Gegenwärtig werden sie in industriellen Anwendungen meist auf der Oberfläche von Stahlwerkstücken oxidiert oder phosphatiert, um ihre schützenden und dekorativen Eigenschaften zu verbessern. Im Allgemeinen hat der durch die Oxidationsbehandlung erhaltene Film im Vergleich zur Phosphatierungsbehandlung eine sattere Farbe und eine bessere dekorative Leistung, aber eine schlechte Korrosionsbeständigkeit. Verglichen mit der Oxidationsbehandlung ist die Farbe des Phosphatierungsbehandlungsfilms offensichtlich dunkelgrau, was nicht so gut ist wie die des Oxidfilms, aber die Korrosionsbeständigkeit ist schlechter als die des Oxidfilms. Um dem Phosphatierungsfilm eine gute Korrosionsbeständigkeit und einen guten dekorativen Effekt zu verleihen, kann daher das Verfahren der schwarzen Phosphatierungsbehandlung von Stahlteilen verwendet werden.
Die durch schwarze Phosphatierungsbehandlung von Stahlteilen erhaltene Filmschicht ist schwarz, mit guter Haftung, gleichmäßiger Farbe, durchgehender Filmschicht und feinem Kristall. In industriellen Anwendungsumgebungen und Meeresatmosphären ist die Korrosionsbeständigkeit des schwarzen Phosphatierungsfilms höher als die eines gewöhnlichen Phosphatierungsfilms, und der Film hat eine bessere Lichtabsorption, Wärmeabsorption, Isolierung und andere Eigenschaften. Der schwarze Phosphatierungsfilm beeinträchtigt die Genauigkeit des Werkstücks im Allgemeinen nicht und kann die diffuse Reflexion der Oberfläche verringern. Daher werden die Teile einiger elektromechanischer Geräte auf dem Markt mit schwarzem Phosphatierungsfilm geschützt und dekoriert, insbesondere die präzisionsgegossenen Stahlteile werden am frühesten verwendet. Das Schwarzphosphatierungsverfahren ist in verschiedenen Branchen wie Maschinen, Elektronik, Instrumentierung, Luftfahrt, Verteidigungsindustrie, Schiffen und Automobilen weit verbreitet.
Die typische Rezeptur und die Prozessbedingungen der schwarzen Phosphatierungslösung sind in Tabelle 2-27 gezeigt.
Faktoren, die die Qualität der Schwarzphosphatierung beeinflussen
Details wie folgt:
(1) Konzentration. Die Lösung spielt eine große Rolle bei der Filmbildung und kann gleichzeitig die Farbe des Phosphatierfilms vertiefen. Wenn die Konzentration jedoch zu hoch ist, verschlechtert sich die Qualität des Phosphatierungsfilms.
(2) Konzentration. Die Lösung kann nicht nur die Filmbildung fördern, sondern auch die Farbe des Phosphatierfilms vertiefen. Die Eigenschaften von Ni2 ähneln denen von Ionen in der Lösung, wie z. B. Ni2, die an der Filmbildung beteiligt sind, und können den Phosphatfilm teilweise ersetzen, die Kristallkörner des Phosphatfilms verfeinern, die Farbe des Phosphatfilms vertiefen, und die Kombination des Phosphatfilms und des Substrats verbessern. Kraft, um die Verschleißfestigkeit des Phosphatierungsfilms zu verbessern.
(3) Tensid. Eine kleine Menge Tensid in der Phosphatierungslösung kann die Benetzbarkeit und Durchlässigkeit der Phosphatierungslösung auf der Oberfläche des Stahlwerkstücks verbessern, die Gleichmäßigkeit und Kompaktheit des Phosphatierungsfilmkristalls verbessern und die Korrosionsbeständigkeit der Phosphatierungsfilmschicht verbessern. Zu viel Tensid kann die Haftkraft und Verschleißfestigkeit zwischen Phosphatierfilm und Substrat leicht beeinträchtigen, daher sollte auf die Dosierung geachtet werden.
(4) Stabilisator. Die Zugabe eines Stabilisators zur Phosphatierungslösung kann eine stabile Chelatverbindung in der Phosphatierungslösung bilden, um zu verhindern, dass sie oxidiert wird, die Phosphatierungsreaktionsgeschwindigkeit verringern, die Sedimentmenge verringern und feine Kristalle sowie eine gleichmäßige und konsistente Farbe erhalten. Tiefe, korrosionsbeständige Phosphatierungsschicht. Üblicherweise verwendete Stabilisatoren sind Weinsäure und dergleichen.
(5) Beschleuniger. Die Zugabe von Beschleunigern zur Phosphatierlösung kann die Phosphatierreaktion beschleunigen, die Phosphatiertemperatur senken und die Phosphatierzeit verkürzen. Im Allgemeinen kann ein starkes Oxidationsmittel als Beschleuniger verwendet werden, aber die Oxidationseigenschaft des Beschleunigers ist zu stark, und es ist leicht, die Oxidation zu beschleunigen, die Menge zu erhöhen und die Sedimentmenge zu erhöhen, die Oberfläche des Stahls zu passivieren und bilden sogar keinen Phosphatierungsfilm. Häufig verwendete Beschleuniger sind Nitrat, Nitrit, Molybdat, Chlorat usw.
(6) Freie Säure, Gesamtsäure und Säureverhältnis. Die freie Säure, die Gesamtsäure und das Säureverhältnis der Phosphatierungslösung sind wichtige Faktoren, die die Qualität des Phosphatierungsfilms beeinflussen. Wenn die freie Säure zu hoch ist, wird die Oberfläche des Phosphatierungsfilms rauh und porös, das Sediment der Lösung nimmt zu und die Haftung des Films auf dem Substrat wird schlecht; Wenn die freie Säure zu niedrig ist, wird der Phosphatierungsfilm zu dünn und kann sogar keinen Phosphatierungsfilm bilden. Wenn die Gesamtsäure zu hoch ist, kann die Phosphatierungsreaktionsgeschwindigkeit beschleunigt werden, aber die Filmschicht ist sehr dünn oder es wird kein Film gebildet; Wenn die Gesamtsäure zu niedrig ist, wird die Phosphatierungsgeschwindigkeit langsam und die Filmschicht wird rau. Im Allgemeinen sollte das Säureverhältnis der Phosphatierungslösung innerhalb eines geeigneten Bereichs kontrolliert werden, so dass die freie Säure und die Gesamtsäure innerhalb des Bereichs des Säureverhältnisses eingestellt werden sollten.
(7) Verarbeitungstemperatur. Wenn im Phosphatierungsprozess die Temperatur auf die Obergrenze eingestellt wird, kann der Punkt mit niedriger Energie aktiviert werden, so dass er auch zum aktiven Kristallisationszentrum werden kann, so dass die Anzahl der Kristallkeime erhöht wird und die Geschwindigkeit von Kristallfilmbildung wird beschleunigt. Wenn die Temperatur die Obergrenze überschreitet, ändert sich das Säureverhältnis, die Reaktionsgeschwindigkeit wird beschleunigt, der Kristall des Phosphatierungsfilms wird grob, die Poren werden vergrößert, der schlackenhaltige Phosphatierungsfilm wird gebildet, die Korrosionsbeständigkeit verringert und die Stabilität der Phosphatierlösung beeinträchtigt. Daher sollte die Phosphatierungstemperatur innerhalb des am besten geeigneten Bereichs gesteuert werden, der nicht nur die Geschwindigkeit der Phosphatierung und die Qualität des Films sicherstellen kann, sondern auch die Phosphatierungslösung stabilisiert und das Phosphatierungssediment reduziert.
Schwarzes Phosphatierungsverfahren
Im Allgemeinen ist der Schwarzphosphatierungsprozess: Entfetten und Entfetten → Kaltwasserwaschen → Beizen und Entrosten → Kaltwasserwaschen → Oberflächenanpassung → Schwarzphosphatieren → Kaltwasserwaschen → Heißwasserwaschen → Trocknen.
Anwendung des Schwarzphosphatierverfahrens
Die Schwarzphosphatierung von Stahlteilen spielt eine wichtige Rolle beim Schutz von Stahlwerkstoffen. Seit der Reform und Öffnung haben Forscher viel am Schwarzphosphatierungsprozess gearbeitet und eine Vielzahl von Schwarzphosphatierungslösungen entwickelt. Aufgrund der einzigartigen Vorteile des Schwarzphosphatierungsprozesses und des Schwarzphosphatierungsfilms hat die Schwarzphosphatierungstechnologie nach und nach die ursprüngliche Hochtemperatur-Schwärzungsbehandlung mit konzentriertem Alkali ersetzt.
Entsprechend den Anforderungen einiger besonderer Bedingungen wird eine schwarze Phosphatierungsbehandlung an Stahlwerkstücken durchgeführt. Der durch die erforschte und entwickelte Schwarzphosphatierungstechnologie erhaltene Phosphatierungsfilm weist sowohl das gleichmäßige Schwarz des Oxidfilms als auch die feinen und präzisen Kristalleigenschaften sowie den Phosphatierungsfilm auf. gute Verschleißfestigkeit und Schmierfähigkeit. Die konkrete Umsetzung sieht wie folgt aus:
(1) Formulierung der Phosphatierungslösung und Verfahrensbedingungen. Die Formel und die spezifischen Verfahrensbedingungen der Phosphatierungslösung mit ausgezeichneter Leistung sind in Formel 3 von Tabelle 2-27 oben gezeigt.
(2) Schwarzphosphatierungsprozess: Entfetten und Entfetten → Waschen mit kaltem Wasser → Beizen und Rostentfernung → Waschen mit kaltem Wasser → Oberflächenanpassung → Schwarzphosphatieren → Waschen mit kaltem Wasser → Waschen mit heißem Wasser → Trocknen.