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【概要描述】弹簧在制造、储存以及使用的过程中,常常会受到周围介质的腐蚀威胁。在制造环节,其可能会接触到加工过程中的各类化学试剂残留、潮湿空气等;存放时,若环境湿度较大、有腐蚀性气体存在,也容易对其产生侵蚀;而在使用阶段,根据应用场景的不同,更是可能处于各种复杂的介质环境里。由于弹簧主要是依靠自身的弹性来发挥作用,一旦被腐蚀,其内部的组织结构会遭到破坏,弹性就会发生改变,进而失去原本应有的功能,导致整个设备或装
【概要描述】弹簧在制造、储存以及使用的过程中,常常会受到周围介质的腐蚀威胁。在制造环节,其可能会接触到加工过程中的各类化学试剂残留、潮湿空气等;存放时,若环境湿度较大、有腐蚀性气体存在,也容易对其产生侵蚀;而在使用阶段,根据应用场景的不同,更是可能处于各种复杂的介质环境里。由于弹簧主要是依靠自身的弹性来发挥作用,一旦被腐蚀,其内部的组织结构会遭到破坏,弹性就会发生改变,进而失去原本应有的功能,导致整个设备或装
弹簧在制造、储存以及使用的过程中,常常会受到周围介质的腐蚀威胁。在制造环节,其可能会接触到加工过程中的各类化学试剂残留、潮湿空气等;存放时,若环境湿度较大、有腐蚀性气体存在,也容易对其产生侵蚀;而在使用阶段,根据应用场景的不同,更是可能处于各种复杂的介质环境里。
由于弹簧主要是依靠自身的弹性来发挥作用,一旦被腐蚀,其内部的组织结构会遭到破坏,弹性就会发生改变,进而失去原本应有的功能,导致整个设备或装置无法正常运转。比如在一些精密的机械装置中,弹簧弹力改变可能会影响到部件之间的紧密配合与力的传递;在承受压力的支撑结构里,失去功能的弹簧则无法提供有效的缓冲与支撑作用。
所以,对弹簧进行表面处理意义重大,这一举措可以有效地阻止或者延缓其被腐蚀的进程,保障弹簧在工作过程中的稳定性,使其能够持续、可靠地发挥自身作用,并且还能延长弹簧的使用寿命,降低使用成本,从整体上提高设备运行的效率和安全性。
以下是弹簧制造过程中常见的表面处理方式、原理及优劣势总结:
1发蓝处理
1.1原理:在含有氧化剂(如亚硝酸钠等)的苛性钠溶液中,当溶液接近沸点时,弹簧表面的铁被溶解,并生成铁酸钠和亚铁酸钠,再由亚铁酸钠与铁酸钠相互作用生成磁性氧化铁(Fe₃O₄),即氧化膜。
1.2优势:
成本低:原材料和设备要求相对简单,处理成本低廉。
生产效率高:工艺过程相对简便,可快速在弹簧表面形成氧化膜,适合大规模生产。
外观良好:氧化膜的色泽美观,能使弹簧外观光亮,有一定的装饰性。
无氢脆现象:处理过程不会导致弹簧产生氢脆问题,保证了弹簧的力学性能。
润滑性好:氧化膜具有一定的润滑性,可减少弹簧在使用过程中的摩擦磨损。
1.3劣势:
耐蚀性有限:抗腐蚀性能和耐磨性能比其他化学膜低,在恶劣的腐蚀环境中,氧化膜可能无法提供足够的保护。
防护时间较短:在空气中的防护时间相对较短,一般只能保持 3 个月左右。
2磷化处理
2.1原理:弹簧在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理,使表面生成一层磷酸盐或磷酸氢盐的结晶膜层。
2.2优势:
良好的耐蚀性:磷化膜虽然薄,但能有效阻止金属表面微电池的形成,减少电化学反应,提高弹簧的耐蚀性,其抗蚀能力为氧化膜的 2 - 10 倍以上。
增强附着力:磷化膜具有多孔性,对油漆及油类有很好的附着力,便于后续的涂装处理,能进一步提高弹簧的防护性能和装饰性。
可用于复杂形状:适用于弹簧的各种形状和结构,对于形状复杂的弹簧,也能形成均匀的保护膜。
能承受一定高温:在 400 - 500℃的温度下可经受短时间的烘烤,适用于一些在高温环境下工作的弹簧。
2.3劣势:
外观较差:磷化膜的外观呈暗灰色或灰色,不甚美观,通常需要进行后续的涂漆或着色处理。
存在氢脆风险:在磷化处理中会产生大量氢气,经磷化处理后的弹簧具有氢脆现象,一般应经过去氢处理。
工艺要求较高:磷化处理溶液的酸度、温度等参数对磷化膜的质量影响较大,需要严格控制工艺条件。
3达克罗处理
3.1原理:是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型防腐涂料,通过全闭路循环涂覆烘烤,在弹簧表面形成薄薄的涂层。
3.2优势:
超强的耐蚀性:防锈效果是传统电镀锌、热镀锌或涂料涂覆法的7-10倍以上,经耐盐雾试验1200h 以上未出现红锈。
高耐热性:可以耐高温腐蚀,耐热温度可达 300℃以上,涂层在高温下不易被破坏,适用于发动机周围等高热环境金属制件的防腐。
无氢脆性:处理工艺决定了达克罗没有氢脆现象,适合受力件的涂覆,对于弹簧这种经常承受应力的零件非常适用。
结合力好:涂层与金属基体有良好的结合力,而且与其他附加涂层有强烈的粘着性,处理后的零件易于喷涂着色。
良好的渗透性:可以进入工件的深孔、狭缝等部位形成涂层,解决了传统电镀工艺在复杂形状零件上的防腐难题。
环保:在生产加工及工件涂覆的整个过程中,不会产生对环境有污染的废水废气,不用三废治理,降低了处理成本。
3.3劣势:
颜色单一:达克罗涂层的表面颜色单一,只有银白色和银灰色,不适合对外观颜色有特殊要求的弹簧。
硬度低:涂层本身的硬度不高,耐磨性较差,不适合在高耐磨的条件下使用。
能耗大:烧结温度较高、时间较长,能耗较大。
存在接触性腐蚀风险:达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、镍和不锈钢的零部件接触与连接,会产生接触性腐蚀。
4抛光处理
4.1原理:通过机械、化学或电化学等方法,去除弹簧表面的微小凸起、划痕等缺陷,使表面变得光滑平整。
4.2优势:
外观改善:显著提高弹簧的表面光洁度,使其外观更加美观,增加产品的附加值。
降低摩擦系数:光滑的表面可以降低弹簧在使用过程中的摩擦系数,减少能量损耗,提高弹簧的工作效率和使用寿命。
便于清洁:光滑的表面不易附着污垢和杂质,便于弹簧的清洁和维护。
4.3劣势:
不能提供防腐保护:抛光处理只是改善了弹簧的表面状态,不能像其他表面处理方法那样提供防腐保护,如果弹簧在恶劣的腐蚀环境中使用,还需要进行额外的防腐处理。
可能影响尺寸精度:如果抛光工艺不当,可能会导致弹簧的尺寸精度发生变化,影响弹簧的使用性能。
5机械镀锌处理
5.1原理:通过机械磨擦将锌层转移到弹簧钢丝上,使弹簧表面形成锌镀层。
5.2优势:
镀层均匀:相比热浸镀锌和电镀锌,机械镀锌可以在弹簧表面形成更加均匀的锌镀层,提高弹簧的防腐性能。
对弹簧性能影响小:机械镀锌过程中不会产生高温和化学反应,对弹簧的力学性能影响较小,适用于对弹簧性能要求较高的场合。
成本较低:设备工艺相对简单,生产成本较低。
5.3劣势:
镀层厚度有限:机械镀锌的镀层厚度相对较薄,可能无法满足一些对防腐要求特别高的场合。
耐磨性较差:锌镀层的耐磨性相对较差,在长期使用过程中可能会出现磨损和剥落的现象。
综上,弹簧的表面处理工艺各有优劣,选择时需根据具体应用场景和要求进行权衡。