慧聪表面处理网讯：唐春华 泉州创达金属表面有限公司
金增锡 襄阳市襄玉机械有限公司
摘要：为解决汽车紧固件酸洗+高温锰系黑色磷化工艺污染大、能耗高的缺点，提出了以拋丸代替酸洗和以浸黑磷化代替高温锰系磷化的工艺改进举措。经过大批量生产应用，表明替代工艺具有拋丸除锈污染小、浸黑磷化节能明显的优点，同时磷化质量有很大提高。
关键词：汽车紧固件 拋丸 浸黑磷化环保工艺改进
中图分类号：TG178文献标识码B
1、问题提出
某汽配机械厂的汽车紧固件滚浸磷化龙门式自动线采用线上酸洗+高温黑色锰系磷化工艺，运行1年左右后发现原工艺存在几个问题：a.由于大量使用盐酸（该线每月消耗盐酸约3t），酸洗去除热处理氧化皮时，酸雾气体太大，十分呛人，操作困难。虽然线上设置有抽风系统（风量1500m3/h），但抽酸雾效果甚微；b.自动线上机器设备（程控元件、电机等）腐蚀严重，停机、换件频繁，耽误生产，而且增加了设备维修费用；c.降低了工件的机械强度，如30Cr、40Cr等紧固件经盐酸酸洗吸氢产生氢脆，工件在使用过程中有断裂的危险性；d.高温锰系磷化工艺存在诸多弊端（如能耗高、槽液稳定性差、磷化膜挂灰严重且粗糙等），目前除了有特殊性能要求的工件以外，一般很少采用该工艺。
为解决上述问题，该厂采用分步工艺改进方案。首先选用浸黑磷化工艺代替高温锰系磷化工艺，在试用可行的情况下，再以抛丸除锈代替酸洗除锈。经反复试用、改进，最终获得良好结果，解决了困扰生产的难题。
2、抛丸
2.1机理与作用
抛丸除锈过程在清理室内完成。在清理室门关闭状态下，工件被正旋转履带（转速为3.6r/min）带动，弹丸以一定的线速度、呈扇形束均匀地打击基材表面，从而达到除去氧化皮和细化表面的目的。
钢材表面受弹丸冲击作用后，晶粒细化，疲劳强度、抗腐蚀能力较抛丸前分别提高约80%和约1倍（检测抛丸紧固件耐盐雾腐蚀3.5h不锈）。
2.2抛丸清理机
抛丸清理机由抛丸清理室、抛丸器、砂丸提升分离机构、除尘系统和电器控制系统等组成。紧固件抛丸清理机可选用小型机，如QPL1000A型（清理室尺寸为φ600mm×800mm，装载量约200kg）、Q326C型（装载量约150kg）等。
2.3抛丸材料
2.3.1弹丸分类与作用
弹丸分为铸钢丸、铸钢砂和不锈钢丸等。铸钢丸具有细化基材表面的作用，钢砂具有除去氧化皮的作用，不锈钢丸则具有除去精磨表面氧化膜和调节抛丸效果的作用（使抛丸表面更白亮、更细化）。
当弹丸速率固定时，大弹丸用于打击除去大面积的杂质，小弹丸用于除去小面积的杂质，以获得满意的表面清洁度。如果使用的弹丸过大，虽然清除杂质效果好，但容易造成表面粗糙度过高；反之，弹丸过小，清除杂质效果不好。因此，应该根据基材表面的杂质状况而选择合适的弹丸尺寸等级。此外，弹丸材料质量的优劣既影响抛丸效果，又与弹丸的消耗量有关：质量越优越耐用、消耗量越少，反之则消耗多、成本高。某些表面加工精度高（工件有精磨面）的汽车配件不允许使用铸钢丸、和铸钢砂等，只能使用不锈钢丸以保证精磨面的光洁度。
2.3.2弹丸混合比
为了获得满意的抛丸质量和提高抛丸效率，通常将两种或两种以上的弹丸材料按一定比例混合使用。紧固件抛丸可使用的几种混合弹丸如下，紧固件厂家究竟采用哪种混合比的弹丸，需要通过生产试验确定。
a.（铸钢丸SS110/SS0.3）：（铸钢砂G40/G0.7）：（铸钢砂G50/G0.5）=2：2：1。
b.（铸钢丸SS110/SS0.3）：（铸钢砂G40/G0.7）：（铸钢砂G50/G0.5）=1：1：1。
c.（铸钢丸SS110/SS0.3）：（铸钢砂G50/G0.5）=1：1。
d.（铸钢丸SS110/SS0.3）：（铸钢砂G50/G0.5）：（不锈钢丸）=4：5：1。
