工件防锈处理研究与应用

工件防锈处理研究与应用

赵柏东

(沈阳防锈包装材料有限责任公司辽宁沈阳110032)

摘要：随着国民经济的快速发展，为了进一步提升企业的加工制造水平，保证加工工件的质量，对涂抹防锈油、电镀铬、电镀锌、盐浴复合处理等4种常用的防锈方法进行了对比研究，找到适合工件的防锈处理方案。

关键词:防锈处理;防锈油;电镀铬;盐浴复合处理

引言：

工件涂装是现代的产品制造工艺中的一个重要环节。防锈、防蚀涂装质量是产品全面质量的重要方面之一。产品外观质量不仅反映了产品防护、装饰性能,而且也是构成产品价值的重要因素。由于涂油不及时和地区气候原因，容易造成工件表面生锈；加之使用厂家不能按期提货等原因，也造成许多工件在本厂储存一段时间，最终导致完工后的工件锈蚀，严重影响外观质量。如何防锈成为摆在我们面前很棘手的问题。

1工件产生锈蚀的因素

（1）季节及环境因素导致工件容易生锈。该厂位于东北地区，气候温差大，尤其是夏季室内潮湿，精加工工件很容易吸收潮气，导致工件很快锈蚀。（2）防锈油的储存及质量。防锈油的质量不好，会直接导致工件很快生锈，而且除锈很困难。（3）精磨后的产品做磁粉探伤后，不及时清洗干净，不涂机油或防锈油，也会导致工件的锈蚀产生。（4）磨后产品经镗床、深孔钻及锯床等机械加工，如果使用切削液，防护不当及清洁不及时也会导致工件的锈蚀。

2防锈处理方式

2.1电镀铬防锈处理

镀铬防锈处理主要是在工件的表面镀一层铬金属。镀铬的电镀液有多种配方，最广泛使用的是铬酐和硫酸的水溶液，然后分别添加不同的添加剂。将工件侵入电镀液，阴、阳级连接，接通直流电，使镀液中的铬离子在工件上还原，形成铬镀层。该方法的优点:可提升工件外观美观性，提高工件的硬度、耐磨性、耐腐性;缺点:镀铬薄的地方比较容易出现毛孔，将金属暴露在空气中，若两种不同的金属形成原电池反应，产生电化学腐蚀，同样也容易生锈。

2.2盐浴复合处理

盐浴复合技术就是经过淬火－抛光－淬火处理，国内简称为QPQ。它在两种盐浴中处理工件，是盐浴渗氮和盐浴氧化的复合;渗层组织上是氮化物和氧化物的复合;渗层性能上是耐磨性与抗蚀性的复合。工件经QPQ处理后，其渗层组织由3层组成:由外向内分别是氧化膜、化合物层和扩散层。氧化膜是铁的氧化物，可以提高金属表面的抗蚀性，美化工件的外观，它与化合物层一起构成了抗蚀性极高的综合抗蚀层。化合物层俗称白亮层，是QPQ技术所形成的渗层组织中最重要的部分，耐磨性极高，抗蚀性也极高(通常渗层质量的好坏多以化合物层的深度和致密度来衡量)。扩散层是化合物层与中心之间的暗黑色组织，是氮在铁中的固溶体或过饱和固溶体。氮化后快速冷却形成的过饱和固溶体，在以后回火或失效时，会析出针状的Fe4N。一般扩散层的主要作用是提高金属的疲劳强度。该方法的优点是成本低，耐蚀、耐磨性强，防锈效果强;缺点是处理工艺要求高。

2.3防锈油防锈处理

防锈油防锈适用于短期的工序间防锈和长期的储运防锈，本文仅说明防锈油用在工序间的工件表面防锈处理，在以下工序需涂覆防锈油：（1）下料车间。工件制作完成后，涂防锈油；（2）结构件车间。工件制作完成后，涂防锈油；（3）外协件。外协件来货前，涂防锈油；（4）下料成品库、结构件成品库和外协件库。工件入库后，三个月没有转到下个工序，则再重新涂一次防锈油（重涂防锈油前，保证被涂部位清洁，无锈蚀）；（5）下料车间接收外协件后，工件防锈归下料车间，工件制作完成后，如防锈油膜在制作过程中损坏，则重新补涂一次防锈油；（6）结构件车间接收下料车间工件或外协件后，工件防锈归结构件车间，工件制作完成后，如防锈油膜在制作过程中损坏，则重新补涂一次防锈油。涂防锈油工序间短期防锈效果可靠，缺点是涂油前需要清洁工件表面，涂油过程存在环境污染，工件进入下道工序，则需要对防锈油进行清洗。

2.4电镀锌防锈处理

镀锌防锈处理主要是在工件的表面镀一层锌金属，主要以热镀锌工艺进行处理，因为锌易溶于酸，也能溶于碱，可称它为两性金属。虽然锌在干燥的空气中几乎不发生变化，但在潮湿的空气中，锌表面会生产致密的碱式碳酸锌膜，防锈效果较佳，故电镀锌的防锈处理在常见零件的应用较多，包括螺栓、螺钉等标准件。由于结构特殊性，为防止锌金属影响变速箱箱体内润滑油的化学成分，故此方式不在工件上进行试验对比。

3工件在防锈处理后进行盐雾试验对比

同一种工件采用以上4种防锈处理方式进行试验对比。为还原工件在整机使用工况的一致性，我们按照两步进行，并采取排除法逐步试验。第一步先将4个试验工件在静状态下进行盐雾试验，若有生锈现象，我们将对生锈零件进行试验终止。若试验工件在试验结束后未发现有生锈现象，我们将此工件进行下一步模拟操纵4万次试验，然后再进行同样的盐雾试验(工件1为涂抹防锈油，工件2为电镀铬防锈处理，工件3为电镀锌防锈处理，工件4为QPQ盐浴复合处理)。试验情况如下。1)涂抹防锈油。将未使用的工件1上喷防锈油(工件1的一半喷有防锈油，另一半不做处理)，待1h后，将工件1放入盐雾试验机中进行盐雾试验。经观察发现，盐雾时间在200h后，工件1两端均出现有锈斑，且喷有防锈油的部位锈斑面积较大，未做处理处出现有点状锈斑。2)电镀铬防锈处理。将未使用的工件2放入盐雾试验机中进行盐雾试验。经观察发现:盐雾试验时间在120h后，发现工件2有锈斑出现;盐雾时间在200h后，工件2出现较大面积的锈斑。3)电镀锌防锈处理。将未使用的工件3放入盐雾试验机中进行盐雾试验。经观察发现，盐雾时间在200h后，未发现工件3有锈斑出现。4)QPQ盐浴复合处理。将未使用的工件4放入盐雾试验机中进行盐雾试验。经观察发现，盐雾时间在200h后，工件4未发现有锈斑。为了进一步验证防锈处理，我们将盐浴时间延长至270h后，也未发现有锈斑出现。通过试验结果可看出，QPQ盐浴复合处理方式在同等条件下，防锈处理效果要好于其他处理方式。

4锈蚀隐患的控制

为了防止工件锈蚀的产生，需要采取切合实际的应对措施：（1）磨床的切削液要具有防锈效果，每隔一段时间要用试纸检测切削液的酸碱度，保证pH值≥9。当pH值＜9时，必须及时添加切削液，防止因切削液酸度高引起工件锈蚀。精磨完工件，需要将工件及时擦拭干净，1h后表面涂上防锈油作临时防锈用。（2）镗床、深孔钻床及锯床加工磨后的精加工工件要做好防锈措施。加工完产品时，要将切削液擦拭干净，待工件干燥后涂上机油。（3）对于磁粉探伤工件，不允许用水擦拭工件，且探伤后立即用清洗油除净磁粉液，然后涂上防锈油。

5结语

总之，精加工完工件的防锈工作是一项艰巨的任务，每个环节都影响工件的外观质量。不仅要求良好的加工存储环境条件、性能优异的防锈材料，还需要厂内全员参与、加强生产加工工艺过程管理，严格中间过程和产成品检验，才能达到理想的防锈效果。文中找到了适合机加工的零件防锈方式，还对防锈方案进行了进一步的深入研究，提升了工件的防锈效果。

参考文献：

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[4]李志慧.机加工车间工件防锈问题浅析[J].汽车零部件，[J],2018,21(6):34-36.