磷化在冷拔中的重要作用

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1、浅谈磷化处理对冷拔管质量的影响摘要进行准确的磷酸液配比，达到磷酸液各离子浓度的平衡，有效地发挥磷化液的作用，提高冷拔管的质量。关键同磷化冷拔管提高质量冷拔技术用运于液压油缸缸筒生产，国内有许多厂家。采用冷拔工艺制造液压支架立柱、千斤并且在企国领取煤安标志，我们华越公司是第一家。自2003年立项以來，我们利用冷拔管生产10套以上液压支架的立柱千斤，产品质量稳定，各项性能指标达到同行业领先水平。在不断的实践探索中我们对各个工艺环节进行了改进，基本掌握了对厚壁无缝钢管的冷拔技术，而其中最重要的环节之一就是对钢管的磷化处理。我们认为磷化处

2、理对冷拔管质量有着决定性作用，合理配比磷化液体的浓度是其中的关键。冷拔是指金属坯料在夹具施加的拉力作用通过具有一定形状的模孔获得产品的塑性成形方法。金属材料在冷拔加工过程中，变形区主要集中在冷拔模具的型腔部分，变形区内的金属材料处于一向拉伸，两向压缩的应力和应变状态。金属在冷拔过程中总的能耗分为下列几个方面：一是使金属产生有效变形的能量。二是使金属材料产生不均匀变形及金属内部滑动的内摩擦损失的能量。三是用于克服金属与模具间的外摩擦损失的能量。冷拔管中总能量的10%消耗于金属与模具间的外摩擦，金属材料和模具的接触压力大，相应的摩擦力

3、也大，此摩擦力为有害摩擦。如果当在冷拔过程巾产生的变形热和摩檫热来不及传递时，模具与金属界面的温度急剧上升引起润滑膜的破坏，发生黏结现象，随着摩檫系数的增加摩檫能耗占总能耗的比例将会增加，摩檫功也由10%上升到40%,此时对冷拔管的质量也造成Y极坏的影响，因此保证良好的润滑才能减少摩檫，降低能耗，保证冷拔管质量，实现良好的润滑必须做好对钢管的磷化处理。磷化处理实际上是磷化反应即磷酸盐与金属管在一定的温度下发生化学发应，在金属表面生成一种润滑膜，该膜不同与物理润滑膜，它不会随着温度的升高而脱落，而是与金属有机的结合在一起，它的特点是

4、较高的熔点和低的剪切强度，非常有利于管的拉伸。实践中我们总结出磯化作用至少有以下儿个方面：1、减小摩擦。在冷拔过程中，有效地润滑能降低冷拔模具与变形金属接触表面间的摩檫系数，降低表面摩擦能耗，减少拉拔力，降低拉拔力的消耗。2、减少模具磨损。有效地润滑能减少冷拔时模具的磨损，这样不但能够降低生产成本，同时还减少了更换修理模具所用的时间，提高了生产率，并且还能减少劳动强度，保证产品的尺寸精度。3、降低冷拔管的表面粗糙度。我们的冷拔管都要求具有光滑的内外表面，冷拔时润滑不良不仅会出现拔制产品表面出现发毛、竹节状，甚至出现裂纹等缺陷，因此

5、，有效地润滑才能确保冷拔管过程的稳定和产品的表而质:M:。4、降低冷拔产品表而温度。当金属管在模孔屮进行塑性变形时，为了克服变形拉力及模壁的序擦力，外力需要很大的能:W:，同时也产生很大的热ffl，有效的润滑会使发热大大地减小，保证了管的质减少了能耗。5、减少冷拔产品闪应力分布不均。润滑的好坏能影响产品A应力的分布，冷拔变形区应力的骤然改变会引起冷拔产品力学性能的严重下降，在应力分布不均的情况下，局部內应力过高会导致制品的破裂。6、防止制品锈蚀。在冷拔过程屮，磷化还有防止锈蚀的作用，从而提高了冷拔产品的抗腐蚀性能，延长了使用寿命。

6、磷化处理有这么重要的作用，那么如何更好地配比磷化液呢？我们发现重要的是有效控制以下各离子的浓度。1、游离酸度游离酸度与总酸度的比值应保持在1:(5—6)。如果游离酸度超过W点以上，磷化膜粗糙多孔，溶液里的沉淀增多，k2+数容易上升。当游离酸度达到12—18点时会有不溶解的磷酸盐沉入槽底，造成浪费。如果游离酸度过低，磷化膜薄，其至没有磷化膜。2、总酸度总酸度应保持在22—25点，总酸度含:W:高能加速磷化的反应，磷化膜薄而细密，但是总酸度过有磷化反应不足的趋势，总酸度过低时，磷化速度缓慢，磷化膜厚而籼糙。3、猛(Mn2+)、锌(Zn

7、^+)离子一般锌、锰离子应保持在Zn2+:Mn2+=1.5或2的范围内，Mn2+含垃高能增加磷化膜的硬度和附着力，并提高抗蚀能力。Zn2+含fi髙时，能加快磷化速度，并使磷化膜致密，晶粒饱满有磷光,Zn2+含从低时，磷化膜疏松发暗。4、亚铁离子(Fe2+)k2+的浓度应保持在0.8—2克/升，Fe2+过少，磷化膜结晶偏细，有磷化不上的趋势，Ee2+偏卨时，磷化膜结晶飢人，磷化膜的厚度和强度均增加。5、五氧化二磷(P2O5)P2O5来源于PO43'他的含ft低时，磷化膜发暗多孔，甚至磷化不上，它的含y:髙时，能加快磷化速度，使磷化膜

8、变得致密，晶粒饱满有磷光；含S过髙能抑制磷酸的离解，同时使金属铁在溶液屮溶解缓慢，所得到磷化膜较厚，离子粗大多孔。除了正确的配置各种离子浓度，还应该在磷化处理过程屮控制好液体温度。温度升岛时，能加速金属块的溶解，促进磷化反应速度加快，并且使磷化膜的