石油套管接箍加工工艺

1、石油套管接箍加工工艺关键词: 石油套管接箍前言石油套管接箍是用来连接两油管套管的必要工件。制造方法与无缝管相同，国内用j55 n80Q等特种钢材制造。钢管两端车有内螺纹，以便与上下两油管连接。为保证接头处的密封性，对螺纹精度有较严格的要求。一、用途用于连接上下两油管套管。二、种类国产油套管分为不加厚的石油套管接箍和两端加厚的石油套管接箍。不加厚的又分为3 1/2” 5 1/2” 7 1/2”等，我们所讲述的是不加厚5 1/2”油套管接箍的加工工艺。三、加工工序车端面车外圆镗孔车内螺纹检验磷化四、规格及外观质量1、规格按SY/T6194-96规定，通常长度(不定尺)为304mm 139mm 20

2、4mm等2、直径153.5 140.5 136.5等3、外观质量按标准规定接箍的内外表面不得有折叠、裂缝、离层、发纹、结疤和深的直道缺陷存在。钢管表面的上述缺陷可用锉、砂轮或其他方法清除掉，清除深度不得超过公称壁厚的12.5%。缺陷不得焊补或用其他方法填补。五、化学成分检验1、接箍的钢号应相同，用J55N80Q号钢制造。硫和磷的含量均不得超过0.045%，砷的含量不得超过0.15%。按GB222-84规定取样;按GB223中的有关部分进行化学分析。2、美国石油学会标准APISPEC5CT1988年第1版规定化学分析测定应按ASTME350最新版本进行。六、物理性能检验1、按GB228-87的规

3、定进行拉力试验。水压试验根据钢种和钢管口径不同，均有明确要求。油管套管接箍的螺纹验规，根据钢管的口径有严格的要求。2、美国石油学会标准APISPEC5CT1988年第1版规定油管套管接箍作拉伸试验；压扁试验；静水压试验；硫化物应力腐蚀开裂试验；晶粒度测定(按ASTME-112最新版本)；横向冲击试验(按ASTMA370、ASTME23的最新版本规定进行)；硬度试验(按ASTME18金属材料的洛氏硬度试验标准方法。第1章 零件图纸及其他要求分析1.1 5 1/2"石油套管接箍的图样及技术要求下图为加工工件的图纸：第2章 原材料的选择2.1原材料的选取2.1.1钢种选取石油套管接箍是支撑

4、油井井壁的钢管。油井越深，套管接箍在井中受到的拉力或压力也就越大，套管接箍的寿命决定了油井的寿命。深井、复杂结构井等高难度工艺井对石油套管的性能提出了新的、更高的要求。我们通过分析N80Q钢，各项性能指标均符合套管和油管规范)API SPEC 5CT(第八版)的要求。一、主要技术指标根据用户使用要求和API 5CT及其补充规定的要求，研制的主要技术指标如下。化学成分：wP0.030，ws0.030；力学性能：屈服强度为552758MPa；抗拉强度 689；伸长率 19；冲击功：不小于27J(177.8mm×9.19，纵向全尺寸试样)；理化性能：奥氏体晶粒度5级或更细(中国石油天然气总

5、公司“补充订货技术条件”的规定)。二、钢种设计根据其服役条件，该钢种既要具有足够高的强度，也要具有一定的低温冲击韧性和良好的抗腐蚀性能。另一方面又根据我厂热处理系统的淬火介质为水的情况，决定采用CMn钢，并加入合金元素铬(Cr)，利用Cr元素在钢中的作用，提高该钢种的淬透性，并提高钢的强度和硬度。合理地选用Cr的含量，既可改善淬透性，又由于含量不高，不致出现 淬裂现象。我公司研制生产的N8OQ钢级石油套管的化学成分见表1。表1 N80Q钢级石油套管的化学成分(质量分数)三、淬火温度对力学性能的影响该钢种的相变温度AC3=804，AC1=720。所以取淬火温度840、860、880、9004个试

6、验方案，将回火温度和回火保温时间分别保持在640、60min不变，进行热处理试验。得出力学性能的变化(见表2)。在其他条件不变的情况下，随着淬火温度的提高，调质处理后的钢管屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击功值逐渐升高。到880达到最高，再提高淬火温度则屈服强度、抗拉强度、冲击功值、延伸率都有不同程度降低。表2 淬火温度对力学性能的影响(试验值)五、螺纹加工在管加工作业区，对管体和接箍进行螺纹加工，螺纹的表面质量和各项参数均符合API标准的要求。之后通过管体与接箍的拧接，生产出最终的成品套管供给用户。2.1.2坯料规格选取根据零件图纸可知，零件的外径为153.5，故我们选择了外径为154.5的坯

7、料，通过计算得知23点的坐标为（129.4，-107.96）故精车需要的最小直径为129.4，加工要留有一定的余量，故选择内径为128的毛坯。2.2原材料入厂检验2.2.1检验方法见表4表4 5 1/2"石油套管接箍的检验方法注1.依据API Spec 5CT（第八版）2.适用范围:套管油管及接箍的坯料2.2.2验收标准检验标准见表52.2.3.检验中发现不合格时处理意见检验中发现不合格时处理意见见表6第3章 5 1/2"石油套管接箍的加工工序3.1车外圆对于此工件来说，车外圆一道非常简单而又重要的工序，以下是对这道工序的详细介绍：我们所生产的接箍为石油管件类型，接箍的外圆

8、部分为无阶梯光滑曲面，在没有辅助工具的情况下，我们只能用加工一头，再加工另一头的方法来完成外圆的车削，这样会使得接箍的曲面部分产生一个小小的台阶，产品的表面质量大打折扣，在这种情况下，我们可以加工一对图中所示的锥形辅助装夹工具，简称辅助工具，图2所示。左侧辅助工具固定在三抓卡盘上，右侧辅助工具用顶尖顶住。加工时把坯料放在两辅助工具之间，旋动手轮，坯料会被紧紧的固定住。现在可以进行车削。用卡尺量得坯料的外径为154.4，我们需要的外径为153.5，需要车掉约1mm。车削完成后左旋手轮，取下工件。使用这种方法车削外圆，在提高表面粗糙度的同时，对曲面的同心度产生一定的影响，因为这种装夹方法不牢固，主

9、轴转动后工件会上下晃动同心度降低。优点：节省时间，提高表面粗糙度。缺点：降低工件的同心度。图23.2车端面、镗孔及车内螺纹3.2.1工件的装夹工件的装夹是机床加工的一个重要环节，装夹位置精度直接决定着零件加工精度，零件与卡盘底面有缝隙说明装夹位置不正确，对加工精度造成一定的影响，甚至会造成尺寸错误。机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对的于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。工件安装的内容包括：定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有

10、联系的过程，先定位后夹紧。一、安装的方法：1、用找正法安装：(1)方法：把工件直接放在机床工作台上或放在三爪卡盘上，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧；先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。(2)特点：1)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高；2)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本；3)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。3.2.2刀具安装一、安装方法首先将刀片安装在刀杆上，再将刀杆依次安装到回转刀架上。二、刀具安装过

11、程中应注意以下问题：1、安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤；2、将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确；3、安装刀具时需注意使刀尖等高于主轴的回转中心。三、刀具对刀1、对刀的基本概念对刀是数控加工中较为复杂的工艺准备工作之一，对刀的好与差将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。(1)刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。(2)对刀 对刀是数控加工中的主要操作。结合机床操作说明掌握有关对刀方法和技巧，具有十分重要的竟义。在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合

12、于某一理想基准点，这一过程称为对刀。理想基准点可以设定在刀具上，如基准刀的刀尖上；也可以设定在刀具外，如光学对刀镜内的十字刻线交点上。2、对刀的基本方法对刀的目的就是要告诉机床刀具现在所处的位置。目前绝大多数的数控车床采用手动对刀（将要对的刀具手动移到要对刀的位置点），其基本方法如下：(1)将刀具的手动移动到工件的端面，后把主轴启动到适当的转数，手动沿着Z轴移动，X轴的大小保持不变（注意切削的余量不要太大），然后沿着Z轴的相反的方面退刀到离开端面，同时保持此时的位置不变化，测量此时试切产品的外径大小。(2)在操作面板上选择刀补按钮，选择画面中出现的测量项目，输入X*，后再按测量，机床系统会自动

13、测量刀具现在所处的位置。如果加工的毛坯是足够的光滑就不要试切可以直接采用手动的方法把刀具的刀尖移到工件的表面，直接测量即可。3、参数设定(1)输入零件原点参数（G54-G59）1) MODE旋钮设在“EDIT”；2) 按MENU OF SET键进入参数设定页面；3) 用PAGE向下或向上方向键在No1No3坐标系页面和No4No6坐标系页面之间切换；4) 用CURSOR向下或向上方向键选择坐标系；5) 按数字键输入地址字（X/Y/Z）和数值到输入域；6）按INPUT 键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。(2)输入刀具补偿参数1) 输入半径补偿参数 MODE旋钮设在“EDIT”； 按MEN

14、U OF SET键进入参数设定页面； 用PAGE向下或向上方向键选择半径补偿参数页面，如图2； 用CURSOR：向下或向上方向键选择补偿参数编号; 输入补偿值到输入域; 按INPUT键，把输入域中间的补偿值输入到所指定的位置。2) 输入长度补偿参数 MODE旋钮设在EDIT； 按MENU OF SET 键进入参数设定页面； 用PAGE向下或向上方向键选择长度补偿参数页面。 用CURSOR向下或向上方向键选择补偿参数编号； 输入补偿值到输入域，方法参考“输入数据”操作； 按INPUT键，把输入域中间的补偿值输入到所指定的位置。3) 位置显示按POS键切换到位置显示页面，位置显示有三种方式，用PA

15、GE：向下或向上方向键或者软键切换。 零件坐标系（绝对坐标系）位置：显示刀位点在当前零件坐标系中的位置。 相对坐标系位置：显示操作者预先设定为零的相对位置。 综合显示：同时显示当时刀位点在以下坐标系中的位置3.2.3 设计加工程序一、主轴转速的选择为了提高生产效率，提高表面质量，主轴转速的选择是及其重要的，主轴转速选择合理会极大的提高生产效率，提高表面质量，减少刀具的磨损，降低成本。由于本工件加工时，Z轴的变化时X轴变化不大，表面粗糙度要求不高，故采用恒转速加工，由于端面精度要求为6.3m，要求比较粗糙，故车端面时转速可选择偏低些，我们可以选择400r/min,镗孔精度要求较高，为1.6m，较

16、为光滑，转速应选择偏高，我们可以选择480r/min，内螺纹要求1.6m较为光滑，由于是内螺纹，铁屑容易挤在刀具与工件之间，故选择的转速应该偏低些，我们可以选择420r/min。二、刀具路径及刀位点的计算加工路线的正确选择也是提高生产效率的一个重要途径，正确选择加工路线，有提高生产效率，减少刀具行程，节省时间，反之会造成时间的大量浪费，加工路线如图所示。其中118均为粗车，其余为精车。图3上图为精车的大致轮廓，即加工路线为ABCE根据已知条件可以求出这几个点的坐标值，具体如下：已知：AB=12.7 BCD=25°CE斜面锥度=0.064A点所在平面的直径为142.1B点所在平面的直径

17、为136.6BD=5.5tan25°=BD/CDCD=10.64故:C点的坐标为（135.4，-22.96）我们可以把螺纹的表面看做一个圆台，其中圆台的高度H=总长/2-AB-CD=79.16根据圆台的计算公式:.E点所在平面的直径为129.4故:E点的坐标为（129.4，-107.96）图41、刀位点的坐标刀具路径如图4所示：1（160，0） 2（153.2，-2） 3（149，0） 4（120，0） 5（120，300） 6（130，3） 7（130，-25.5） 8（128，3） 9（134，3） 10（134，-12.9） 11（133，-22.66） 12（128，3） 1

18、3（137，3） 14（137，-13） 15（131，-22.76）16（130.5，-62.76） 17（128，3） 18（144.6，3） 19（144.6，0） 20（142.6，-1） 21（142.6，-13.2） 22（135.4，-22.96） 23（129.4，-107.96） 24（128，-107.96）2、编写加工程序T0101 T0404M3 M3S500 S425M8 G0 X125 Z18G0 X160 G92Z -2 X130.2 Z-105 R3.9 F3.175G1 X153.2 F180 X130.85X149 Z0 F 120 X131.35X120

19、F120 X131.75G0 Z300 X132.15T0303 X132.6M3 X132.8S480 M9G0 X130 Z3 M5G1 Z25.5 F110 G0 Z150G0 X128 T0101Z3 G0 X160X 134 M5G1 Z-12.9 F110 M30X133 W-9.76 F110G0 X128Z3X137G1 Z-13 F110X131.0 W-9.76 F110X130.5 W-40 F110X128G0Z3X144.6G1Z0X142.6 Z-1F110Z-13.23.3质量检验3.3.1油、套管接箍检验方法表7 油、套管接箍检验方法3.3.2油、套管接箍检验记

20、录表表8油、套管接箍检验记录表3.4硬车削的注意事项由于本工件所选用的为特殊钢种，所以采用硬车削方法。硬车削的突出优点是不用再进行磨削加工，但是，至今有些工厂仍然认为车削45HRC以上硬度的零件并达到磨削级精度的工艺不可行。 硬车削的目标是随切屑带走至少80%的热量，以保持零件的热稳定性。合理的硬车削系统可以减少甚至省去磨削以及与之相关的高昂的刀具成本和太长的加工时间。采用合理的硬车削工艺可获得0.28m的表面光洁度、0.2m的圆度和±0.005m的直径公差，这样的精度在对淬硬前工件进行“软车削”的相同机床上同样可以达到，从而最大限度地提高了设备利用率。但有些工厂由于错误地选用了刀片

21、（确切地说是比较便宜的刀片），或不清楚所用机床是否具有足够的刚性以承受二倍于普通车削的压力，从而使得硬车削工艺没有充分发挥出其高效应。哈挺公司（Hardinge）的应用工程师Tom Sheehy根据硬车削在该公司的具体应用情况，认为硬车削时须注重以下8个方面。一、工件尽管45HRC硬度是硬车削的起始点，但硬车削经常在60HRC以上硬度的工件上进行。硬车削材料通常包括工具钢、轴承钢、渗碳钢以及铬镍铁合金、耐蚀耐热镍基合金、钨铬钴合金等特殊材料。根据冶金学，在切深范围内硬度偏差小（小于2个HRC）的材料可显示出最好的过程可预测性。最适合于硬车削的零件具有较小的长径比（L/D），一般说来，无支撑工件

22、的L/D之比不大于4:1，有支撑工件的L/D之比不大于8:1。尽管细长零件有尾架支撑，但是由于切削压力过大仍有可能引起刀振。 为了最大限度地增加硬车削的系统刚性，应尽量减小悬伸。刀具伸出长度不得大于刀杆高度的1.5倍。二、机床机床刚度决定了硬车削的加工精度。近1520年内制造的机床几乎都有很好的刚性，足以承受硬车削。在许多情况下，机床的总体状况很大程度上比使用年限更重要，精心维护的普通车床也可以用于硬车削。 为了给硬车削机床增加刚性和阻尼特性，哈挺将许多先进机床的特性用于了车削中心，其中包括聚合物复合材料增强机座、带弹簧夹头（使主轴支撑靠近工件）的直接配合式主轴和静压导轨。 系统刚性最大化意味

23、着尽量减少悬空、刀具延伸和零件伸出，并取消调隙片和垫圈，其目标是保持所有零部件尽可能地接近转塔刀架。三、刀片尽管立方氮化硼（CBN）刀片的价格昂贵，但CBN刀片最适合于硬车削。CBN刀片能够在断续切削过程中保持定位不变，在连续切削过程中提供安全的刀具磨损率。当采用合理的硬车削工艺时，CBN刀片除了在控制直径公差方面比不上磨削以外，其它性能都是首屈一指的。 陶瓷不如CBN耐磨，因此一般不用于公差小于±0.025mm的加工。陶瓷不适合于断续切削，而且不能加冷却液，因为热冲击可能造成刀片破裂。刀片的钝缘几何形状是陶瓷材料的固有特点，这一特点使切削力增大而工件表面光洁度下降。另外，陶瓷刀片刃

24、口断裂可能是灾难性的，它可能导致所有切削刃均不能使用。 金属陶瓷（立方碳化钛）对连续切削渗碳硬化材料很有效，尽管它不具备CBN那样的耐磨性，但刀片在大多数情况下会成比例地磨损而不断裂。 正前角刀片由于其切削力较小，通常用在刚性不高的机床上进行硬车削。关于刀片的最合理应用，建议与刀具供应商密切合作，特别是在最初阶段，以迅速达到最佳切削速度。四、冷却液其最大问题是用还是不用冷却液。对于齿轮之类的断续切削零件来说，最好采用“干车削”，否则进刀和退刀时的热冲击很可能引起刀片破裂。至于连续切削，刀头在干车削过程中产生的高温足以韧化（软化）预切削区域，从而降低材料硬度使之易于剪切。这个现象说明了干切削时增

25、大速度是有益的。同时，无冷却液切削方式具有明显的成本优势。 在连续切削中，冷却液可能有助于延长刀具寿命和提高表面光洁度。问题的关键是要使冷却液能够到达刀头，高压冷却液是解决这个问题的最好办法，因为它不容易在高温下蒸发。此外，高压可以减少切屑堆积，从而减少因为切屑阻塞对冷却液流至刀头的影响。另一个办法是将冷却液同时释放到刀片的顶部和底部，以确保冷却液连续到达刀头。 如果使用冷却液，必须是水基的。在完全匹配的硬车削过程中形成的切屑可以带走80%90%的热量（切削区域最高温度可达1700°F）。如此炽热的切屑一旦接触低燃点冷却油，整个工序将有可能遭到彻底破坏。如果在敞开式机床上进行硬车削，

26、必须增加适当的保护装置，避免操作人员被切屑烫伤。五、工艺因为硬车削产生的热量大部分由切屑带走，加工前后对切屑进行检查可以发现整个过程是否协调。连续切削时，切屑应该呈炽燃的橙黄色，并象一根缎带似地飘逸而出。如果切屑冷却后用手一压基本断裂，表明切屑带走的热量是正常的。六、白化层“白化层（热影响区）”可能令人讨厌地出现在硬车削和磨削操作中，即在材料表面形成一层肉眼看不见的非常薄（通常1m）的硬壳。在硬车削过程中形成白化层，一般是因为刀片钝化导致过多的热量传递到零件内。白化层经常在轴承钢上形成，而且对于轴承圈之类需要承受高接触压力的零件是非常有害的，随着时间的推移，白化层可能剥离并导致轴承失效。 对于

27、刚开始从事硬车削的工厂，建议在生产的头几周内进行随机抽查，以确定每个刀片能够车削多少零件而不形成白化层。另外，一个刀片即使可加工400个零件，也有可能在加工300件后就变钝并且开始使零件产生白化层。七、镗孔镗削淬硬材料需要很大的切削压力，因此往往需成倍增加镗杆承受的扭力和切向力。采用正前角（35°或55°）、小刀尖半径刀片可以减小切削压力。在增加切削速度的同时减小切深和进刀速度，也是减小切削压力的办法。 镗孔时，刀具必须与零件同心或略高于零件中心，因为切削引起的挠曲变形使实际中心线的位置降低了。最好的夹紧形式是全长度对开套筒，在镗削淬硬材料时，全长度对开套筒夹头可提供最高的

28、刀夹刚度。其次是弹簧夹头和单点螺丝夹头。八、车螺纹采用合适的刀片几何形状是在淬硬材料上车螺纹的关键，最好的螺纹刀片是类似于镗杆上安装的三角形刀片。在淬硬材料上车螺纹时，为了控制切削压力和延长刀片寿命，有必要增加走刀次数并减小切深。另一种选择是采用交替式侧面切入方式，可改变切削力承受位置并延长刀具寿命。第4章 5 1/2"油套管接箍的磷化4.1总述磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属

29、冷加工工艺中起减摩润滑使用。 磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利(B.P.No.3119)。从此，磷化工艺应用于工业生产。在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。Parker防锈公

30、司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服T许多缺点，将磷化处理时间提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。这个时期磷化处理技术重要改进主要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省 能源进行。磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色

31、金属（如铝、锌）件也可应用磷化。4.2磷化的原理及分类一、磷化原理1、磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。2、磷化原理钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4)2、 Mn(H2PO4)2、 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液，PH值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜的生成反应如下：3Zn(H2PO4)2 =Zn3(PO4)2+4H3PO4 或吸热3Mn(H2PO4)2 =Mn3(PO4)2+4H3PO4钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁

32、开始熔解为Fe2+，同时放出电子。Fe+2H3PO4= Fe (H2PO4)2+H2Fe =Fe2+ +2e-在钢铁工件表面附近的溶液中Fe2+不断增加，当Fe2+与HPO42-，PO43-浓度大于磷酸盐的溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜：Fe(H2PO4)2= FeHPO4+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4+ H23FeHPO4= Fe 3(PO4)2+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2+H2阴极区放出大量的氢：2H+ +2e- =H2O2 + 2H20 =4e- + 4OH-总反应式：3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2+4

33、H3PO4Fe+3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2+FeHPO4+3 H3PO4+2 H2二、磷化的分类1、按磷化处理温度分类（1）高温型8090处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）优点：膜抗蚀力强，结合力好。缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。（2）中温型50-75，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15）优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，目前应用较多。（

34、3）低温型30-50 节省能源，使用方便。（4）常温型10-40 常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。缺点：处理时间长，溶液配制较繁。2、按磷化液成分分类（1）锌系磷化（2）锌钙系磷化（3）铁系磷化（4）锰系磷化（5）复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。3、按磷化处理方法分类（1）化学磷化将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。（2）电化学磷化在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。4、按磷化膜质量分类（1）重量级（厚膜磷

35、化） 膜重7.5 g/m2以上。（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5 g/m2。（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。5、按施工方法分类（1）浸渍磷化适用于高、中、低温磷化 特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。（2）喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。（3）刷涂磷化上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，

36、易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。4.3磷化作用及用途4.3.1磷化的作用一、涂装前磷化的作用1、增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。2、提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。3、提高装饰性。二、非涂装磷化的作用1、提高工件的耐磨性。2、令工件在机加工过程中具有润滑性。3、提高工件的耐蚀性。4.3.2磷化的用途本工件磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。一、耐蚀防护用磷化膜1、防护用磷化膜 用于钢铁件耐蚀防护处理。磷化膜类型可用锌系、锰系。膜单位面积质量为10-40 g/m2。磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。2、油漆底层用磷化膜增加漆膜与钢铁工件附着力及防护

37、性。磷化膜类型可用锌系或锌钙系。磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底层）；1-5 g/m2（用于一般钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不发生形变钢铁件油漆底层）。二、冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔 单位面积上膜重1-10 g/m2；精密钢管拉拔 单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型 单位面积上膜重大于10 g/m2。三、减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。一般用锰系磷化，也可用锌系磷化。对于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。四、电绝缘用磷化膜一般用锌

38、系磷化。用于电机及变电器中的硅片磷化处理。4.4磷化膜组成及性质4.4.1.磷化膜组成4.4.2磷化的性质一、耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。在200-300时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450时膜层的耐蚀性显著下降。二、特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。4.5 磷化工艺流程及影响磷化质量的因素除油除锈水洗磷化水洗磷化后处理一、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。二、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶致密。游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成