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汽车紧固件拋丸黑色磷化滚浸自动线的工艺改进

发布时间:2016-7-14      阅读人次:707次

    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。