磷化在阀门制造业中的应用.pdf

年第期 一 度 , 对其使用性能的影响是很大 的 。 因此 , 低压 大口径蝶 阀在设计时 , 其主要零部件 的刚度是 考虑的主要问题之一 , 应认真地分析和解决 。 磷化在 阀 门制造业中的应用 河北机电学院王德拥 摘要报 导了在国外阀门制造业中磷化技术用于涂装和喻漆工艺的信 息 , 简要 闲述了磷化的 特点和磷化膜形成的机理 。 介绍了两个经过生 产 实践的碑化液配方 , 对磷化技术在我国阀门制造业 中的应用和深入开发提出了建议和设怒 。 主题词 阁门礴酸盐化膜表面处理 概述 磷化是一种金属表面涂层防护技术 , 即把 经过除油和酸洗 , 表面洁 净 的金属放入含有磷 酸和 可溶性磷酸盐的稀溶液中进行适 当处理 , 使金属表面形成不可溶的 、 附着性良好的磷酸 盐膜层 。 这种膜层是由基体金属和涂层金属的表层 原子互相反应而形成 的 , 即所谓化学转化涂层 化学转化膜 。该膜层不 同于镀锡、镀锌和 镀铬 等按电沉积原理而形成的涂层 , 所以它与基体 金属的粘 附力特别强 , 几乎可以看成是基体金 属的一部分 , 甚至在巨大机械外力的作用下 , 当 基体金属发生塑性变形时都不 会脱落 。此外, 这 种膜层是多孔的 , 表面积较大 , 对各种润滑剂和 防腐涂料有很强的吸附作用 , 而且膜层本身有 着很好的耐热性和电绝缘性 。 磷酸盐膜层的主要化学成分是磷酸铁 、 磷 酸锌 、 磷酸锰和磷 酸锡等 , 其厚度随被涂基体 材 料和磷化工 艺 的不 同而不同 , 一般 为一 协 。 磷酸盐膜较薄时 , 其耐蚀性较差 , 一般用 作防腐蚀涂装前的预处理 。 厚磷酸盐膜经过钝 化处理 , 使孔隙封闭后 , 膜层本身就可以起到很 好的耐蚀保护作用 。 用磷化防锈和把磷化膜作为油漆基层的方 法已广泛地应用在工业生产的 各 个领域 , 特别 是把磷化作为涂覆油 漆 的金属预处理工艺之 一 , 在国外已经被列为规范 〔,’。 阀门制造行业自 然也不例外 , 我们可以从某些进口阀门的表面 涂装质量上看 出这点 , 年在马格德堡市召 开的第届国际阀门会议上也 有这方面的报 导 〔〕。 磷化在我国的兵工行业和金属加工行业 中 应用较多 , 采用这种技术 的目的是为了实现军 械机件的防锈或金属冷态塑性加工时的润滑 。 改革开放以来 , 我 国引进了许多生产民用产 品 的成套技术 , 磷化是涂装流水线上不可缺少的 环节 , 这在许多轿车制造厂和自行车 、 家用电器 制造厂中都可以看到 , 但 由于种种原因 , 在我国 的阀门行业中应用尚少 。 磷化膜的形成机理 金属浸入含有游离磷酸的第一代磷酸盐 水溶液以后 , 在金属和溶液的界 面 处 , 发生 了第一代可溶性磷酸盐转变为不溶性 的第二代和第三代磷酸盐的过程 。 干 二 于二二之 式 一和式 合并 , 有 于之 以上各式中的代表 、 或 。 一一 年第期 由式可知 , 若减小离子的浓度 , 可以 促进第二或第三代不溶性磷酸盐的形成 。 如基 体金属是铁 , 则可被酸性溶液中的还原 , 放出氢气 。 个 除此之外 , 基体金属和第一代磷酸盐之间 还可能直接发生反应 , 产生二 、 三代磷酸盐 , 放 出氢气 。 一 个 一 ‘ 个 上述诸反应的结果是 , 在基体金属和溶液 的界面处 , 有不溶性的磷酸盐沉积出来 , 构成了 金属表面的磷酸盐膜 。 磷化工艺 磷化液是由浓缩 原液 , 浓缩制剂 加水稀释 后制成的 。 国外的浓缩磷化制剂的牌号很多 , 但 都是技术专利 。 现在我国各企业使用的磷化液 配方也多半处于技术保密状态 , 以下仅介绍两 个年代较成熟的磷化液配方及工艺条件 。 基 体金属为低碳钢 , 磷化膜厚度 为 、 。 配方一 硝酸 磷酸 氧化锌 总酸度一点 游离酸度点 处理温度 ℃ 处理时间 配方二 酸式磷酸锰〔 〕 硝酸锌〔 〕 亚硝酸钠〔 〕 总酸度一点 游离酸度 、 点 处理温度一 ℃ 处理时间 低温磷化 传统的磷化工艺都需要在较高的温度下进 行 , 持续时间也很长 。 为了降低能耗 , 提高生产 效率 , 减少因高温而 引起的磷化设备锈蚀和环 境污染等问题 , 年代国外已开发低温磷化工 艺 , 在文献〔 〕中有所介绍 。 前苏联第四届全国阀门科学技术会议上发 表了关于低温磷化在 阀门制造业中应用情况的 论文 〔, 。 论文指 出 , 使用新开发出的 一 型 磷化剂对碳钢和低合金钢进行 磷化 , 在 ℃的温度下 , 经即可得到令人满意 的细晶粒含锌磷化层 , 膜重为 , , 文中 还给出了使用这种浓缩剂配制磷化液的方法 。 据介绍 , 应用新工艺所获得的磷化膜 , 其耐蚀性 优于使用传统方法的磷化结果 。 传统工 艺虽然质量稳定 , 易于掌握 , 但其磷化过程要在 一 ℃的温度下进行 。 论文还披露 , 更新型的 一 型磷化剂 , 不仅可以实现低温磷化 , 甚 至可以使金属表面 的脱脂和磷化同时完成 , 效 果更好 。 我国在低 温磷化 方面 也有许多 的科研成 果 , 有些配方和工艺已列入手册川 , 可供使用时 参考 。 ’ 结语 在金属制品涂装前的预处理当中采用磷化 工艺 , 可以提高油漆基膜的附着力 , 简化喷漆工 艺 , 节省油漆材料或降低对漆料性能的要求 , 延 长制品的使用寿命 , 有着良好的综合效益 。把这 种技术用于阀门的制造 , 同样可以提高产 品的 质量 , 增强阀门产品在国内外市场上的竟争力 。 ’ 磷化膜作为在重载下滑动表面上的持油介 质 , 已十分成熟地应用在军械机件和金属冷塑 性加工中 。 这种覆膜的耐热性好 , 摩擦系数低 , 能够在机械滑 动副之 间起隔离的作用 , 消除磨 损和擦伤 , 有利于机件的运转 。如 能结合各种阀 「的结构特点加以应用 , 对改善某些阀门 如球 阀和各种滑阀 的性能 , 提高产品的技术含量 , 也是极有可能的 。 年第期 一一 参考文献 , ”沉鱿级 只户 匕 ”一”巴 巴爪 叼氏怪 又 中月 入认 以万】刃 门 义 、 诬〔 五 中 牙乙、刊〕 金属防腐蚀手册 上海科学技术出版社 , 防 火阀的设 计 与 研 究 瓦房店阁门厂范兆勤 在石油工业石油开采 、 石油化工等 中 , 要 求防火阀在紧急状态下 意外失火或超温能够 实现自动开启或关闭 。结合国 内外经验 , 我们设 计出新型 防火阀 紧急关闭类的直通式防火 关闭阀和截止式防火关 闭阀 , 紧急排放类的截 止式排放阀 。 紧急关闭防火阀 紧急关闭防火阀能够在介质温度超过安全 温度或发生火灾时 , 及时切断介质 。 如失火时 , 切断进入火区的易燃介质 。 有利于采用救护措 施 , 把损失减小到最低限 。 作用下 , 压迫支撑环前移 , 直到阀瓣密封面与阀 体密封面吻合密封 , 介质被截止 , 达到了紧急状 态下自动关 闭 。 截止式防火关闭阀 正常工况 下 , 截止式防火关闭阀图对 介质进行常规的开关控制手动 、 电动和气液动 均可 。 当被控介质的温度达到预定的安全温度 或失火 , 而此阀又处于开启状态时 , 易熔块被熔 化 , 阀瓣在介质压力和弹簧力的作用下 , 沿阀杆 向上移动 , 将液态合金排挤到贮液仓内 , 阀瓣关 闭 , 自动实现 紧急状态 下截止介质 , 有利于救 护 。 蕊蕊蕊 〔〔二二 琴琴琴琴琴琴型型型型 图直通式防火关闭阀 阀休阀座易熔环 支撑环阀瓣弹黄滋流孔 直通式防火关闭阀 直通式防火 关 闭阀图结构简单紧凑 。 正常情况下 , 介质从阀通过 。 当流经的介质温度 达到易熔环的熔点 根据介质的许用安全温度 确定合金的熔点 时 , 易熔环熔融成液态并由阀 体上的孔溢 出 , 阀瓣在介质压力和弹簧力的 图截止式防火关闭阀 阀体阀瓣易熔块 端盖弹黄阀杆贮液仓 紧急排放类防火阀 紧急排放类防火阀能将现场 内贮液容器中 的易燃介质 自动排到 安全场所 , 或是将由于高 温产生的可能具有破坏力的压力泄放出去 , 避 免产生危险 。 截止式防火排放阀图就是为