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案例:五菱桥壳磷酸酸洗磷化自动生产经验总结

发布时间:2015-08-25      浏览次数:3777次

  柳州五菱重庆基地桥壳减壳表面处理自动生产线采取的是拉泳和喷淋相结合的混合式自动线,每班产量桥壳接近1000件,减壳3000多件,链速1.2m/min。生产线设计比较流畅,总体效果不错。

                   

图1. 拉泳生产线                         图2. 酸洗中

  自动线盐酸酸洗比较多,但磷酸酸洗能够稳定运行的大型自动生产线还是比较少,运行成本比较低的更是了了无几。这是由于磷酸本身的特性决定的。

  和盐酸比较,磷酸是多级水解的中强酸,除锈除氧化皮的速度较慢,且亚铁离子的容忍度较低,(盐酸100-120g/L,磷酸40-50g/L);但是磷酸是可以再生的,而盐酸再生成本太高,通过再生和添加BW-500P磷酸快速酸洗净洗剂可以大幅度降低酸洗成本;由于盐酸有较高的挥发性,在封闭的生产线上无法使用,磷酸成为目前常用的替代品。

  单独使用磷酸需要较高的浓度,且酸液寿命短,采用BW-500P磷酸快速酸洗净洗剂配合使用,可大幅度降低磷酸的配槽浓度,像桥壳这种较厚的氧化层,采用8%的磷酸和2.5%的BW-500P,在超声波的配合下8分钟即可清除干净。见图2。

  拉泳式酸洗的不足是出入槽时间过长,这对酸洗后防止反锈是个很大的考验。减少反锈可通过喷淋保护或添加药品两种方式来解决。根据生产线的实际情况,我们采用在酸洗后的水洗槽内补加药液来解决,补加的药液不会对后续工序有影响,而且药液可以回用,几乎没有浪费,很好地解决了酸洗后反锈的问题。

  正常情况下,入磷化槽前有少量黄锈是可以容忍的。但反锈较多则无法形成较好的磷化膜层。

  磷酸酸洗还有一个容易被忽视的问题,就是钢铁表面挂白灰。挂灰问题是任何酸洗都无法避免的,只是有的挂黑灰,有的挂白灰,磷酸由于生成了磷酸铁产生白色粉末粘附在工件局部。白灰除不掉,会严重影响磷化质量(见图3)。另外,钢铁表面易生成磷酸铁膜,该膜层会减缓磷化反应,降低表调效果,必须将磷酸铁膜进行浸蚀弱化。

                   

图3. 酸洗时有白灰磷化后仍然挂白灰       图4. 表调后正常状态

  基于上述两种原因,酸洗后的水洗槽用酸将PH值调整到2.0-2.5,通过化学反应对钢铁表面进行重新活化修饰。

  然而新的问题又出现了,活化完出水后的工件易锈蚀,为此,工件出槽后增加了喷淋保护装置。改造后桥壳表面的反锈情况得到了明显改变,基本能够达到磷化前的质量要求。见图4。

  酸洗前油污如果处理不干净,会给磷酸酸洗带来很多麻烦,主要表现在酸洗效果下降和挂灰。所以脱脂段我们选择BS-512有色金属固体脱脂剂和BW-532中性高泡清洗剂,这两种产品的特点是:油污溶解在溶液内,表面不浮油,同时对氧化层和锈蚀具有较强的疏松能力,可大大缓解磷酸酸洗的负荷,延长酸液调整周期。

  在正常生产过程中由于喷嘴会发生堵塞和角度偏移,引起反射窜液和喷射窜液,需经常查看喷淋段槽液液位,液位较低时及时补加清水和药液,否则,液位过低会引起喷淋泵低位骤停,造成工件锈蚀。下图是生产过程中,中和喷淋泵停止后工件入磷化槽前的锈蚀情况,以及磷化后的表面情况。见图5和图6.

                   

图5. 磷化前表面状态                    图6. 磷化后表面状态

  桥壳磷酸酸洗磷化自动线的生产工艺最终确定为:

  预脱脂 → 主脱脂 → 水洗 → 酸洗 → 活化水洗 → 中和水洗 → 表调 → 磷化 → 水洗 → 去离子水洗

  采用的前处理产品为:

  预脱脂:BS-512有色金属固体脱脂剂

  主脱脂;BW-532中性高泡清洗剂

  酸洗: BW-500P磷酸快速酸洗净洗剂2.5%,磷酸8%。

  活化水洗:磷酸6%,

  中和水洗:纯碱0.3-0.5%

  磷化:BW-205电泳专用磷化液7%,促进剂2‰ 。

  按照上述工艺生产的产品可达到质量要求。见图7。

图7. 磷化后图片

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