钢件自动喷淋磷化发蓝问题的分析及解决方法

钟雪丽 郭培宽

（1.河南科技学院高职学院 河南 新乡 453600；2.河南新飞集团十六厂 河南 新乡 453002）

0 引言

磷化是目前国内家电制冷企业广泛采用的一种钢板前处理技术。依据生产规模及生产需要，磷化处理分为喷淋式和浸渍式。我公司钢件表面前处理采用的是自动喷淋式。整个前处理工序如下：

悬挂工件→预脱脂→脱脂→自来水洗→表面调整→磷化→循环去离子水水洗→去离子水水洗→干燥

预脱脂到去离子水水洗为半封闭式通道。悬挂工件的悬链位于通道上方，各个主要工序的通道内部两侧均匀分布有平行排列的竖直液体输送管，每根输送管上自上至下等距安装有8个喷嘴，输送管下端连接压力输送泵至通道下方的储液工作槽。通道外侧分别在脱脂工序前，表面调整工序前及磷化工序前留有观测门。

预脱脂及脱脂工序使用药剂为中温中碱性脱脂剂，游离碱度20-35，脱脂温度50-70℃；表面调整工序使用胶体磷酸钛盐型表面调整剂，总碱度5-15，pH值8-9，常温下使用；磷化工序使用外加促进型低温锌系磷化液，总酸度17-30，游离酸度0.3-1.2，用氨管测量促进值1.5-4.5，使用温度38-42℃。上述药剂均为公司自产。

近期对一批由冷轧钢板（牌号：SPCC）钣金成型的冰箱侧帮进行前处理时发现，工件磷化后在上部固定边角部位出现了2-15cm的蓝色膜。发蓝部位在静电喷涂后附着力达不到要求，从而导致整个工件报废。

为找出真正的问题所在，将两种钢板及成型后的工件送至冶金研究所进行分析，发现：二者含微量元素略有差异。导致问题钢板的电位较库存钢板低，表面性质活泼，极易氧化。钣金成型后的工件在边角部与其他位置相比应力有所改变。经调查，两种钢板系由国内同一家钢铁企业生产，不同之处在于问题钢板是由其新建冷轧板生产线生产。由于其新生产线投产不久，轧制的钢板与原有的生产线轧制的钢板在各种微量元素的含量上难免有所差异。

AP-BEPS是20国集团(Group 20，G20)委托经济合作与发展组织(Organization for Economic Cooperation and Development，OECD)推进的国际税制改革项目，是G20框架下各国携手打击国际逃避税，共同建立有利于全球经济增长的国际税收规则体系和合作机制的重要举措。中国作为G20的成员国，主动承担联合国和G20国际税收规则制定的责任，深度参与BEPS所有行动计划；同时，中国作为国际社会的成员，积极履行国际税收合作义务，立足中国国情，努力促进BEPS行动计划成果在中国转化和落地。

1 导致发蓝现象的可能原因

发蓝现象是钢件磷化过程中极易出现的问题，其形成原因多种多样。只有找出产生问题的真正原因，才能对症下药，解决问题，保证生产正常进行。产生发蓝问题的原因大致如下：

北京红螺食品有限公司，其产品经历了从北京特色礼品向大众休闲食品过渡的进程。改革开放初，红螺的原始工艺是在一个灶台上架一口大铜锅，敞锅煮制腌渍发酵过的果品。不管春夏秋冬，员工们都要在高温的室内辛勤劳作，汗流浃背地翻锅，不停地铲煤填火。在付出那么多辛苦的同时，煮制出的果脯仍然无鲜亮感。在1985年、1986年两年中，红螺人实验发明了真空煮制果脯技术，减少了腌渍、发酵工序时间，此举大大降低了员工的劳动强度。

1.1 钢板材质的问题

3.1.3 降低挂具高度

自2003年8月正式投入发电运行以来，沙集泵站积极利用徐洪河行洪弃水开发水力发电，创造了可观的经济效益，对2003—2011年发电运行数据统计，年平均发电340.4万kWh，机组年平均运行14 183.3台时（按照单台机组平均出力240 kW）。经测试进行降低转速后，每台机发电功率增加约100 kW，全站共增加发电功率500 kW。考虑变频机组等相关设备消耗电量约40 kW，改造后泵站年均发电量可增至470.9万kWh，相当于火电厂燃烧578.7 t标准煤产生的电量，无论是经济效益还是社会效益均比较显著。

1.2 前处理设备的原因

设备的维护与保养是生产能否正常进行的重要影响因素。在自动喷淋式前处理生产线中，任何一个环节问题出现问题都会影响整个生产的进行。例如压力泵压力的不足，管道及喷嘴的通畅不通畅，前处理槽液温度的自动控制失常，都会导致生产无法正常进行[2]。

1.3 前处理剂处理能力不够或者其工艺指标不在合理范围之内

工件经过脱脂后，如果表面油脂没有脱除干净，磷化时残存的油脂将会影响磷化膜的形成，氧化取代磷化，工件极易发蓝；对于胶体磷酸钛型表面调整剂，如果其钛盐含量过低或者pH值不在合理范围之内，往往也会使工件磷化时出现发蓝现象；磷化液的配方不适合钢板材质的要求，或者不能被正确使用也是工件不能正常成膜的关键因素，对于外加促进型锌系磷化液来说，锌离子的含量和促进剂浓度的控制至关重要[3]。

2 发蓝现象原因的确定

库存钢板电极电位-0.45V，问题钢板电极电位-0.47V.

人类创造了教育，教育塑造了人，教育以本质上来看，是塑造人的工程，是为未来培养人的事业。教育的地位和作用，更应了解今天社会所发生的变化，特别是在科学技术突飞猛进的今天，教育是社会的缩影，是未来世界蓝图的预见和反映。今天有什么样的教育，未来将有什么样的社会，今天你受到什么样的教育，你将有什么样的前途和境况。所以，我们的教育既要考虑应该怎么适应时代形势的变化，更要分析与预测可能发生的变化，引导受教育者去探索，去追求，去创造。

北京市当前的旅游产品以观光旅游为主，缺乏对旅游产品的深入挖掘，在旅游产品多样性、全面性和细分性等方面存在劣势。随着游客个性化需求的日益强烈，这种形式单一且层次较浅的旅游形式已无法满足旅客的需求，无法长期对游客产生吸引力。

按照前处理药剂测定与工艺标准对脱脂剂，表面调整剂及磷化液进行检测。脱脂剂游离碱度28，工作温度60℃；表面调整剂总碱度9，pH值8.5；磷化液总酸度23.5，游离酸0.5，促进值3.0，工作温度40℃。上述指标完全符合工艺要求。将原有库存钢板与出现问题的钢板在同一条钣金线上成型后，将两种工件交替悬挂在前处理生产线上进行处理，工艺参数保持恒定，发现：原库存钢板成型工件经处理后磷化膜正常；问题钢板成型工件上部边角位置出现发蓝现象。

在前处理喷淋设备工作时，通过观测门观察发现：工件由表面调整通道进入磷化通道时，前几排磷化工作液输送管上部多数喷嘴由于沉碴的大量存在而堵塞，仅有少数喷嘴能正常工作；加上悬挂工件的挂具高度过大，而且工件悬挂过高，其上部与顶端喷嘴相持平，导致在磷化初期只有少量磷化液喷射到工件上部。并且在整个磷化通道中，由于外加的促进剂亚硝酸钠在一定温度下挥发，形成具有氧化性的酸雾。当表面性质活泼的工件进入至磷化通道五分之一长时，由于工件上部边角部位不能迅速成膜，受酸雾的影响，产生氧化发蓝的现象。工件进入磷化通道剩余部分时磷化对工件上部已经氧化的部分不再起作用。

针对此种钢板表面性质活泼极易氧化的特点，只有使工件在进入磷化通道后迅速成膜，尤其是工件上部边角部位，尽量消除氧化作用的影响。经过分析，决定同时实施两大措施。

3 发蓝问题的解决方案

由于公司购进了批量的表面性质活泼的冷轧钢板，此种材质成型的工件将在很长一段时间内使用，因此必须采取措施防止发蓝现象的产生。

将问题钢板钣金成型的工件按照前处理流程在各个工作槽液中作浸渍处理，发现问题钢板磷化正常。

经过测试，发现问题钢件上部边角磷化发蓝的根本原因在于钢件材质表面性质过于活泼,加上设备上有不当之处，导致钢件在喷淋的过程中按原有的磷化液工艺指标进行磷化时发生故障。

对乙酰氨基酚其实就是我们常说的扑热息痛、必理通或者泰诺林，它们都是含单一有效成分“对乙酰氨基酚”的退烧药。而人们熟知的以布洛芬为单一有效成分的药包括美林、芬必得等。

3.1 设备的改进与保养

3.1.1 增加抽风系统

铜具有优良的电气特性和耐用性，常选用铜作为电缆导体的材质，在经过冷加工后，铜导体的电阻率会上升，硬度和强度增加、塑性降低。为了提高冷拉铜线的电导系数和柔软性，常使用退火的铜导体。铜导体的导电性能随温度升高而降低，在正常的操作范围内，电阻和温度之间呈线性关系，如式(2) 所示[9]:

在磷化通道中部上方安装抽风机，将磷化槽通道中聚集的氧化性酸雾及时排出。减少工件进入磷化通道后所受的酸雾影响。

3.1.2 磷化管道及喷嘴的维护

用酸液将管道及喷嘴里的沉渣进行清洗消除后再用水清洗数遍。将管道最下方的两个喷嘴用塑胶带密封，以增加管道上方喷嘴的喷射压力。

不同材质的钢板表面性质有所不同，钢铁中含碳以及锰，磷，硫，硅等微量元素的多少决定了其表面性质的差异。钢板材质的差异是磷化好坏的根本，针对不同的表面性质采取相应的措施是必须的[1]。

原有挂具的高度过高，适当降低其高度可以使挂具上的工件进入磷化通道后，前几排磷化管道上方的喷嘴喷射出的磷化液能够完全覆盖工件上部，给工件的磷化成膜提供有利条件。

3.2 调整磷化液配方

锌系磷化液主要有磷酸，磷酸二氢锌和硝酸锌亚硝酸钠组成，其中磷酸和磷酸二氢锌是主要的成膜物质，硝酸锌作为内促进剂，亚硝酸钠作为外促进剂。针对这种易氧化的工件，及时调整磷化液配方，可促使工件表面快速成膜[4]。

第二，里奇认为数码摄影将会比传统摄影引发更多的能量共享，以非线性、多层次的复杂形式存在，而坍缩现象主要来自于人们对它的意义限定。他描述道：

3.2.1 提高硝酸锌的用量

硝酸锌水溶性好，热稳定性高，促进能力强，槽液稳定，硝酸锌中硝酸根在锌系磷化液中起重要的促进作用，而锌离子是磷化成膜的重要组成。加入硝酸锌可以提高磷化液的成膜能力[5]。

3.2.2 减少亚硝酸钠的用量

由于提高了硝酸锌的用量，外促进剂亚硝酸钠完全可以减少使用。亚硝酸钠作为外促进剂是强氧化剂，促进能力强，磷化质量高。但是在磷化槽液的酸性条件下极不稳定，在使用过程中需要频繁的补加或连续滴加。当用量过多时磷化膜成蓝黑色，抗蚀能力低[6]。硝酸钠的用量不仅可以减少磷化通道中氧化性酸雾的产生，而且可以避免磷化液中的大量沉碴的产生。即外促进剂值由原来的3.0降为2.0左右。

4 结论

具体问题应具体分析。在对钢件进行自动喷淋前处理时，针对其表面性质活泼而导致上部边角部位磷化发蓝现象，经过认真分析，对前处理设备进行了改进和保养，及时调整了磷化液配方。采取了以上几项措施后，钢件磷化正常，问题圆满解决。

［1］伍泽涌，卢鸿琏，肖泽星.新型涂装前处理应用手册[M].四川：四川科学技术出版社，1998：164-174.

［2］胡传炘.实用表面前处理手册[M].北京：化学工业出版社，2006：177-188.

［3］张学敏.涂装工艺学[M].北京：化学工业出版社，2006：141-188.

［4］梁治齐，熊楚才.涂料喷涂工艺与技术[M].北京：化学工业出版社，2006：104-115.

［5］曹京宜.涂装表面预处理技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2004：217-223.

［6］林春华，葛祥荣.简明表面处理手册[M].北京：机械工业出版社，1995：420-445.