鋼件自動噴淋磷化發(fā)藍(lán)問題的分析及解決方法

鐘雪麗 郭培寬

（1.河南科技學(xué)院高職學(xué)院 河南 新鄉(xiāng) 453600；2.河南新飛集團(tuán)十六廠 河南 新鄉(xiāng) 453002）

0 引言

磷化是目前國內(nèi)家電制冷企業(yè)廣泛采用的一種鋼板前處理技術(shù)。依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)需要，磷化處理分為噴淋式和浸漬式。我公司鋼件表面前處理采用的是自動噴淋式。整個前處理工序如下：

懸掛工件→預(yù)脫脂→脫脂→自來水洗→表面調(diào)整→磷化→循環(huán)去離子水水洗→去離子水水洗→干燥

預(yù)脫脂到去離子水水洗為半封閉式通道。懸掛工件的懸鏈位于通道上方，各個主要工序的通道內(nèi)部兩側(cè)均勻分布有平行排列的豎直液體輸送管，每根輸送管上自上至下等距安裝有8個噴嘴，輸送管下端連接壓力輸送泵至通道下方的儲液工作槽。通道外側(cè)分別在脫脂工序前，表面調(diào)整工序前及磷化工序前留有觀測門。

預(yù)脫脂及脫脂工序使用藥劑為中溫中堿性脫脂劑，游離堿度20-35，脫脂溫度50-70℃；表面調(diào)整工序使用膠體磷酸鈦鹽型表面調(diào)整劑，總堿度5-15，pH值8-9，常溫下使用；磷化工序使用外加促進(jìn)型低溫鋅系磷化液，總酸度17-30，游離酸度0.3-1.2，用氨管測量促進(jìn)值1.5-4.5，使用溫度38-42℃。上述藥劑均為公司自產(chǎn)。

近期對一批由冷軋鋼板（牌號：SPCC）鈑金成型的冰箱側(cè)幫進(jìn)行前處理時發(fā)現(xiàn)，工件磷化后在上部固定邊角部位出現(xiàn)了2-15cm的藍(lán)色膜。發(fā)藍(lán)部位在靜電噴涂后附著力達(dá)不到要求，從而導(dǎo)致整個工件報廢。

為找出真正的問題所在，將兩種鋼板及成型后的工件送至冶金研究所進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：二者含微量元素略有差異。導(dǎo)致問題鋼板的電位較庫存鋼板低，表面性質(zhì)活潑，極易氧化。鈑金成型后的工件在邊角部與其他位置相比應(yīng)力有所改變。經(jīng)調(diào)查，兩種鋼板系由國內(nèi)同一家鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)，不同之處在于問題鋼板是由其新建冷軋板生產(chǎn)線生產(chǎn)。由于其新生產(chǎn)線投產(chǎn)不久，軋制的鋼板與原有的生產(chǎn)線軋制的鋼板在各種微量元素的含量上難免有所差異。

AP-BEPS是20國集團(tuán)(Group 20，G20)委托經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(Organization for Economic Cooperation and Development，OECD)推進(jìn)的國際稅制改革項目，是G20框架下各國攜手打擊國際逃避稅，共同建立有利于全球經(jīng)濟(jì)增長的國際稅收規(guī)則體系和合作機(jī)制的重要舉措。中國作為G20的成員國，主動承擔(dān)聯(lián)合國和G20國際稅收規(guī)則制定的責(zé)任，深度參與BEPS所有行動計劃；同時，中國作為國際社會的成員，積極履行國際稅收合作義務(wù)，立足中國國情，努力促進(jìn)BEPS行動計劃成果在中國轉(zhuǎn)化和落地。

1 導(dǎo)致發(fā)藍(lán)現(xiàn)象的可能原因

發(fā)藍(lán)現(xiàn)象是鋼件磷化過程中極易出現(xiàn)的問題，其形成原因多種多樣。只有找出產(chǎn)生問題的真正原因，才能對癥下藥，解決問題，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。產(chǎn)生發(fā)藍(lán)問題的原因大致如下：

北京紅螺食品有限公司，其產(chǎn)品經(jīng)歷了從北京特色禮品向大眾休閑食品過渡的進(jìn)程。改革開放初，紅螺的原始工藝是在一個灶臺上架一口大銅鍋，敞鍋煮制腌漬發(fā)酵過的果品。不管春夏秋冬，員工們都要在高溫的室內(nèi)辛勤勞作，汗流浹背地翻鍋，不停地鏟煤填火。在付出那么多辛苦的同時，煮制出的果脯仍然無鮮亮感。在1985年、1986年兩年中，紅螺人實驗發(fā)明了真空煮制果脯技術(shù)，減少了腌漬、發(fā)酵工序時間，此舉大大降低了員工的勞動強度。

1.1 鋼板材質(zhì)的問題

3.1.3 降低掛具高度

自2003年8月正式投入發(fā)電運行以來，沙集泵站積極利用徐洪河行洪棄水開發(fā)水力發(fā)電，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，對2003—2011年發(fā)電運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，年平均發(fā)電340.4萬kWh，機(jī)組年平均運行14 183.3臺時（按照單臺機(jī)組平均出力240 kW）。經(jīng)測試進(jìn)行降低轉(zhuǎn)速后，每臺機(jī)發(fā)電功率增加約100 kW，全站共增加發(fā)電功率500 kW?？紤]變頻機(jī)組等相關(guān)設(shè)備消耗電量約40 kW，改造后泵站年均發(fā)電量可增至470.9萬kWh，相當(dāng)于火電廠燃燒578.7 t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的電量，無論是經(jīng)濟(jì)效益還是社會效益均比較顯著。

1.2 前處理設(shè)備的原因

設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)是生產(chǎn)能否正常進(jìn)行的重要影響因素。在自動噴淋式前處理生產(chǎn)線中，任何一個環(huán)節(jié)問題出現(xiàn)問題都會影響整個生產(chǎn)的進(jìn)行。例如壓力泵壓力的不足，管道及噴嘴的通暢不通暢，前處理槽液溫度的自動控制失常，都會導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進(jìn)行[2]。

1.3 前處理劑處理能力不夠或者其工藝指標(biāo)不在合理范圍之內(nèi)

工件經(jīng)過脫脂后，如果表面油脂沒有脫除干凈，磷化時殘存的油脂將會影響磷化膜的形成，氧化取代磷化，工件極易發(fā)藍(lán)；對于膠體磷酸鈦型表面調(diào)整劑，如果其鈦鹽含量過低或者pH值不在合理范圍之內(nèi)，往往也會使工件磷化時出現(xiàn)發(fā)藍(lán)現(xiàn)象；磷化液的配方不適合鋼板材質(zhì)的要求，或者不能被正確使用也是工件不能正常成膜的關(guān)鍵因素，對于外加促進(jìn)型鋅系磷化液來說，鋅離子的含量和促進(jìn)劑濃度的控制至關(guān)重要[3]。

2 發(fā)藍(lán)現(xiàn)象原因的確定

庫存鋼板電極電位-0.45V，問題鋼板電極電位-0.47V.

人類創(chuàng)造了教育，教育塑造了人，教育以本質(zhì)上來看，是塑造人的工程，是為未來培養(yǎng)人的事業(yè)。教育的地位和作用，更應(yīng)了解今天社會所發(fā)生的變化，特別是在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，教育是社會的縮影，是未來世界藍(lán)圖的預(yù)見和反映。今天有什么樣的教育，未來將有什么樣的社會，今天你受到什么樣的教育，你將有什么樣的前途和境況。所以，我們的教育既要考慮應(yīng)該怎么適應(yīng)時代形勢的變化，更要分析與預(yù)測可能發(fā)生的變化，引導(dǎo)受教育者去探索，去追求，去創(chuàng)造。

北京市當(dāng)前的旅游產(chǎn)品以觀光旅游為主，缺乏對旅游產(chǎn)品的深入挖掘，在旅游產(chǎn)品多樣性、全面性和細(xì)分性等方面存在劣勢。隨著游客個性化需求的日益強烈，這種形式單一且層次較淺的旅游形式已無法滿足旅客的需求，無法長期對游客產(chǎn)生吸引力。

按照前處理藥劑測定與工藝標(biāo)準(zhǔn)對脫脂劑，表面調(diào)整劑及磷化液進(jìn)行檢測。脫脂劑游離堿度28，工作溫度60℃；表面調(diào)整劑總堿度9，pH值8.5；磷化液總酸度23.5，游離酸0.5，促進(jìn)值3.0，工作溫度40℃。上述指標(biāo)完全符合工藝要求。將原有庫存鋼板與出現(xiàn)問題的鋼板在同一條鈑金線上成型后，將兩種工件交替懸掛在前處理生產(chǎn)線上進(jìn)行處理，工藝參數(shù)保持恒定，發(fā)現(xiàn)：原庫存鋼板成型工件經(jīng)處理后磷化膜正常；問題鋼板成型工件上部邊角位置出現(xiàn)發(fā)藍(lán)現(xiàn)象。

在前處理噴淋設(shè)備工作時，通過觀測門觀察發(fā)現(xiàn)：工件由表面調(diào)整通道進(jìn)入磷化通道時，前幾排磷化工作液輸送管上部多數(shù)噴嘴由于沉碴的大量存在而堵塞，僅有少數(shù)噴嘴能正常工作；加上懸掛工件的掛具高度過大，而且工件懸掛過高，其上部與頂端噴嘴相持平，導(dǎo)致在磷化初期只有少量磷化液噴射到工件上部。并且在整個磷化通道中，由于外加的促進(jìn)劑亞硝酸鈉在一定溫度下?lián)]發(fā)，形成具有氧化性的酸霧。當(dāng)表面性質(zhì)活潑的工件進(jìn)入至磷化通道五分之一長時，由于工件上部邊角部位不能迅速成膜，受酸霧的影響，產(chǎn)生氧化發(fā)藍(lán)的現(xiàn)象。工件進(jìn)入磷化通道剩余部分時磷化對工件上部已經(jīng)氧化的部分不再起作用。

針對此種鋼板表面性質(zhì)活潑極易氧化的特點，只有使工件在進(jìn)入磷化通道后迅速成膜，尤其是工件上部邊角部位，盡量消除氧化作用的影響。經(jīng)過分析，決定同時實施兩大措施。

3 發(fā)藍(lán)問題的解決方案

由于公司購進(jìn)了批量的表面性質(zhì)活潑的冷軋鋼板，此種材質(zhì)成型的工件將在很長一段時間內(nèi)使用，因此必須采取措施防止發(fā)藍(lán)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

將問題鋼板鈑金成型的工件按照前處理流程在各個工作槽液中作浸漬處理，發(fā)現(xiàn)問題鋼板磷化正常。

經(jīng)過測試，發(fā)現(xiàn)問題鋼件上部邊角磷化發(fā)藍(lán)的根本原因在于鋼件材質(zhì)表面性質(zhì)過于活潑,加上設(shè)備上有不當(dāng)之處，導(dǎo)致鋼件在噴淋的過程中按原有的磷化液工藝指標(biāo)進(jìn)行磷化時發(fā)生故障。

對乙酰氨基酚其實就是我們常說的撲熱息痛、必理通或者泰諾林，它們都是含單一有效成分“對乙酰氨基酚”的退燒藥。而人們熟知的以布洛芬為單一有效成分的藥包括美林、芬必得等。

3.1 設(shè)備的改進(jìn)與保養(yǎng)

3.1.1 增加抽風(fēng)系統(tǒng)

銅具有優(yōu)良的電氣特性和耐用性，常選用銅作為電纜導(dǎo)體的材質(zhì)，在經(jīng)過冷加工后，銅導(dǎo)體的電阻率會上升，硬度和強度增加、塑性降低。為了提高冷拉銅線的電導(dǎo)系數(shù)和柔軟性，常使用退火的銅導(dǎo)體。銅導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低，在正常的操作范圍內(nèi)，電阻和溫度之間呈線性關(guān)系，如式(2) 所示[9]:

在磷化通道中部上方安裝抽風(fēng)機(jī)，將磷化槽通道中聚集的氧化性酸霧及時排出。減少工件進(jìn)入磷化通道后所受的酸霧影響。

3.1.2 磷化管道及噴嘴的維護(hù)

用酸液將管道及噴嘴里的沉渣進(jìn)行清洗消除后再用水清洗數(shù)遍。將管道最下方的兩個噴嘴用塑膠帶密封，以增加管道上方噴嘴的噴射壓力。

不同材質(zhì)的鋼板表面性質(zhì)有所不同，鋼鐵中含碳以及錳，磷，硫，硅等微量元素的多少決定了其表面性質(zhì)的差異。鋼板材質(zhì)的差異是磷化好壞的根本，針對不同的表面性質(zhì)采取相應(yīng)的措施是必須的[1]。

原有掛具的高度過高，適當(dāng)降低其高度可以使掛具上的工件進(jìn)入磷化通道后，前幾排磷化管道上方的噴嘴噴射出的磷化液能夠完全覆蓋工件上部，給工件的磷化成膜提供有利條件。

3.2 調(diào)整磷化液配方

鋅系磷化液主要有磷酸，磷酸二氫鋅和硝酸鋅亞硝酸鈉組成，其中磷酸和磷酸二氫鋅是主要的成膜物質(zhì)，硝酸鋅作為內(nèi)促進(jìn)劑，亞硝酸鈉作為外促進(jìn)劑。針對這種易氧化的工件，及時調(diào)整磷化液配方，可促使工件表面快速成膜[4]。

第二，里奇認(rèn)為數(shù)碼攝影將會比傳統(tǒng)攝影引發(fā)更多的能量共享，以非線性、多層次的復(fù)雜形式存在，而坍縮現(xiàn)象主要來自于人們對它的意義限定。他描述道：

3.2.1 提高硝酸鋅的用量

硝酸鋅水溶性好，熱穩(wěn)定性高，促進(jìn)能力強，槽液穩(wěn)定，硝酸鋅中硝酸根在鋅系磷化液中起重要的促進(jìn)作用，而鋅離子是磷化成膜的重要組成。加入硝酸鋅可以提高磷化液的成膜能力[5]。

3.2.2 減少亞硝酸鈉的用量

由于提高了硝酸鋅的用量，外促進(jìn)劑亞硝酸鈉完全可以減少使用。亞硝酸鈉作為外促進(jìn)劑是強氧化劑，促進(jìn)能力強，磷化質(zhì)量高。但是在磷化槽液的酸性條件下極不穩(wěn)定，在使用過程中需要頻繁的補加或連續(xù)滴加。當(dāng)用量過多時磷化膜成藍(lán)黑色，抗蝕能力低[6]。硝酸鈉的用量不僅可以減少磷化通道中氧化性酸霧的產(chǎn)生，而且可以避免磷化液中的大量沉碴的產(chǎn)生。即外促進(jìn)劑值由原來的3.0降為2.0左右。

4 結(jié)論

具體問題應(yīng)具體分析。在對鋼件進(jìn)行自動噴淋前處理時，針對其表面性質(zhì)活潑而導(dǎo)致上部邊角部位磷化發(fā)藍(lán)現(xiàn)象，經(jīng)過認(rèn)真分析，對前處理設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)和保養(yǎng)，及時調(diào)整了磷化液配方。采取了以上幾項措施后，鋼件磷化正常，問題圓滿解決。

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［3］張學(xué)敏.涂裝工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：141-188.

［4］梁治齊，熊楚才.涂料噴涂工藝與技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：104-115.

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