高強度螺絲螺母在熱處理前必須除磷,防止磷酸鹽殘留物影響熱處理過程的性能。

磷化與冷成形過程中的磷酸鹽層涂覆:

在鋼的冷成形過程中,諸如螺絲螺母、鋼絲和管道等零件通常需要進行磷化及涂覆潤滑劑。磷酸鹽層充當潤滑劑的載體,并且在工件與工具之間起屏障作用。

其原理基于磷酸鹽層的形成,將其牢牢地固定在金屬表面,并承載特殊的潤滑劑作用。一方面結(jié)合載體層的附著力和分離效果,另一方面結(jié)合特殊潤滑劑的分離和滑動性能,從而金屬成形達致高品質(zhì),表面質(zhì)量優(yōu)異,輔助工具的使用壽命長,壓制性能適中。

金屬成形后,冷成形工件表面上會有一層“磷酸鹽壓制底紋”,由鋅或磷酸鋅鈣鍍層和潤滑劑(如金屬皂、聚合物、二硫化鉬、石墨)構(gòu)成。

除磷過程規(guī)避多種問題,堿性剝離制程為優(yōu)選:

緊固件冷成形后進行熱處理的過程,可能會受到磷酸鹽壓制底紋的影響,更容易出現(xiàn)開裂和晶間腐蝕。此外,在非氧化退火處理過程中,工件表面殘留的磷酸鹽也會導致磷擴散到邊緣區(qū)域。導致工件更容易出現(xiàn)應力腐蝕開裂和增加失效的可能,特別對于高拉伸緊固件,如12.9級及更高級的緊固件。為了避免這些問題,殘留的磷酸鹽必須在熱處理前除去。

根據(jù)DIN EN ISO 898-1的規(guī)定,碳鋼和合金鋼制緊固件不允許檢測到豐富磷含量的白色區(qū)域。此外,大眾汽車的 “VW 60250高強度螺栓”規(guī)定,強度等級在10.9及以上的螺栓必須在熱處理前必須除磷。

磷酸鹽壓制底紋可以通過機械噴砂的方式或化學方法如酸或堿性剝離處理來去除。由于氫致脆性斷裂的風險,通常禁止使用酸性制程,因此堿性剝離制程為優(yōu)選。

熱處理前有效去除磷酸鹽層對于所生產(chǎn)工件的質(zhì)量至關重要。現(xiàn)代化設備及質(zhì)量水平的提高需要強而有效的除磷產(chǎn)品。麥德美樂思的KeyKote 400是一種經(jīng)試產(chǎn)及測試的最新除磷產(chǎn)品。

最簡單的堿性除磷體系以強堿(即氫氧化鈉或氫氧化鉀)與絡合劑的混合物為基礎。這些簡單溶液的有效性會隨著污染而迅速降低。很快地操作時間和溶液濃度也因此必須增加以獲得均一的良好效果。而這些溶液往往容易產(chǎn)生泡沫,然后凝固并帶進整個體系。因此,傳統(tǒng)堿性清潔溶液也不能解決問題。由于潤滑劑在槽中大量積聚,在冷卻到 65 ℃ 以下的時候傾向于凝固或變成凝膠。

而使用KeyKote 400則不易產(chǎn)生這些不必要的效果,并且還能夠提高除磷制程的質(zhì)量。同時,KeyKote 400的另一個優(yōu)勢是可以應對積聚的潤滑劑和金屬皂而不會產(chǎn)生過多的泡沫。此外,這種堿性體系還能同步清潔組件。

計量泵可遠程操控,改善制程控制:

除磷制程通常在滾筒浸入式設備、浸入旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)或阿基米德螺旋系統(tǒng)中操作,工作溫度高于65 °C。設備類型很大程度上取決于所需的產(chǎn)出及工件的表面結(jié)構(gòu)。采用滾筒浸入式設備,操作時間通常在10分鐘以上,浸入旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)則需要3 – 6分鐘(見表1),而螺旋系統(tǒng)的操作時間通常為3 – 10分鐘。 浸入旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)非常高效,但需要高性能的除磷產(chǎn)品如KeyKote 400,可在短時間內(nèi)除磷,泡沫少,對廢水的影響小。

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