了磷化液的現(xiàn)場檢測指標(biāo)，因此有效降低了生產(chǎn)成本，提高了磷化處理效率。
　　論文最后對冷塑性變形磷化液的發(fā)