冷镦、冷挤压基础知识介绍(3)

2018-11-22 20:37

?elongation)。对于这一点,我们在后述的对数应变中会表述得更多。在点E附近,一般的载荷变化非常少,因此很难根据自动记录的曲线读取ε

经过了点E后,S继续下降,不久材料在点F处断裂。从E到F的测定,由于材料不是均匀变形以及测定方法的问题,一般不进行。

一方面,真实应力σ点,在D以后始终继续上升,点F′为断裂点,我们把EF至E′F′间的延伸率叫做局部延伸(local elongation)。从初期状态到断裂的延伸率叫作全延伸(total elongation,通常用%表示

金属表面转化膜——磷化

金属表面转化膜——磷化金属表面在除油、除锈后,为了防止重新生锈,通常要进行化学处理,使金属表面生成一层保护膜,该膜通常只有几微米,主要起增强涂层和底材附着力的作用,较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中,磷化是化学处理的中心环节,是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法,在工业上应用很广。

1 与磷化工艺相关的标准

金属 ( 主要指钢铁 ) 经含有锌 (Zn) 、锰 (Mn) 、铬 (Cr) 、铁 (Fe) 等磷酸盐的溶液处理后,在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜,以磷酸锌为例,在氧化剂的存在下,所生成的磷化膜为 Zn3(PO4)2·4H20 和 Zn2Fe(PO4)2·4H20 的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔 ( 空隙率为表面积的 0.5% ~ 1.5%) ,膜厚通常为 0.1 ~ 50 μ m 。

关于磷化工艺,我国和国际上都有相应的标准体系,可参照执行:

GB/T11376-1997 金属的磷酸盐转化膜

GB/T6807-2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件

GB/T12612-1990 多功能钢铁表面处理液通用技术条件

ISO9717-1990(E) 金属的磷酸盐转化膜 - 确定要求的方法

ISOl0546-1993(E) 化学转化膜 - 铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜

DIN50942-1973 金属的磷化处理 方法原理、缩写符号和检验方法

ANSI/ASTM/AMS2480C 涂漆基体磷化处理

2 磷化的作用

磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上,既可当作最终精饰层,也可作为其他覆盖层的中间层,其作用主要有以下方面。

2.1 提高耐蚀性

磷化膜虽然薄,但由于它是一层非金属的不导电隔离层,能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体,抑制金属工件表面微电他的形成,进而有效阻止涂膜的腐蚀。表 1 列出了磷化膜对金属耐蚀性能的影响。

表 1 不同膜层保护钢的试样经盐水浸泡的耐蚀性能

保 护 膜 在 3%NaCl 溶液中首先出现腐蚀的时间 /H

无覆膜

磷化膜

镀镍

镀铬

磷化膜加石蜡

两层烤漆

磷化膜加一层烤漆

长效防腐涂料

磷化膜加长效防腐涂料 0.1

1

10 ~ 13

23 ~ 24

60

70

500h 试验无腐蚀

1000h 试验无腐蚀

2000h 试验无腐蚀

2.2 提高基体与涂层间或其他有机精饰层间的附着力

磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构。其间没有明显界限。磷化膜具有的多孔性,使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中,与磷化膜紧密结合,从而使附着力提高。

2.3 提供清洁表面

磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长,因此,经过磷化处理的金属工件,可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。

2.4 改善材料的冷加工性能,如拉丝、拉管、挤压等。

2.5 改进表面摩擦性能,以促进其滑动。

3 磷化的分类

磷化处理分类方法较多,工业上较为常用的有以下几种。

3.1 按磷化膜种类分

可把磷化分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。

各种磷化膜的特点见表 2 。

表 2 磷化膜分类及特征

磷化膜类别 磷化膜基本成分 铁基体单位面积膜层( g/m2 )结晶类型

锌系 Zn2Fe(PO4)·4H2OZn3(PO4)2·4H2O1 ~ 40 定型晶结构,树枝状、针状、空隙较多

锌钙系 Zn2Ca(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O1 ~ 15 紧密颗粒状,有时有大的针状颗粒,空隙较少

锌锰系 Zn2Fe(PO4)2·4H2O Zn3(PO4)2·4H2O(Mn,Fe) 5H2(PO4)4·4H2O1 ~ 40 颗粒 - 树枝 - 针状混合晶型,空隙较少

锰系 (Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O Mn3(PO4)2·3H2O 酸式磷酸铁锰 1 ~ 40 密集颗粒状,空隙少

铁系 Fe5H2(PO4)4·4H2O5 ~ 20 颗粒状,空隙较多

非晶相铁系 Fe3H2(PO4)2·8H2O Fe2O3 FePO4 2.5 ~ 1.5 膜薄,结构呈非晶相平面分布

3.2 按磷化膜质量分类

实际应用中,一般根据单位面积膜层质量( g/m2 )衡量,可分为重量级、次重量级、轻量级、次轻量级四种。其作用见表 4 。通常膜薄附着力好,而膜厚耐蚀性好,涂装前处理所需膜层为 0.5 ~ 7.5g/m2 ,一般锌系磷化膜控制在 1 ~ 4.5g/m2 ,铁系磷化膜控制在 0.2 ~ 1g/m2 ,与阴极电泳或粉末涂料配套时磷化膜控制在 1 ~ 3g/m2 。

表 3 磷化膜质量与用途的关系

质量分类 膜质量 / ( g/m2 )膜主要成分用途

次轻量级

轻量级

次重量级

重量级 0.2 ~ 1

1.1 ~ 4.5


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