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弹簧零件表面前处理

前处理包括如下内容:去油脂、水洗、除锈酸洗、中和、喷砂、喷丸、表调、去应力退火等。前处理的目的在于清除金属表面外来物质,去除有害应力,防止结晶粗化(指磷化前表调)。为获得理想的金属或非金属覆盖层防护处理做好准备。

  金属表面具有重要的性质之一是只附,这是由于金属表面的原子或分子的力场是不饱和的,因此有吸引其它分子的能力。吸附又分为物理吸附和化学吸附,物理吸附容易解吸,化学吸附很难解吸。金属对气体、液体以及固体都会有吸附作用,表面的粗糙度及外来物质污染对吸附有很大影响,因此,表面防护处理的前处理十分重要,应予以足够重视。

1.弹簧零件表面去油脂

  主要有碱液清洗、溶剂乳化清洗、表面活性剂清洗、溶剂清洗。施工方法主要是浸液和喷淋。由于碱液清洗原料易得,价格低廉,设备简单,操作方便,应用广泛。

(1)碱液配方原则

  能溶解油脂;2能形成高碱度;3具有分散胶体状物质作用;4具有乳化性;5易于被水漂洗;6化学稳定性好,耐热;7润湿能力强,表面张力低;8有效浓度低;9无毒无公害;10腐蚀性小。
配方无严格要求,一般由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、水玻璃、0P乳剂、合成洗涤剂配制,使用温度控制在80℃~100℃。

(2)除油质量检查方法

  方法有水膜法、揩拭法、镀铜法、喷雾法、荧光法、称重法、试纸法。生产中最常用的简单方法为水膜法,经除油清洗后的零件浸入干净的水中,取出后30秒沥水,观察表面有一层连续的水膜,表明油脂已洗净;如水膜破裂,表明未洗净。

2.弹簧零件表面水洗

  除油后、除锈酸洗后、中和后、氧化后、磷化后、钝化后均应水洗,以清除表面脏物,同时防止前一种处理液进入下一种处理液。清洗槽应设溢流装置,保持清洗水不断流动更新,清洗时间保持1~2分钟,如果零件有盲孔和凹槽,应增加一次喷洗。去油后水洗常清洗两次,一次热水洗(80℃左右),次冷水洗,以洗净为原则,安排前后水洗次序。

  碱液去油脂后水洗槽的控制:清洗水的碱度低于1.5点。取50ml水样,用0.1N标准酸溶液滴定,标准酸溶液消耗量(毫升)即点数。

  酸洗及磷化后清洗槽的控制:清洗水的酸度低于1.5点。方法同上,只是用标准碱溶液滴定。
存在于金属表面的盐类会使漆膜起泡,对防锈油膜也有不利影响,因此 ,水的质量应予控制,水质要求:

(1)氯化物和硫酸盐总量应低于70ppm;

(2)总碱度应低于200 ppm;

(3)(1)和(2)的总量应低于255ppm;

(4)电阻率不低于100,000Ωcm;

(5)电泳漆前的最后清洗应用去离子水。去离子水的电阻率为500,000Ωcm。

3.弹簧零件表面除锈酸洗

  酸洗可去除大气腐蚀产物和氧化皮,同时对金属表面起活化作用。化学除锈的无机酸和有机酸近二十种之多,由于无机酸除锈效率高、速度快、价格低,在生产中用得最多,如:硫酸、盐酸、磷酸、硝酸,它们有时单独使用,有时混合使用,加热可加速除锈,一般控制温度在60~70℃范围。酸洗容易出现过腐蚀和氢脆问题,酸雾对人体和环境有危害,因此,要酸洗液中常常加缓蚀剂、润湿剂和抑雾剂。酸洗液的西方可在手册中查到,这里不再列举。

4.弹簧零件表面中和

  一般采用碳酸钠水溶液,在40~50℃下中和残留的酸。

5.弹簧零件表面喷砂、喷丸

  喷砂、喷丸是除锈的有效方法,用于涂装磷化前处理最多,同酸洗相比,氢脆的问题可以避免。有时采用抛丸去锈,表面形成压应力状态,可提高零件(如弹簧)的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能。

6.弹簧零件表面表调

  对磷化前的表面调整可以消除因去油去锈造成的表面不均匀状态,同时使金属表面形成大量极细的结晶核心,有昨于细密、均匀的磷化膜的形成。对锌系磷化尤为重要。表调剂用得最普遍的是磷酸钛胶体溶液,草酸溶液、低浓度磷酸钛、稀硫酸铜和硫酸镍溶液也能起到表调作用。

7.弹簧零件表面去应力退火

  零件经过机械加工、磨削、冷成形、冷拉伸、冷矫正,会形成残余应力,当材料抗拉强度最大值大于1050Mpa时,在电镀、化学镀、化学氧化、化学钝化、电化学氧化、磷化之前应进行清除残余应力的退火处理。热处理规范如下表所示:
 
  抗拉强度最大值(Mpa)  热处理温度(℃)  热处理时间(h) 

  >1050~1450  190~210  1 

  >1050~1800  190~210  18 

  >1800  190~210  24 

  当需要喷丸处理时,喷丸应在消除残余应力热处理之后进行。当特殊要求消除应力热处理在喷丸后进行时,消除应力的热处理温度不得超过220℃。
 

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