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汽車配件緊固件拋丸及黑色磷化滾浸自動生產線

文章出處:原創 編輯:拋丸機發表時間:2015-4-4 10:05:57 瀏覽人數:610,1,0
  摘要:介紹了汽車配件一條原酸洗高溫錳系黑色磷化自動線改為拋丸機浸黑磷化的工藝改進與應用效果和經驗。拋丸取代酸洗,從根本上治理了酸洗給周邊環境和生產場所帶來的不良影響,浸黑磷化取代高溫猛系磷化,為穩定生產和提高磷化質量,提供有效措施,且具有明顯節能效果。
汽車配件緊固件拋丸及黑色磷化滾浸自動生產線
汽車配件緊固件拋丸及黑色磷化滾浸自動生產線
  1、問題提出:

  某汽配件機械廠原使用一條汽車緊固件滾浸磷化龍門式自動線(線上酸洗+高溫錳系磷化),運行一年左右,發現原工藝設計存在幾個問題:①由于使用大量鹽酸(該線每月消耗鹽酸約3噸左右),酸洗除熱處理氧化皮時,酸霧氣體太大,十分嗆人,操作困難(雖然線上設置抽風系統,風量15000m3/h,抽酸霧效果甚微。)②線上機械配件,電氣元件和電機等設備受腐蝕氣體侵蝕嚴重,因電器短路造成電機燒壞,程控失靈等現象,設備(如槽液沉渣高位凈化裝置,脫脂油物分離器等)停運,停產檢修、換件,耽誤生產,且增加了設備維修費用。③降低高強度合金鋼機械性能如30Cr,40Cr緊固件等,因吸氫產生氫脆(磷化后未去氫),增加工件使用斷裂的危險性。④高溫錳系磷化存在諸多弊端(如能耗高,槽液穩定性差,磷化膜產生掛灰嚴重,粗糙等缺陷)。目前除工件性能有特殊要求外,一般很少應用,基本上用其他黑色磷化代替高溫錳系磷化。

  針對上述問題,某廠采用分步法的工藝改進方案。首先選用浸黑磷化代替高溫錳系磷化,在試用可行的情況下,再將拋丸除誘代替酸洗除銹,經反復試用,最終獲得工藝改進的良好結果,使拋丸黑色磷化達到較理想的工藝水平,解決了工廠生產燃眉之急和后顧之憂問題(酸洗除銹畢竟不是長久之計),為磷化生產找到一條環保型可行途徑。

  2、拋丸:

  筆者于幾年前提出汽車緊固件拋丸磷化工藝,并極力在工業生產中推廣應用,目前進人到大規模工業應用階段。

  2.1、機理與作用:

  拋丸是通過履帶清理室完成除銹過程。在清理室門關閉狀態下,彈丸(鑄鋼丸+鑄鋼砂)以一定的線速度呈扇形均勻的打擊基材表面(履帶轉速為3. 6轉/min,未變頻),工件被履帶飛旋轉帶動,從而達到除去銹物和氧化皮的目的。

  鋼材表面受彈丸沖擊作用,晶粒細化,增大強度(約提高疲勞強度80%)和抗腐蝕能力(約1倍)。

  2. 2、拋丸清理機:

  機器由拋丸清理室,拋丸器,丸砂提升分離機構、除塵系統、電器控制系統等組成。

  緊固件拋丸清理機可選用QPL1000A型(清理室尺寸為cp600mm x 800mm,裝載重200kg ) , Q326C型(裝載量150kg)等。

  2. 3、拋丸規范:

  2. 3.1、彈丸材料:

  (1)彈丸分類與作用

  彈丸分為鑄鋼砂、鑄鋼丸、不銹鋼丸等。鑄鋼砂起除去氧化皮作用;鑄鋼丸起細化作用,不銹鋼丸起細化作用(耐腐性好)。

  緊固件可選用5110/SS0.3目數25一30,粒經0. 3 mm)鑄鋼丸;G40/SG0.7(目數50,粒徑0. 7mm)鑄鋼砂和G50/SG0.4(目數80,粒徑0. 4mm)鑄鋼砂兩種。其中鑄鋼丸的型號越小,粒徑越細;鑄鋼砂型號越大,粒徑越細。

  當彈丸速率固定時,大彈丸所擁有的動能較大,用于打擊除去大的雜質;小彈丸所擁有的動能較小,用于除去小的雜質,以獲得滿意的表面清潔度。如果使用的彈丸過大,雖然除雜質效果好,但得到表面質量反而不好(粗糙度過高);反之,彈丸過小,清除雜質效果不好。因此,選擇所需的彈丸尺寸等級很重要(視拋丸基材表面的雜質狀況而定)。除此外,彈丸材料的質量優劣既影響拋丸效果,又與消耗量有關(質量優的耐用消耗小;反之,消耗多,成本高)。遇到某些表面加工精度高的汽配件(工件有精磨面)時,不允許使用鑄鋼丸鋼砂等,只能選用不銹鋼丸。

  (2)彈丸混合比

  為了獲得滿意的拋丸質量和提高拋丸效率,通常需要使用兩種以上彈丸材料按一定比例混合使用,達到除銹和細化基材表面的雙重效果。緊固件拋丸可使用的幾種彈丸混合比如下:

 ?、?鑄鋼丸5110/SS0.3):(鑄鋼砂G40/SG0.7):(鑄鋼砂G50/SG0.5) -2;2;1(質量比)。

 ?、?鑄鋼丸5110/SS0.3):(鑄鋼砂G40/SG0.7):(鑄鋼砂G50/SG0.5) -1;1;1(質量比)。

 ?、?鑄鋼丸5110/SS0.3):(鑄鋼砂G50/SG0.5):=1;1(質量比)。

 ?、?鑄鋼丸5110/SS0.3):(鑄鋼砂G50/SG0.5):m(還銹鋼丸)=4;5;1(質量比)。

  緊固件廠家究竟采用何種彈丸混合比為宜,需通過生產試驗確定。

  2.3.2、拋丸時間:

  一般拋丸時間較長,拋丸質量越好,磷化質量越優。但時間過長也不好。原因①可能造成螺紋牙,膺損過度。②增加生產成本。根據螺栓,螺帽的磷化質量要求不同,通常螺栓拋丸時間為20一40min以拋凈銹物為準);螺帽拋丸15一20min。為了縮短拋丸時間,有的線外酸洗再拋丸(酸洗會帶來污染)。

2. 4、拋丸后處理:

    (1)、防銹:
    為防止拋丸件在轉運和待加工期間內返銹(如順牙過程),拋丸件應防銹處理(水基防銹液或煤油加少量防銹油)。

    (2)、順牙:
    為了保證螺栓與螺帽裝配性好,拋丸螺栓除小件和防松螺栓外,必須順牙,順牙后及時轉人磷化工序。

  3、浸黑:

  3.1、作用:

  經過前處理的工件(鐵基材)或磷化件浸人浸黑液中至規定時間內,工件表面形成一層均勻疏松黑膜,作為后處理的底層,繼而組成黑色復合磷化膜(簡稱浸黑磷化)。復合磷化膜構成為Fe/黑膜/磷化膜或Fe/磷化膜/黑膜/磷化膜,后種復合腹的耐蝕性更好。至于浸黑反應機理不詳,有待探討。

  黑色磷化膜質量完全依靠浸黑膜均勻完整和磷化膜覆蓋徹底(固化)。

  3. 2、條件:

  (1)、浸黑劑:

  浸黑劑可市售或自配(由引黑金屬元素、無機酸、重金屬鹽、促進劑等組成),不同類型浸黑劑質量有差異,選擇使用方便、成膜快、溶液穩定、耗量少、成本低等浸黑劑至關重要。通過生產試用驗證。

  (2)、質量濃度:

  浸黑液可以按濃縮比配制,工作液pH=0. 5~1.根據浸黑效果(速度快慢和黑度深淺),酌量調整溶液。把握調整方法,溶液穩定,使用壽命延長(定期清渣即可,無需換槽)。如900L浸黑液,日處理量約St左右,日補加浸黑劑6L。

  (3)、時間:

  時間不能太短或過長。太短則膜太薄;過長則膜太厚,控制2~3min為宜。為了方便掌握滾桶內工件浸黑程度,可在滾桶外系上相同工件,等滾桶出槽后,可觀察到掛件浸黑程度。


汽車配件緊固件拋丸生產視頻:

  4、磷化:
        4.1、工藝流程:

  裝筒。預脫脂(連續滾動6min, 2圈/min , 80°C)。脫脂(同前)神水洗1(連續滾動lmin,2圈/min預處理(連續滾動6min , 2圈/min。水洗2(同水洗1) -浸黑(間斷滾動2min,2圈/min,人槽浸15s。滾45s-浸15s。滾45s,常溫)。水洗3(同水洗1)。表調(連續滾動lmin, 2圈/min磷化(間斷滾動12min , 2圈/min,人槽浸90s。滾60s。浸120s。滾60s-浸至出槽,75qC )。水洗4(同水洗1)。熱水洗5(同水洗1,80°C)。油封(浸漬1 min , 80°C ) -卸件??展鐾俺?浸脫脂液2min,80°C )。返回裝桶工序(該線有6個滾桶往返周轉)。

  4. 2、工藝因素:

  (1)、滾桶裝載量:

  滾桶裝載工件約200kg(有孔眼六角形不銹鋼滾桶長740mm ),即滾桶裝滿工件壓實,可減少工件之間的摩擦,避免后繼的浸黑膜、磷化膜被劃傷。

  (2)、滾桶滾動方式:

  考慮到浸黑膜的疏松易脫落性和磷化反應的沉積性,規定浸黑和磷化的滾動方式,宜間斷滾動(特別是工件人槽片刻不能滾動,有利化學反應順利進行),過度滾動有可能導致浸黑膜和磷化膜出現缺陷(露底、擦傷等)。轉速須慢(2圈/min)。

  (3)預處理

  預處理起到活化拋丸表面作用,為浸黑處理提供良好的基面,有利于成膜。按槽液日處理量,每日補加預處理劑4L。

  (4)表調

  表調成為磷化不可缺少的工序,它起到加快成膜速度、細化結晶、縮短磷化時間等諸多作用。同樣,浸黑膜磷化前也需要表調,否則,磷化膜較粗糙。

  工作條件:膠體欽表調液pH =8.5~9.5。每日補加0. 5kg表調劑。4天換一次槽。

  (5)中溫鋅系磷化

 ?、偎岫?。TA(總酸度)= 40~60點,TA(游離酸)=0~3點。每日補加磷化劑25kg(分二次加),調節酸度。每日上午和下午各補加一次水至工作面。

 ?、謔奔???刂剖奔?≥10min,時間過短,不能完全覆蓋且浸黑膜易脫色。

 ?、鄢諄獵?。每日工作結束后,將磷化液泵人高位沉淀槽,次日上班前將凈化液泵回工作槽。

 ?、芘淄杓亮諄募涓羝?。凡轉人磷化車間的拋丸順牙螺栓和攻絲螺帽,必須在24h內處理完,存放時間過長,易生銹。同時,攻絲的潤滑油易干涸,給脫脂帶來麻煩。

  5、改進工藝:

  5.1、提高磷化前處理質量:

  除嚴格拋丸質量外,保證脫脂良好也十分重要。雖然拋丸表面干凈,但經過順牙處理后增加油污。另外,脫脂槽油污較重,其原因是①脫脂槽補料不足,脫脂效果差,工件殘留油污被帶人其他槽中。②未除去滾桶卸件后的殘留油污。因為滾桶表面油污靠懸空自由滴人回收槽中,顯然2min內油物很難滴凈。當空滾桶從卸件工序返回到裝桶工序的運行過程中,桶

  表面殘留油污繼續滴人其他槽中,成為常態污染源。上述原因造成的油物串槽污染現象嚴重,大大降低了槽液的清潔度,直接影響工件表面的除油質量,降低磷化效果。為此,采取如下措施:

  (1)、強化槽液管理:

  編制槽液管理規程。根據一班制日磷化量為5一6t估算,規定每槽日補加藥劑量和更換周期,甚至規定了水槽的換水期。并保持脫脂槽的油水分離器的常規運轉,連續地除去脫脂液表面的飄浮油物,提高脫脂效果。

  (2)、排除油物的污染源:

  增加卸件滾桶的除油工序,將原來的油回槽改為脫脂槽,克服了滾桶殘油串槽現象。

  5. 2、優化磷化膜的防護性:

  (1)、增加水基防銹作用:

  于原熱水洗槽5中加人適量無機防銹劑,磷化件經熱水洗后,可形成一層薄防銹膜,再油封即形成復合防銹層,防銹效果更好。

  (2)、更換防銹油:

  現用水基乳化油作油封處理(乳化油+防銹油+水),油膜薄不發赫,以滿足客戶要求,但該油膜的防銹性能略低于防銹油。建議將防銹油加煤油稀釋,既可減少油膜厚度,又能保持一定的防銹性能。

  6、應用效果:

  (1)磷化質量優良可靠,產品合格率高

  1)、外觀:

  膜層黑色均勻,結晶細致,無掛灰。

  2)、性能:

 ?、俳岷狹喂?,無脫落現象。

 ?、諛褪蔥隕瀉?。耐中性鹽霧試驗48h。若更換優質防銹油,完全可以達到)72h。筆者試驗浸黑磷化膜油封可達到100h0

  (2)設備受損程度明顯減少,運行完好率提高

  因設備減輕酸氣腐蝕性,故障少,正常運行率高,使用壽命延長,維修費用降低。

  (3)優化環保條件,促進環境?;?。

  大大減少了酸性廢水的排放量,避免了揮發性酸性氣體,降低了周邊環境的污染性,改善了車間空氣條件。

  本工藝對拋丸浸黑磷化作了有益探索,并取得實質性的應用效果,為磷化行業提供借鑒經驗,具有現實指導意義。今后仍需要引進有磷廢水處理設備,達到無磷排放標準,進一步提升廢水治理水平。

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本文來源青島華盛泰拋丸機://www.spzwhn.com.cn/jishu/610.html
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