[发明专利]机械零件锰基磷化

说明书

本发明属于为使机械零件表面获得特种性能的磷化处理工艺方法。

机械零件磷化处理的方法有多种，依据磷化温度分类有高温锰基磷化、中温锌基磷化、低温锌基磷化和室温锌基磷化。在机械零件改善减磨性、提高防锈能力的磷化处理，通常采用高温锰基磷化工艺，如在叶康民编著的高等学校教学参考书《金属腐蚀与保护概论》一书中介绍的磷化工艺，利用磷酸二氢锰铁盐水溶液作磷化液，磷化温度92～98℃，磷化时间10分钟，能源消耗较大。中温、低温以至室温磷化一直是人们渴望采用的工艺方法，现在，锌基磷化在低温以至室温都已比较成熟，如DE2931693公开了一种锌基室温磷化工艺，其磷化温度不低于18℃磷化时间为1.5～2分钟，但其使用范围较窄，往往用于漆前打底，膜的其它性能不如锰基磷化产生的膜。

为此，本发明的目的是在磷酸二氢锰铁盐水溶液中加入一种添加剂，使磷化液保证在较低的温度下和较短的时间里，在金属表面获得均匀和致密的磷化膜，这种膜广泛用于改善机械零件的减磨性，特别适用于改善齿轮的跑合性能，提高抗胶合能力。

本发明是通过下面的过程实现的，其特征是用浓度为40～65g/l的磷酸二氢锰铁盐水溶液配成总酸点在40～60，游离酸点在4～6，酸比在1∶9～13范围内的磷化液，实际中常常用55g/l的磷酸二氢锰铁盐水溶液加热离解，煮沸2～3小时获得，然后在磷化液中加入浓度为0.8～1.5g/l的添加剂EDTA二钠盐或加入浓度为1-2g/l的添加剂硼酸，两种添加剂的最佳浓度分别为1g/l和1.5g/l，机械零件磷化时采用浸泡式磷化，磷化温度控制在70～ 85℃范围内，最佳温度范围是75～80℃，磷化时间控制在10～40分钟，最佳点在25分钟左右。当然，磷化温度与磷化时间成反比关系，即磷化温度愈高，磷化时间愈短。整个磷化工艺完全与国内广泛使用的高温锰基磷化工艺一致，实质上只是高温磷化温度下限下降了20℃以上。

本发明相对高温锰基磷化，磷化温度下限降低，大大节约了能源，且磷化温度范围宽、易控制，降低成本，改善劳动条件，其磷化膜比高温膜结晶细，均匀致密，胶合承载能力高，防腐能力强，产品质量大有提高。

下面介绍本发明的实施例：

磷化零件为760行星齿轮，材料为20CrMnTi。

磷化液总酸度为55点，游离酸度为5点。

在磷化液中加入添加剂EDTA二钠盐，浓度为1g/l，再加入添加剂硼酸，浓度为1.5g/l。

温度、时间、性能关系：

序号    温度    磷化时间    零件数    质量情况＊

（℃）    （分）    （只）    （外观）

1    70    30    128    好

2    75    28    208    好

3    80    17    96    好

4    85    10    96    好

^＊注：外观磷化膜细腻，黑灰色或灰色。

本发明的锰基磷化产品质量优于高温磷化，其磷化膜的胶合载荷为原有高温磷化件的70%;通过室内放置试验（温度为35℃左右，湿 度为78～85%）和湿热箱防锈试验（温度为49±1℃，湿度为100%，静置）都证明其磷化膜的抗腐蚀性能比原有高温磷化膜好。