材料表面处理作业指导书

材料外表处理

作业指导书

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公布日期：2021.10.15实施日期：

2021.10.30

ABV材料外表处理-发黑作业指导书Q/KV-WD-09

REVA

材料外表处理-发黑

1.0主题内容与适用范围

本标准规定了日常发黑操作程序及要点。

本标准适用于钢、铁、铸铁件的常温外表发黑处理。

2.0准备

2.1检查待发黑工件的质量

2.1.1工件外表不得有裂纹、磕伤、漆膜和金属镀层。

2.1.2外表不得有严重锈蚀难以去掉的厚氧化皮。

2.1.3工件有装饰性要求时，外表粗糙度应到达，一般应到达3(/

2.1.4准备好工具、料框及起吊用具、发黑盆或桶等。"

2.1.5配制后除锈酸液，一般用10%~15%盐酸水溶液。

2.1.6配制好发黑液，通常用常温发黑原液与水稀释1：7,假设发黑件为铸铁

稀释比为1：12~11。

2.1.7排除脱水封闭油底层水分。

3.0发黑操作

3.1去油

先用刷子去除工件外表杂质，再按以下方法之一进展处理：

方法A:将工件浸泡在90~100℃,5~8g/LNa2Co3水溶液中15~20

分钟〔配备专用除油箱或槽〕。

方法B:用汽油、酒精或丙酮对工件进展清洗。

方法C:烘烤去油，T殳烘烤温度为200。（2以下，时间为30~60分钟，在

不影响零件性能情况下，烘烤温度允许控制在40CTC以下。

除油务必完全、彻底。

3.2水洗

流水漂洗一分钟，假设烘烤去油不需此程序。

3.3酸洗

除锈可用10%~15%工业盐酸酸洗5~10分钟，务必将锈除尽。

3.4水洗

流水漂洗一分钟。

3.5发黑

将经过上述处理的工件浸没于配制好的常温发黑液中，上下搅动几次，约

2~3分钟即可。

3.6水洗

流水漂洗一分钟。

3.7上油

将工件浸入脱水封闭油，晃动脱水2分钟后取出即可。

4.0检验

4.1外观：呈黑色或黑蓝色，无花斑、锈迹。

4.23%CuSo4滴上发黑膜，30秒内不显铜色。

2021.10.15发布第：!■页共2页2021.10.30实

施

ABV材料外表处理-发黑作业指导书Q/KV-WD-09

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5.0考前须知

5.1发黑膜随存放时间的延长膜层结实度增加，发黑件一般应在48小时以后再

使用。

5.2返修工件，应重新去油、酸洗。

2021.10.15发布第2页共2页2021.10.30实

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ABV材料外表处理-磷酸锌作业指导书Q/KV-WD-09

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材料外表处理-磷酸锌

1.0主题内容与适用范围

本标准规定了日常磷酸锌操作程序及要点。

本标准适用于钢、铁、铸铁件的常温外表磷酸锌处理。当处理VAM螺纹时,

还必须遵守附录A中的附加说明。

2.0涂层系统

2.1涂层：以下涂层已证明能够符合本标准要求。其他涂层必须经工程师严格评估并记录

成文件前方可包括在本标准适用范围之内。

-Solucoat5047[WorkingSolutions,Inq德克萨斯州休斯顿〕

-Keykote®36〔MacDermind,Inc,康S3火格州沃特伯里〕

-Parco®3MU/(HenkelSingapore,Ltd)

-Ferrosphat70®〔HenkelLtd,巴西〕

-GardobondZ3190〔Chemetall,GMBH,法兰克福〕

涂布量:到平方英尺到2

2.215003000mg/[16.232.3g/m)0

2.3涂层颜色：灰色到黑色

2.4应用：适用于有色金属合金、铝合金、锌压铸件。在磷酸盐涂层中，金属外表会与磷

酸稀释溶液及其他化学物质发生化学反响，转化为整层不溶性磷酸盐结晶体软性保护膜。

3.0运行数据

注：此信息出自制造商的产品数据表，仅供参考。实际运行参数可能因本地设备、

运行条件及涂层钢类型不同而不同。

SolucoatFerrosphatGardobond

Keykote36Parco3MU

504770Z3190

3-10%〔按体7-10%〔按体

浴液浓度5%〔按体积〕12%〔按体积〕25-35.

积〕积〕

溶液温度155-180T70-78C75-85C85-95。。55-60℃

接触〔浸没〕时间5-30分钟5-15分钟15-20min.1-6分钟*5-15min.

总酸30-9054-118pts15-25pts65-70mL

酸比3:1-8:13.1-8.1

游离酸10-17pts

二价铁含量0.01-0.5%最大10g/L

*在部件到达温度平衡后・磷酸盐百分数

2021.10.15发布第1页共1页2021.10.30实

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ABV材料外表处理-磷酸锌作业指导书Q/KV-WD-09

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4.0推荐的工艺周期

步骤工艺周期工艺详情

1基材的准备焊接等构造应进展打磨〔如有必要〕，以消除尖角/隆脊或突起。

2喷砂清理〔关于VAM部件使用30-80网目的磨砂纸打磨金属外表得到清洁的白金属条件。

的喷砂清理要求，请见附录并使用压缩空气进展清理，以去除所有喷砂介质、灰尘和污染物。

A)在喷砂清理后，防止用手直接触摸部件。

2A可选的强性清理〔代替喷砂清在苛性碱溶液〔例如，Solukleen5117NF、Clepo644L、

理〕Novaspray43、Mangus61X、AerocleanDN30或同等溶液〕

中对金属外表进展化学清洗大约5-10分钟。浴器的苛性碱浓度

必须保持在10-20%,温度为150-180T(66-82℃〕,或者遵

照制造商的指导。用水彻底冲洗部件，首选通气搅动冲洗方案。

3磷化将清洁部件悬浸在磷酸监溶液罐内10到25分钟，或遵照制造商

指导，磷酸盐浴槽的温度应遵照制造商对于所使用的每种磷化浴

槽的相应指导。

4涂层的过程中检查在下一个步骤之前，检查零件上是否有手指污斑。正确涂敷的部

件其涂层应不会擦掉。

5水冲洗使用冷水喷雾彻底冲洗部件，或将部件浸入水中30-60秒钟，然

后吹干。

6涂上保护油通过将部件悬浸在防锈油〔例如，Soloil6040、Ferromede

、、或同等防锈油〕

152RGuard-3DSAeroguardPR303LPS3

内一分钟，在部件上涂上防锈油〔除非另有规定，或部件已涂敷

以及涂有木糖胶等〕.将多余油沥干。

7检查(i)目视检查：使用7X到10X放大倍率或置于阳光直射条件下进展

〔关于VAM零件的检查，清检查。涂层应分布均匀，无空隙或斑点外观，应感觉比拟平滑。

参见附录A〕

(ii)使用红色的铅笔橡皮擦或手指摩擦涂层部件的外表，涂层不应

被擦掉〔橡皮擦保持清洁〕。

注：对于严重生锈且并未事先经过喷砂清理〔可选步骤2B〕的部件：

将部件沉浸在盐酸除锈液中〔AerotechCR102或AerotechP65或同等除锈液〕

大约10-20分钟。

盐酸浓度必须保持在30-40%,温度为100-140下〔38-60。。〕，或者遵照制造商

的指导，必须保持部件的彻底清洁。用水彻底冲洗部件，首选通气搅动冲洗方

法。

2021.10.15发布第1页共1页2021.10.30实

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ABV材料外表处理-磷酸锌作业指导书Q/KV-WD-09REV

A

5.0涂覆工艺控制与测试

5.1溶液补足与磷化浴槽维护必须遵照制造商的书面指导。可编写内部文件〔例如?工作说

明?〕以包含这类信息。

5.2磷化浴槽的控制测试：以下是磷化浴槽控制与维护的典型测试。所需的测试类型与测

试频率可能因制造商不同而不同。须遵照制造商的工艺与测试指导或遵照包含这类信息的

内部工作说明。

521总酸含量

5.2.2铁含量

5.2.3游离酸与酸比

1.1油泥去除沉积物重量测试

测试频率必须每6个月〔最少〕进展一次或根据需要进展

测验方法a)在3”x5”“Q-panel”测试板上涂敷所使用的磷酸锌涂层。

b)对完成涂敷的“Q-panel”测试板进展称重，准确到mg。

c)通过以下方法之一去除涂层：

(i)浸泡在温度160-175下(70-80℃)的50克/升铝酸洗提溶液中〔至少15

分钟〕。

(ii)浸泡在室温条件下且盐酸浓度为20g/L的三氧化睇〔作为抑制剂〕新鲜溶

液中5分钟〔浸泡时间不宜过长〕。

(iii)浸泡在温度194-203T(90-95℃)的碳酸钠溶液［pH值=13)中10-15

分钟。

d)使用清洁的流水“Q-panel”测试板，然后使用酒精清洗并吹干。

e)对已去除涂层的“Q-panel”测试板进展称重。

f)按照以下公式计算单位面积的涂层重量：

涂层重量〔mg/平方英尺〕=〔初始重量〔mg〕-最终重量〔mg〕〕

测试板总面积〔平方英尺〕

或者

涂层重量(g/m2)=涂层重量〔mg/平方英尺〕+92.9

需采取的行动最小涂层重量为1500mg/平方英尺。

为了增加涂层差量：

遵照磷酸盐涂层制造商的指导。

注：上述给出的测试频率适用于磷化装置的连续处理，对于间歇性磷化处理，应调整频率控制。

2021.10.15发布第1页共1页2021.10.30实

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ABV材料外表处理-磷酸锌作业指导书Q/KV-WD-09

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6.0文档

6.1?涂层日记?列出涂层/工艺测试的日期、时间与结果以及操作员姓名，应妥善

保存。

7.0修理程序

7.1厂修：涂层损坏情形1锹评估，如有必要，应清理部件并重新磷化。

7.2现场维修：涂层的损害部位应由D-Q人员进展评估，以确定涂层的损害程度。对于

现场维修，应使用磨料或其他方式清理涂层受损部位，并喷涂含有TFE、二硫化铝或其

他腐蚀防护剂的气溶胶干膜，然后风干。需要完全重新磷化的部件应返回工厂。

2021.10.15发布第1页共1页2021.10.30实

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ABV材料外表处理-磷酸锌作业指导书Q/KV-WD-09

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附录A

加工VAM螺纹时所需的特殊步骤

A1.磨料：所使用的磨料应为氧化铝〔AIO2〕。砂纸的额定网目尺寸应为46-100。

A2.喷砂清理条件：应控制以下喷砂参数：

-空气压力-喷管端与待喷砂清理夕俵之间的距离

-喷管直径-至少10%的覆盖面。

喷砂清理程序及其工艺参数的鉴定结果应当记录成文件。

A3.喷砂清理之后的外表检查：在喷砂清理后,应对外表进展仔细地空气吹扫，以去除

所有氧化铝微粒，并100%目视检查。使用外表光度仪测量外表粗糙度，验收

标准为：Ra3.2最大。〔使用适宜单位时，侧微计内显示的Rmax最大值为

7).测试频率应每4个小时进展一次测试，且每个订单的第一个产品和最后一

个产品均进展测试。如果经检查后发现喷砂清理缺乏，局部应重新处理。

A4.磷酸盐重量测量：涂层重量应在使用4.4中程序对VAM部件进展涂敷之前测量。

VAM部件的所需涂层重量为4至20g/m2〔370至1860mg/平方英尺〕。请

注意：为到达该重量目标，浴槽应运行在正常工作范围的较低区域。

如果沉积物重量测试结果不符合要求，必须测试两个附加测试板。如果复测结

果符合要求，那么初次测试结果可以放弃。如果复测结果不符合要求，将产生

一个NCR。

A5.目视检查：对于数量小于50件的批次,应对谓VAM部件进展100%目视检查，

对于数量大于50件的批次，应每10件检查T牛并且每4个小时检查一次。检

查结果应为：

-无缺陷-无漏清理面积

-无氧化-无〔结垢〕粉末状沉积物，在涂油后检查。

对于目视检查后拒绝的部件，应通过喷砂清理去除磷酸盐层，然后再重新涂敷

磷酸盐层。

A6.附着力测试：磷酸盐沉积物应具有良好粘附力。应使用下面的“擦拭”测试程序。

这项测试适用于涂敷有无油磷酸盐层的产品。如果金属可见，那么表示磷酸盐

处理存在缺陷。测试的频次是每10个管道/部件测试一次。

2021.10.15发布第1页共1页2021.10.30实

ABV材料外表处理-QPQ作业指导书Q/KV-WD-09

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材料外表处理-QPQ

1.0主题内容与适用范围

本标准规定了日常QPQ操作程序及要点。

本标准适用于钢、铁、铸铁件的外表QPQ处理。

2.0定义

QPQ-它是Quench-Polish-Quench的缩写形式。是指将黑色零件放入两种性

质不同的盐浴中，通过多种元素渗入金属外表形成复合渗层，从而到达使零件外

表改性的目的。

3.0引用标准

ASTMB177

JB/T9198-1999?盐浴硫氮碳共渗？

GB/T11354-1989?钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织？

4.0工艺

4.1根本工艺过程

QPQ盐浴复合处理主要工序有：

4.1.1清洗：这是QPQ得前处理，非常重要；

4.1.2预热：350~400℃,时间取决于装炉量，20~60min;

4.1.3渗氮：510~580℃,15~180min;

4.1.4氧化：350~400。（：，10~20min;

4.1.5抛光：常用机械式振动抛光。

工艺过程为:装卡T清洗去油T预热T渗氮T氧化T抛光T氧化T清洗T枯燥T

浸油。

4.2各工序的根本作用

4.2.1清洗：这是QPQ的前处理工序，对工件的外观和渗层质量至关重要。

工件上的油和锈会影响氮原子的渗入，也污染盐浴。对外观要求高的，要吹净工

件上的水迹。清洗剂也很有讲究。

4.2.2预热：预热的主要作用是烘干工件外表的水分，使冷工件升温后再入渗

氮炉，以防工件带水入炉引起盐浴溅射和防止冷工件入炉后盐浴温度下降太多。

同时预热对减少工件变形和获得色泽均匀的外观也有一定作用。预热工序通常在

空气炉中进展，工件外表的预氧化有利于氮原子的吸附。但要防止过氧化。预热

后工件外表的颜色以亮蓝色为佳。不锈钢那么为稻草黄色。

4.2.3渗氮：渗氮是QPQ盐浴复合处理技术的核心工序。渗氮盐中氟酸根分

解而产生的活性氮原子渗入工件，在工件外表形成耐磨性和抗蚀性很高的化合物

层和耐疲劳的扩散层。

4.2.4氧化：氧化工序的作用一是彻底分解工件从渗氮炉带出来的氧根[CN],

消除公害。二是在工件外表形成黑色氧化膜，增加防腐能力，对提高耐磨性也有

一定好处。

4.2.5抛光：旨在去除氧化物层外层的疏松层。经第二次氧化后可进一步提高

工件的抗腐蚀性和耐磨性，美化外观。

2021.10.15发布第1页共4页2021.10.30实

施

ABV材料外表处理-QPQ作业指导书

Q/KV-WD-09REVA

4.3QPQ盐浴复合处理的主要原材料

QPQ盐浴复合处理的主要原料为三种生产用盐。

4.3.1基盐：基盐在炉中溶化后形成高氟酸根〔CN。〕的渗氮盐浴。基盐除

了第一次溶化时装满渗氮炉之外，在正常生产中浴面下降时，也应参加基盐以保

持浴面高度。

4.3.2再生盐：在生产过程中当渗氮盐浴的氟酸根下降时，应向炉中添加再

生盐，以使氟酸根含量维持在规定的范围之内。

氧化盐：氧化盐用于氧化盐浴，浴面下降时直接补加氧化盐。

4.4QPQ处理后的工件渗层组织

4.4.1QPQ处理在渗氮工序形成较深的复杂渗层,在氧化工序中形成致密的

Fe3CU氧化膜。

4.4.2工件浸入渗氮盐浴后，氟酸根分解产生的N、C原子可在工件外表形成高

的N势和C势。由于N原子半径仅为Fe原子半径一半,而C原子的半径更小,

所以N、C原子可以在Fe原子的点阵间隙中进展扩散。

4.4.3在QPQ处理的渗氮温度（510~580℃］下，工件外表的高浓度N、C

原子向内扩散，先形成a-Fe中的固溶体，随着外表原子浓度的提高，逐渐形成

E（Fe2』N）化合物。最终由工件外表向中心形成N、C的浓度梯度。渗层组织为

化合物层E相，化合物层以下是N在a-Fe中的固溶体，形成扩散层。

4.4.4因此，QPQ处理后工件的渗层组织构成为：外表为氧化膜和化合物层；

向内为扩散层。其中以化合物层最为重要，其主要组成为Fe2-3N,它是提高耐

磨性的可靠保证，同时它的抗蚀性也很好。氧化膜的主要作用是与化合物层一起

构成极好的抗蚀层。同时它处于多孔状态，可以储油，减少摩擦，对提高耐磨性

有利，同时还有美化外观的作用。QPQ处理的化合物层完全由E氮化物形成，

具有很高的外表硬度和耐磨性。气体渗氮形成E相丫相相混合的化合物层〔丫‘相

的含量取决于钢材的成分：钢中合金元素越少，丫相所占比例越高〕因此脆性大。

5.0质量控制

5.0.1QPQ处理工件的质量取决于渗层是否到达技术要求，包括硬度、深度、抗

腐蚀性和外观质量。

5.0.2工艺关键是各种参数确实定，主要是渗氮温度、渗氮时间、渗氮盐浴中的

氨酸根〔CNO〕和鼠根［CN］含量、材料的预先热处理等因素。

5.1渗氮温度的控制

5.1.1渗氮温度主要根据材料的种类来决定，其次要考虑工件的强度要求。渗氮

温度太低，不能形成足够深度的渗层；温度太高，疏松层严重。渗氮温度超过回

火温度将会降低基体的硬度。

5.1.2一般工模具可选用510~520℃;高速钢刀具可选用540~550℃;高速

钢模具或耐磨零件可选用570℃;构造钢、不锈耐热钢或铸铁件可选用570℃o

5.2渗氮时间的控制

5.2.1渗氮时间的长短主要取决于工件的种类及服役条件。时间太短，不能形成

足够深度的渗层，时间长那么疏松严重。

5.2.2根据工件的服役条件，采用的渗氮时间分别为：

a.要求耐磨性的零件，采用120~180min;

2021.10.15发布第2页共4页2021.10.30实

施

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b.主要用于防腐性零件，采用120~180min;

c.薄板冲压件,增加弹性零件,采取40~60min;

d.高速钢刃具取15~30min.

5.3渗氮盐浴的CNO和CN-量的控制

5.3.1QPQ处理，渗氮盐浴的CN。不得低于30%,最高不要超过40%。盐浴

成分一般控制CNO=36±2%,CN-<1%O

5.3.2每工作8小时加再生盐一次，参加量按公式：Z=K.A%.W(Kg)

Z:参加量；K:系数，一般为1.2.根据使用经历可调整；△:CNO-:预

期值〔如36%〕与实际值的差；W:盐浴重量(Kg)。

5.3.3再生盐应缓慢分批参加，一次性参加量过多会因反响剧烈而溢盐。

5.3.4盐浴中的CN-量过高时应及时降到工艺规定范围。

6.0不同材料的预先热处理

6.1设计工程师根据零件的服役状况，合理选择材质。

6.2低碳钢、低碳合金钢一般经过正火处理，中碳钢、中碳合金钢要调质处理。

6.3渗氮前，调质处理件的组织级别按回火索氏体中游离铁素体数量分为5级，

一般零件1~3级合格，重要零件1~2级合格.对于变形量要求高的工件，在精

磨前要进展550~600。（：回火以消除机械加工应力。

7.0外观质量控制

7.1经QPQ盐浴复合处理的工件，外表呈黑色或蓝黑色。

7.2检验方法：

a.在500LX的照度下，距灯300mm肉眼观察，外表颜色应比拟均匀一致，不

得有明显的花斑、锈迹、发红；

b.不要在室外强烈阳光下检查工件外观；

c.对于粗糙度有要求的那么用粗糙度仪检验。

7.3生产中发现，工艺控制不好时，工件易产生发花、发红现象，影响工件美观。

为提高工件的外表质量，使其到达颜色一致，需采取以下措施：

a.控制熔盐的清洁度

要定期捞渣，渗氮盐浴中悬浮细粒状渣过多，使盐浴变成黑灰色时，应及时采用

滤渣器滤渣，必要时要更换新盐。

b.严格执行工件的前清洗

应去除工件外表的油渍和沉积物，有锈的工件要经过酸洗或喷砂去除锈渍。实践

证明，前处理的好坏影响极大。

C补救措施

工件外表出现轻微的发红现象，可采用擦拭的方法去除；较为严重的要进展返工

处理。

8.0最终质量控制

8.1硬度、有效硬化层深度控制

用一样材料，经一样预先热处理的试样，与工件一起在QPQ处理后检验显微硬

度和深度，到达工艺规定的要求对于小件可以实物取样。

8.2抗蚀性试验

2021.10.15发布第3页共4页2021.10.30实

施

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a.用10%CuSC>4溶液滴试工件非棱角处，30min不析出铜，即表示有致密的

Fe3O4氧化膜、渗氮层完整，防锈能力满足要求。

b.客户另有要求的可做盐雾试验。

2021.10.15发布第4页共4页2021.10.30实

施

ABV材料外表处理-XyLan作业指导书Q/KV-WD-09

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材料外表处理-XyLan

1.0主题内容与适用范围

本标准规定了日常XyLan〔PTFE聚四氟乙烯〕操作程序及要点。

本标准适用于钢、铁、铸铁件以及紧固件的外表XyLan处理。

2.0定义

XyLan-它是美国华福生产的一种涂料商标，是一种PTFE防腐涂层，对金属外

表进展处理后，进展喷涂加工起到保护金属的效果，具有优异的防腐蚀性能：抗

化学品腐蚀等性能。

3.0引用标准

ASTMD3359

ASTMB-117

4.0XyLan(PTFE)特性:

a.强度〔高强度-重量比〕

b化学惰性

c.生物适应性

d.高热阻

e.严酷环境中的高化学阻抗

f.低可燃性

g.低摩擦系数

h.低介电系数

i.低吸水性

j.良好的风化属性

5.0XyLan[PTFE]涂层的技术参数：

干膜厚度〔紧固件〕：涂层厚度20~25mm

其它工件涂层厚度：涂层厚度20~30mm

减少扭矩程度：70%

摩擦系数：0.08~0.11

涂层附着力：ASTMD33594B,5B

颜色：蓝色、红色、黄色、绿色

适用的工况环境：工作温度-195°C~260℃

6.0性能

6.1优越的耐高温特性：其耐温最高可以到达260℃;

6.2抗化学品腐蚀：按照ASTMB-117测试涂层外表耐腐蚀时长1500-4000

小时；

6.3优越抗磨损：涂层含有PP和PTFE干膜润滑剂，具有突出的抗磨损性能；

6.4能抵抗任何溶剂，甚至可以在205。(：的高温下连续作业；

6.5能够抵抗外在环境因素：天气、日照、海水。

7.0进展XyLan(PTFE)外表处理的标准

7.1其涂层烧结温度小于780。(：；

7.2涂层涂抹后，需浇防锈油

2021.10.15发布第1页共2页2021.10.30实

施

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8.0PTFE聚四氟乙烯性能表〔见表1]

名称单位指标

密度Kg/m32.10-2.30*103

结晶度%树脂93~97

淬火制品50-65

不淬火制品63-85

熔点℃327

热变形温度55

℃

维卡软化点110

℃

热分解温度>415

℃

线膨系数〔垂直于压力方向〕1/℃20~60℃10.3*10-5

20~100℃10.5*10-5

20~150℃11.4*10-5

20~200℃12.8*10-5

导热系数W/m.K0.256

泊松比(25℃)0.40

折光率%1.37

吸水率<0.01

对水的接触角114°-115°

外表胀力N/Cm18.5*10-5

介电常数[10HZ]<1.8-2.2

体积电阻率Qm>1*1015

外表电阻率Q>1010

耐电弧S>300

拉伸强度MPa27.6

断裂伸长率%238

压缩弹性模量MPa280

压缩强度5%MPa12.9

冲击强度〔缺口〕KJ/m22.0

弯曲强度MPa20.7

弯曲弹性模量MPa700

摩擦系数〔负荷2MPa〕（时间30mm）0.11

磨损量〔同上〕mg249

磨痕宽度〔同上〕mm15.8

表1

2021.10.15发布第2页共2页2021.10.30实

施

ABV材料外表处理-磷化作业指导书Q/KV-WD-09

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材料外表处理-磷化

1.0主题内容与适用范围

本标准规定了日常磷化操作程序及要点。

本标准适用于钢、铁、铸铁件以及紧固件的外表磷化处理。

2.0定义

2.1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

外表磷化，有色金属〔如铝、锌〕件也可应用磷化。

2.2磷化是一种化学与电化学反响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。

2.3磷化的目的主要是：

a.给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；

b.用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；

c.在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

3.0引用标准

欧洲工程标准：GME00253-92?金属和金属涂层的磷化处理？

欧洲工程标准：GME60209-80?钢铁材料涂层多化性的测定？

中国兵器工业部：WJ464-95?光学仪器用黑色金属磷化膜层标准？

美国标准：AMS2480A?磷酸盐处理?、AMS2481B?磷酸盐处理？

4.0要求

4.1外表质量

a.在100W白炽灯下,距离零件外表400mm处目测；

b.色泽：深灰色到黑灰色；

c.状态：膜层连续、均匀、致密、无挂灰、无锈迹；

d.厚度：内孔厚度为5~9微米。

4.2检验方法

a.用涡流法或者磁阻法测厚仪测量；

b.假设有争议以电镜扫描测量厚度为准。

4.3孔间隙

4.3.1取样

4.3.1.1磷化完成的产品初次样品认可或出于仲裁目的，至少对三件样品进展测

试，而用于常规质量控制时，至少对一件样品进展测试。

4.3.2试样准备

4.3.2.1用丙酮或二甲苯或石油醛棉球，擦去试样外表油脂；

4.3.3设备

4.3.3.1用配制试验溶液的适当设备

4.3.3.2过滤纸：直径11cm;

4.3.3.3培养皿:直径12cm;

4.3.3.4银子。

4.4化学物质：所使用的均为分析纯级，水为蒸储水或去离子水。

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4.5试验介质

4.5.1铁氟化钾：10g/L

4.5.2氯化钠：30g/L

4.5.3十二烷基苯磺酸钠lg/L

4.5.4试验介质应保存在一个密封的棕色玻璃瓶内，可保存4个月，已用过的溶

液不能再倒回瓶内。

4.6步骤

4.6.1将介质倒入培养皿内，再把滤纸浸入；

4.6.2用剪刀剪去大于被检外表的多余局部；

4.6.3用银子将滤纸紧贴被检外表，充分接触一分钟。随后移开滤纸，观察滤纸

外表。

4.7标准

4.7.1一级：带有黄色的青斑是允许的，不能出现深蓝色斑点；

4.7.2二级：偶尔出现浅蓝色斑块是允许的，不能出现深蓝色的斑点；

4.7.3三级：蓝色调带深蓝色斑点;

4.7.4四级：深蓝色色调带深蓝色斑点。

4.8致密性

4.8.1检测试液的配制：硫酸铜CuSO4.5H2O（化学纯）41g/L,氯化钠NaCL〔化

学纯〕35g/L,0.1N盐酸HCL〔化学纯〕13ml/L;用蒸储水配制。

4.8.2试验程序：在15~25T条件下，将上述试液滴在磷化外表上，同时启动秒

表，经过3分钟后，用脱脂棉或滤纸吸干滴液，目视检查滴液处。

4.8.3要求：不出现铜迹为合格。

4.9其它说明：孔隙度和致密性检测两种方法，可任选一种。

5.0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〕，在外表沉

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。

6.0磷化工艺流程

预脱脂-脱脂T防锈T水洗一〔表调〕一磷化—水洗一磷化后处理〔如电泳或粉

末涂装〕

7.0磷化分类

7.1按磷化处理温度分类

7.1.1高温型

80~90。（：处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚度达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。

7.1.2中温型

50~75。(：处理时间为5~15分钟，形成磷化膜厚度达1~7g/m2,溶液游离

酸度与总酸度的比值为1：[10-15]

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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

膜根本一样，目前应用较多。

7.1.3低温型

30~5(TC,节省能源，使用方便。

7.1.4常温型

10~40℃常〔低〕温磷化〔除加氧化剂,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0.2-7g/m2。

优点：不需加热，药品消耗少，溶液温度。

缺点：处理时间长。溶液配制较繁。

8.0按磷化液成分分类

a.锌系磷化

b.锌钙系磷化

c.铁系磷化

d.镒系磷化

e.复合磷化〔磷化液由锌、铁、钙、银、镒等元素组成〕。

9.0按磷化处理方法分类

9.1化学磷化

将工件浸入磷化液中，依靠化学反响来实现磷化，目前应用广泛。

9.2电化学磷化

在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进展磷化。

10.0按磷化膜质量分类

10.1重量级〔厚膜磷化〕膜重7.5g/m2以上。

10.2次重量级〔中膜磷化〕膜重4.6-7.5g/m2。

10.3轻量级〔薄膜磷化〕膜重l.l-4.5g/m2。

10.4次轻量级〔特薄膜磷化〕膜重0.2-L0g/m2。

11.0按施工方法分类

11.1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。

11.2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，成膜反响速度快，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。

11.3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，易涂刷，可除锈蚀，磷化

后工件自然枯燥，防锈性能好，单磷化效果不如前两种。

202L10.15发布第3页共3页2021.10.30实

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材料外表处理-电镀

1.0主题内容与适用范围

本标准适用于对我公司的阀门、井口装置、管汇等产品部件进展电镀。

2.0定义

电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电

解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属外表沉积出来，形成镀层

的一种外表加工方法。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。根据镀

层的功能分为防护性镀层，装饰性镀层及其它功能性镀层。

3.0电镀根本原理图

电镀是一种电化学过程，也是一种氧化复原过程.电镀的根本过程是将零件

浸在金属盐的溶液中作为阴极，金属板作为阳极，接直流电源后，在零件

上沉积出所需的镀层。

例如：镀镇时，阴极为待镀零件，阳极为纯镁板，在阴阳极分别发生

如下反响：

阴极（镀件）：Ni2++2e-Ni（主反响）

2H++e-H2T（副反响）

阳极（银板）:Ni-2e-Ni2+（主反响）

40H--4e^2H2O+O2+4e（副反响）

不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来，如果阴极上氢离子复

原为氢的副反响占主要地位，那么金属离子难以在阴极上析出.根据实验，

金属离子自水溶液中电沉积的可能性，可从元素周期表中得到一定的规律，

如表1.1所示。

阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极，大多数阳极为与镀层相对应的可

溶性阳极，如：镀锌为锌阳极，镀银为银阳极，镀锡-铅合金使用锡-铅合金

阳极.但是少数电镀由于阳极溶解困难，使用不溶性阳极，如酸性镀金使用

的是多为笆或钛阳极.镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补

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充.镀铭阳极使用纯铅，铅-锡合金，铅-睇合金等不溶性阳极。

4.0工艺过程

一般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。

完整过程：

4.1浸酸T全板电镀铜一图形转移T酸性除油一二级逆流漂洗一微蚀一二

级-浸酸—镀锡一二级逆流漂洗

五金及装饰性电镀工艺程序

4.2逆流漂洗T浸酸T图形电镀铜T二级逆流漂洗一镀锲T二级水洗T浸

柠檬酸T镀金T回收一2-3级纯水洗一烘干工艺要求

a.镀层与基体金属、镀层与镀层之间，应有良好的结合力；

b.镀层应结晶细致、平整、厚度均匀；

c.镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙；

d.镀层应具有规定的各项指标，如光亮度、硬度、导电性等；

e.电镀时间及电镀过程的温度，决定镀层厚度的大小；

5.0影响电镀工艺质量的因素

4.1主盐体系

5.1.1每一镀种都会开展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系.如镀锌有氧

化镀锌，锌酸盐镀锌，氯化物镀锌（或称为钾盐镀锌），氨盐镀锌，硫酸盐镀锌等

体系。

5.1.2每一体系都有自己的优缺点，如氧化镀锌液分散能力和深度能力好，

镀层结晶细致，与基体结合力好，耐蚀性好，工艺范围宽，镀液稳定易操作对杂

质不太敏感等优点.但是剧毒，严重污染环境.氯化物镀锌液是不含络合剂的单盐

镀液，废水极易处理；镀层的光亮性和整平性优于其它体系；电流效率高，沉积

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速度快；氢过电位低的钢材如高碳钢，铸件，锻件等容易施镀.但是由于氯离子

的弱酸性对设备有一定的腐蚀性，一方面会对设备造成一定的腐蚀，另一方面此

类镀液不适应需加辅助阳极的深孔或管状零件。

6.0添加剂

6.1添加剂包括光泽剂，稳定剂,柔软剂，润湿剂，低区走位剂等.光泽剂又分为主光

泽剂，载体光亮剂和辅助光泽剂等.对于同一主盐体系，使用不同厂商制作的添

加剂，所得镀层在质量上有很大差异.总体而言欧美和日本等兴旺国家的添加剂

最好，台湾次之，大陆产的相对而言比前两类都逊色。

6.2主盐与具体某一厂商的添加剂的联合决定了使用的镀液的整体性能.优秀的

添加剂能弥补主盐某些性能的缺乏.如优秀的氯化物镀锌添加剂与氯化物主盐配

合得到的镀液深镀能力比许多氧化镀锌镀液的深度能力好。

7.0电镀设备

7.1挂具：方形挂具与方形镀槽配合使用，圆形挂具与圆形镀槽配合使用.圆形

镀槽和挂具更有利于保证电流分布均匀，方形挂具那么需在挂具周围加设诸如铁

丝网之类的分散电流装置或缩短两侧阳极板的长度，使用如下图的椭圆形阳极排

布。

7.2搅拌装置：促进溶液流动，使溶液状态分布均匀，消除气泡在工件外表的停

留.

7.3电源：直流，稳定性好，波纹系数小。

8.0前处理-超声波清洗

8.1超声波清洗⑴在电镀前工艺应用

8.1.1产品电镀前处理工艺非常重要，一般的传统工艺使用酸液对工件进展

处理，对环境污染较重，工作环境较差，同时，最大的弊端是构造复杂零

件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件电镀后，时间不长，沿着夹缝出

现锈蚀现象，破坏电镀层外表，严重影响产品外观和内在质量。超声波清

洗技术应用到电镀前处理后，不仅能使物体外表和缝隙中的污垢迅速剥落，

而且电镀件喷涂层结实不会返锈。

8.1.2利用超声波在液体中产生的空化效应，可以清洗掉工件外表沾附的油

污，配适宜当的清洗剂，可以迅速地对工件外表实现高清洁度的处理。

8.1.3电镀工艺，对工件外表清洁度要求较高，而超声波清洗技术是能到达

此要求的理想技术。利用超声波清洗技术，可以替代溶剂清洗油污；可以

替代电解除油；可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢外表的铁锈及氧化

皮。

8.2对几种常见的工件电镀前外表状况，用超声波清洗工艺情况简介：

8.2.1抛光件外表抛光膏的清洗：

a.一般情况下，抛光膏常常采用石蜡调合，石蜡分子量大，熔点较高，常温

下呈固态，是较难清洗的物质，传统的方法是采用有机溶剂清洗或高温碱

水煮洗有许多弊病。

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b.采用超声波清洗那么可使用水基清洗剂，在中温条件下，几分钟内将工件

外表彻底清洗干净，常用工艺流程是：①浸泡-②超声波清洗一③清水〔净

水〕漂洗。

C.外表有油及少量锈的冷轧钢板：冷轧钢板外表一般有油、污或少量铁锈，

要洗干净比拟容易，但经一般方法清洗后，工件外表仍残留一层非常细薄

的浮灰，影响后续加工质量，有时不得不再采用强酸浸泡的方法去除这层

浮灰。而采用超声波清洗并参加适当的清洗液，可方便快捷地实现工件外

表彻底清洁，并使工件外表具有较高的活性，有时甚至可以免去电镀前酸

浸活化工序。

d.外表有氧化皮和黄锈的工件：传统的方法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。

如采用超声波综合处理技术，可以快捷地在几分钟内同时去除工件外表的

油、锈、并防止了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。

9.0后处理

9.1电镀后对镀层进展各种处理以增强镀层的各种性能，如耐蚀性，抗变色

能力，可焊性等。

9.1.1脱水处理：水中添加脱水剂，如镀亮操后处理。

9.1.2钝化处理：提高镀层耐蚀性，如镀锌。

9.1.3防变色处理：水中添加防变色药剂，如镀银，镀锡，镀仿金等。

9.1.4提高可焊性处理：如镀锡因此后处理工艺的优劣直接影响到镀层这

些功能的好坏。

10.0电镀分类

10.1按照镀层组成分类

镀馅

镀铭

10.1.1铭是一种微带天蓝色的银白色金属。电极电位虽位很负，但它有很

强的钝化性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件

镀铝层是阴极镀层。铝层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝

酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等

氢卤酸和热的浓硫酸中。

10.1.2铝层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500℃

以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500℃开场氧化变色；大于700°

C才开场变软。

10.1.3由于镀铝层的优良性能，广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和

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机能镀层。

11.0镀铜

镀铜

11.1镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易

于抛光，经过适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色

彩。镀铜易在空气中失去光泽，与二氧化碳或氯化物作用，外表生成一层

碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，

因此，做为装饰性的镀铜层需在外表涂覆有机覆盖层。

12.0镀镉

12.1镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，

易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸

和硝酸筱中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有

毒，必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以

通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。目前国内生产中应用较多的镀

镉溶液类型有：氨竣络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氟化物镀镉。此外还

有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。

13.0镀锡

13.1锡具有银白色的外观，原子量为118.7,密度为7.3g/cmA3,熔点为

2320℃,原子价为二价和四价，故电化当量分别为2.12g/A.h和

1.107g/A.ho

镀锡

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施