高含铬材料磷化工艺优化及应用

摘要

为适用新产品新的技术要求，采用高含铬材料（8106）取代常规材料（50B、45#）以达到新产品要求（原要求试验10000次，现要求试验20000次），为了提高高铬含量材料磷化工艺的稳定性，本文采用正交试验和单因素试验对磷化工艺进行优化，获得磷化工艺最优方案，制得优质磷化膜，并对磷化膜进行宏微观形貌、耐蚀性及结合力分析。同时，为了研究耐磨涂层和耐高温涂层的性能，在制备有磷化膜的金属基体上喷涂耐高温涂层石墨漆和耐磨涂层二硫化钼，对漆膜进行形貌分析、耐蚀性检测、耐高温检测、耐磨性检测及结合力分析。得出的结果如下：　　将基体材料经过前处理后，通过正交试验确定影响最大的两个因素：磷化液温度和磷化液总酸，通过单因素试验得到磷化工艺最优配方：游离酸度10-15点，总酸度110-115点，温度90-92℃，时间13min。　　在最优磷化工艺参数下生产的磷化膜进行喷涂耐高温涂层，采用体式显微镜和扫描电镜观察表面形貌；采用极化曲线分析、盐水浸泡、CuSO4点滴实验分析涂层耐蚀性能；采用涂层附着力自动划痕仪对涂层进行测试，分析涂层与基体结合力；采用600℃、700℃、800℃温度烧结后，通过体式显微镜进行观察烧结前后变化情况来分析涂层耐高温性能，经过以上试验，石墨漆性能优于羧醛胶液和自干漆（环氧漆）。　　在最优磷化工艺参数下生产的磷化膜进行喷涂耐磨涂层，采用体式显微镜和扫描电镜观察表面形貌；采用极化曲线分析、盐水浸泡、CuSO4点滴实验分析涂层耐蚀性能；采用涂层附着力自动划痕仪对涂层进行测试，分析涂层与基体结合力；采用HSR-2M型高速往复摩擦试验机进行试验，通过摩擦曲线图、摩擦系数、磨损失重图分析涂层耐磨性能。经过以上试验，二硫化钼漆性能优于羧醛胶液和自干漆（环氧漆）。　　外露需膜层部位零件喷涂二硫化钼漆、需耐高温部位零件喷涂石墨漆后进行全寿命（20000）试验后，采用96小时中性盐雾试验考察涂层完整性。根据功能不同喷涂不同类型涂层的产品进行全寿命试验后进行中性盐雾检测，表面无锈蚀点，涂层完整，满足产品使用要求。

目录

声明

1 绪论

1.1 磷化及磷化膜概述

1.1.1 磷化膜的性能

1.1.2 磷化膜的应用

1.2 磷化膜的分类

1.2.1 按磷化成膜体系分类

1.2.2 按磷化膜质量分类

1.2.3 按磷化温度分类

1.2.4 按磷化膜用途分类

1.2.5 按磷化处理方式分类

1.3影响磷化膜质量的因素

1.4磷化工艺研究现状及发展趋势

1.5耐磨涂层的研究现状及发展趋势

1.6耐高温涂层的研究现状及发展趋势

1.7 研究的目的与内容

1.7.1 研究目的

1.7.2 研究内容

2 试验材料及方法

2.1 磷化膜的制备

2.1.1 基体材料

2.1.2 前处理方式比较

2.1.3 磷化工艺流程

2.1.4 磷化液分析

2.1.5 正交试验

2.1.6 单因素试验

2.2 性能检测

2.2.1 膜层的组织形貌分析

2.2.2 膜层的结合力检测

2.2.3 膜层的耐蚀性分析

2.2.4 耐磨膜层的耐磨性分析

2.2.5 耐高温涂层的耐高温性分析

3 磷化工艺优化与分析

3.1 前处理方式对磷化膜质量的影响

3.1.1 不同前处理方式对磷化膜外观的影响

3.1.2 不同前处理方式对磷化膜耐蚀性的影响

3.2正交实验设计及结果分析

3.3 单因素实验

3.3.1 温度对磷化膜的影响

3.3.2 总酸对磷化膜的影响

3.4不同参数下表面形貌分析

3.4.1不同温度下表面形貌

3.4.2不同总酸下表面形貌

3.5盐雾腐蚀后表面形貌

3.5.1不同温度下形成磷化膜盐雾试验后表面形貌

3.5.2不同总酸下形成磷化膜盐雾试验后表面形貌

3.6最优工艺参数下磷化膜表面分析

3.7 本章小结

4 功能涂层的制备及性能研究

4.1耐高温涂层的制备及性能研究

4.1.1耐高温涂层的制备

4.1.2高温涂层性能分析

4.1.3本节小结

4.2耐磨涂层的制备及性能研究

4.2.1 耐磨涂层的制备

4.2.2耐磨涂层性能分析

4.2.3本节小结

4.3工程应用

4.3.1要求

4.3.2产品使用过程中性能检测事项及要求

4.3.3产品喷涂质量

4.3.4射击试验

4.3.5全寿命周期后各部位涂层完整性

4.4本章小结

5 结论

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果