凯发官网地址 鍍鋅返工為鋅鉻涂層的工藝案例探討

零件要經過一定的拋丸清理處理之后，才能更好的鍍鋅鍍鉻，形成完整的工藝流程。所以拋丸機清理在零件階段是非常重要的工藝流程。網帶式拋丸機， 吊鉤式拋丸機 等各類拋丸機都可以在零件拋丸清理過程中發揮作用。這里青島拋丸機生產廠家青島淳九整理了凯发官网地址 鍍鋅返工為鋅鉻涂層的工藝案例探討的論文分享給大家。
  摘要：鋅鉻涂覆技術應用在國內已經日趨成熟，被很多制造企業所應用。本文主要根據生產現場實際需要，通過試驗、分析，探究出了將鍍鋅零件改制成為合格的鋅鉻涂層零件的工藝案例，解決了鍍鋅零件上的鋅層對鋅鉻涂層質量的影響問題。為公司的庫存標準的重防腐利用提高防腐性能解決了難題。

  關鍵詞：鋅鉻涂層 鍍鋅返工 耐腐蝕試驗

 1.前言


鋅鉻涂覆從20世紀60年代起源北美，1993年經南京宏光空降廠引入第一條生產線以來，其以優良的防腐性、無氫脆、無公害等優點很快被國內許多制造企業應用，尤其是用它來代替原有的鍍鋅、氧化等標準件，以提高其防腐性能。
在現場生產中，鍍鋅、磷化、氧化零件的不合格品返工主要采取在相應的褪除溶液中除掉表面處理層，重新對其進行表面處理。鋅鉻涂層也基本遵循著這一工藝手段，即重新拋丸毛化，處理掉表面的鋅鉻涂層后重新進行涂覆。但若將已經鍍鋅的零件返工成鋅鉻涂層，傳統的褪除方法和工藝經現場生產證明無法達到鋅鉻涂層的防腐技術要求。但根據實際生產，對現有的工藝手段進行調整后，圓滿的解決此難題，使生產得到了順利的進行。


2.現狀介紹


我公司在06年引進鋅鉻涂層生產線，07年完成工藝調整并形成生產能力，主要產品是一些螺栓緊固件、墊片、管狀零件等，其工藝要求主要是零件拋丸、涂鋅鉻涂層（二涂二烘），膜層6-8.6μm，中性鹽霧試驗時間≥800h（未封閉）；涂鋅鉻涂層（三涂三烘），膜層8.6-10μm，中性鹽霧試驗≥1000h（未封閉）。表面附著力采用“JDIS K53114-4 日本膠帶五級標準評定法≥3.5—為合格”，在工藝投產鑒定時其厚度、鹽霧試驗都通過了公司實驗室的驗證報告，工藝規定在工藝或涂料變更時將重新進行鹽霧試驗，在一般生產中用常州達克羅涂覆有限公司推薦的20%硝酸銨快速腐蝕試驗來判定其耐腐蝕性。此工藝自投產以來其工藝及產品技術性能一直穩定，其附著力在生產控制中也未出現異常。
09年初公司采購部門按鍍鋅采購了大批量的各類標準件，但在生產中，由于產品整體防腐要求的提高，無疑鋅鉻涂層成了代替鍍鋅防腐的較佳選擇，為此采購大批量的鋅鉻涂層標準件已不太現實，況且大批量的鍍鋅庫存也需要處理。一直以來，雖有表面處理工序的返工經驗，但沒有由鍍鋅返工為鋅鉻涂層的前例，為此我們只能摸索前進，希望利用現有的資源設備，盡快解決問題。


3. 試驗過程中相關工藝過程簡介


3.1 除油：QS-1金屬清洗劑  2-3%，50-60℃；除盡為止。 3.2 酸洗：硫酸100-150g/L，氯化鈉30-50 g/L，Op 5-10 g/L；室溫。 3.3 堿煮：氫氧化鈉 400g/L，亞硝酸鈉 200g/L；沸騰；20min。 3.4 拋丸：青島凯发国际娱乐官网入口履帶拋丸機；鋼丸直徑φ0.3-0.5mm；電流 10-15A。 3.5 鋅鉻涂覆：
3.5.1 涂液及涂裝方法：JH-380型鋅基鉻鹽水基涂料浸涂。3.5.2 烘烤：100-150℃預烘10-15min，300-350℃燒結固化20-30min，室溫強冷5-10min。
3.6 硝酸銨快速腐蝕試驗
3.6.1 簡介：由于鹽霧試驗周期時間很長，在生產試驗中很難具體操作，為此借用常州達克羅涂覆有限公司企業標準“QB/JHST001-2001水系鋅基鉻酸鹽復合涂層”中的7.7款快速腐蝕試驗來快速判定涂層的耐腐蝕性能。這也是目前國內流行的快速判定鋅鉻涂層耐腐蝕性能的方法，雖然不能替代鹽霧試驗，但是通過對照，可以提供另一種快速界定鋅鉻涂層耐腐蝕性能好壞的方法。
3.6.2試驗條件和方法： 配方：20%的硝酸銨溶液 溫度：70±2℃水浴

鹽霧試驗與硝酸銨試驗對照表

4.試驗過程


4.1 試驗一：


4.1.1 試驗描述：接到通知后，根據以往鋅鉻涂層返工的經驗，我們將工序定為：除油→水洗（常溫）→烘干（60-80℃ 30min）→拋丸毛化（8min）→鋅鉻涂覆的常規返修方法進行處理。在經過拋丸毛化→鋅鉻涂層（兩涂兩烘）的螺栓等緊固件，涂層表面大面積脹起、起皮，用手摸會掉下片狀鋅鉻涂層，進行20% 硝酸銨速腐蝕試驗，在不到0.25h零件從牙頂出現紅銹，之后牙底也產生紅銹，其明顯無法滿足技術要求。之后加長了拋丸時間，起皮雖有所減輕，但未能從根本解決問題。


4.1.2 問題分析：經過對試驗一處理的零件現場分析后認為，螺栓起皮的主要原因，一是因鋅的熔點（420℃）較低，在150℃以上有較大的延展性，在涂覆后經過310-330℃烘烤燒結，隨后在強冷下使其露出金屬基體；二是因鍍鋅層鈍化膜在高溫烘烤下失去結晶水變脆、開裂，從而使膜層脹起、起皮露出金屬基體。露出金屬基體的鋅鉻涂層件在硝酸銨溶液中更易發生原電池腐蝕，在一定程度上加快了零件的腐蝕速度加快。鑒于以上原因，在返工工序中怎樣除去鍍鋅層顯得尤為重要，它將直接影響到隨后進行的返工鋅鉻涂層的防腐性能。為了盡快使實驗有結果，我們初次采用兩種退鋅手段——堿性褪鋅和酸性褪鋅，并通過隨后的試驗進行驗證。


4.2 試驗二：


4.2.1試驗描述：因考慮到利用公司現有設備，現行生產的黑金屬酸洗槽就可以完成退鋅，無需另行配置槽液。為此我們確定的工序為：除油→水洗（常溫）→酸洗（10min）→水洗（常溫）→烘干（60-80℃  30min）→拋丸( 8min)→鋅鉻涂層（兩涂兩烘）→檢驗。經此返工，零件表面為正常的銀白色，其膜層厚度平均達到了6.12μm，膜層附著力按“JDIS K53114-4”中按日本NDS公司膠帶實驗五一標準評一圖＞3.5級，為合格，但20% 硝酸銨快速腐蝕試驗時間僅為45min，遠遠低于其1.5h的工藝要求。


4.2.2 問題分析：現場分析可能是涂覆操作有問題所致，但經過嚴格的監控涂液浸涂粘度、甩干時間、烘烤溫度、烘烤時間，并將酸洗時間調到了15min的情況下，其快速腐蝕時間都未能突破1h。當時考慮緊固件被快速腐蝕，應該較大的原因仍是鋅層未能徹底清除干凈，但酸洗不能無限期的延長，一來會腐蝕緊固件基體，二來因酸洗會發生氫脆不宜時間太長。此試驗也告失敗。


4.3 試驗三：


4.3.1 試驗描述：因考慮是要繼續完全除去鍍鋅膜層，而酸洗又不可以無限期延長，是否可以考慮先破壞鍍鋅膜的完整性，之后酸洗效果也許會改觀。為此我們此次確定的工序為：除油→烘干→拋丸(min)→酸洗→水洗（室溫）→烘干（60-80℃  30min）→拋丸(5min)→鋅鉻涂層（兩涂兩烘）→檢驗。本次試驗是從一批200件M20螺栓取3件，事先在螺栓螺紋一端端面打上字頭“A”、“B”、“C”，在第二次拋丸后用測厚儀在螺栓六角斷頭面，取任意五點測出拋丸后的厚度，并取平均值，然后在兩涂兩烘后找出這三個零件，繼續在六角端頭處任取五點測量取值，并取平均值，具體數據記錄見鋅鉻涂層試驗表1：

鋅鉻涂層試驗表1

備注：
1.測厚儀：德國Fishcher鍍層測厚儀。
2.涂層厚度（μm）=涂后平均厚度（μm）−拋丸后厚度平均（μm）


    4.3.2 數據分析：


試驗試件表面呈銀灰色，其膜層厚度也在6-8.6μm（兩涂兩烘）范圍之內，對其進行膠帶附著力試驗均＞4-，符合工藝要求范圍。隨后按標準用20% 硝酸銨作快速腐蝕試驗，其時間均大于1.5h，達到公司技術參數要求。以上數據證明，此工藝返工能滿足鋅鉻涂層現行工藝要求的幾項主要指標，方法可行，且適合大批量生產。只是因為在返工中加入了酸洗，有可能增加氫脆，所以對高強度連接件、彈性類零件在返工時應慎重，雖然在高溫烘烤涂層時，在理論上也有除氫效果，但具體還不能確定。


4.4 實驗四：


4.4.1 試驗描述：雖然試驗三能夠解燃眉之急，但在隨后的生產中，有彈性墊片和一些強度要求較高的零件陸續轉來，有酸洗工序的試驗三明顯不適合這種零件的返工。為此重新配制了堿煮槽進行堿性退鋅，其工序為：堿煮→水洗（工業 室溫）→烘干（80-100℃  30min）→拋丸→鋅鉻涂層（兩涂兩烘）→檢驗。本次試驗是從150件批次的墊圈  GB 7244-87 M30中取3件,打上在墊圈平面上打上“1、2、3”標記，厚度在墊圈平面上任意取五點進行測量，具體數據記錄見鋅鉻涂層試驗表2：

2
鋅鉻涂層驗表2

備注：
1.測厚儀：德國Fishcher鍍層測厚儀。
2.涂層厚度（μm）=涂后平均厚度（μm）−拋丸后厚度平均（μm）

4.4.2 數據分析：
試驗試件表面呈銀灰色，將這三件墊圈再分別進行膠帶實驗均＞4-，20% 硝酸銨快速腐蝕試驗大于1.5h，達到公司技術參數要求。證明，此工藝也能滿足其防腐技術要求，方法可行，且適合大批量生產，因其在返工中沒有酸洗工序，無氫脆缺陷，在堿煮中也可以適當的延長褪除時間，使褪鋅更徹底。但工藝中堿煮需要加溫，使其增加了操作的復雜性。

5. 結語：

從實際生產看，以上試驗3和試驗4鍍鋅返工的鋅鉻涂層完全符合鋅鉻涂層的技術參數，且可大批量進行生產。


5.1試驗三工藝操作簡單、不需加溫，費用較低，一般的企業都可操作，但不合強度要求高的連接件和彈性類零件，切時間掌握不好易腐蝕零件。

 5.2試驗四工藝適合于所有鐵基退鋅后鋅鉻涂層處理，尤其適合一些高強度、彈性零件和怕腐蝕零件，的缺點是需要加溫，能源消耗加大較難操作。

參考文獻：
1肖合森.達克羅在我國轎車工業的應用.[J].電鍍與涂飾，1998；17（4）：25. 2 張偉明.達克羅——當今世界表面處理的高新技術.[J].材料保護，1995；28（8）：19. 3 肖合森.達克羅處理的檢測方法.[J]. 電鍍與涂飾，2004；23（1）：45. 4  QB/JHST001-2001 常州達克羅涂覆有限公司