彈簧制造及后處理

1、彈簧的表面處理彈簧的表面處理彈簧的腐蝕按其反應(yīng)的類型可分為化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕。它們都是彈簧表面金屬原子的變化或電子得失變成離子狀態(tài)的結(jié)果。如果彈簧表面金屬只單純與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而彈簧引起腐蝕稱化學(xué)腐蝕。例如彈簧在特別干燥的大氣中氧化生成氧化膜，以及彈簧在非電解質(zhì)液體中與該液體或該液體中的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化等，屬于化學(xué)腐蝕。如果彈簧與電解質(zhì)溶液接觸，由于微電池的作用而產(chǎn)生的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。例如彈簧與酸性或鹽類溶液接觸，這類溶液都

2、是電解質(zhì)，由于彈簧表面的缺陷或雜質(zhì)等原因而形成電位差不同的電極以致彈簧不斷受到電解腐蝕；又例如彈簧處在潮濕大氣中，由于大氣中的水蒸氣在彈簧表面上凝成水膜或水珠，加上大氣中的腐蝕性氣體（如工業(yè)廢氣中的二氧化硫和硫化氫或海洋大氣中的鹽霧等）溶解于水膜或水珠中形成電解質(zhì)。再加上彈簧金屬的雜質(zhì)或缺陷亦可形成電位差不同的電極，彈簧亦產(chǎn)生電解腐蝕。這些都屬電化學(xué)腐蝕。彈簧受化學(xué)腐蝕是少量的、緩慢的，而受電化學(xué)腐蝕是主要的、普遍的。但一般來講化學(xué)腐蝕

3、與電化學(xué)腐蝕是同時存在的。彈簧在制造、存放、使用等過程中，經(jīng)常會遭受周圍介質(zhì)的腐蝕。由于彈簧在工作時是靠彈力發(fā)揮作用，彈簧被腐蝕后彈力會發(fā)生改變而喪失功能。所以防止彈簧的腐蝕可以保證彈簧的工作穩(wěn)定，并延長其使用壽命。彈簧的防腐方法一般采用保護層，根據(jù)保護層的性質(zhì)可分為：金屬保護層、化學(xué)保護層、非金屬保護層和暫時性保護層等，在此著重介紹前三種方法。不銹鋼彈簧和銅線彈簧本身就具有一定防腐能力，所以一般不進行防腐處理。1、彈簧的金屬保護層金屬

4、保護層種類很多，就彈簧而言，一般是用電鍍金方法以獲得金屬保護層。電鍍保護層不但可以保護不受腐蝕，同時能改善彈簧的外觀。有些電鍍金屬還能改善彈簧的工作性能，例如提高表面硬度，增加抗磨損力，提高熱穩(wěn)定性，防止射線腐蝕等。但如果單純?yōu)榱藦椈傻母g，一般應(yīng)選用電鍍鋅層與電鍍鎘層。鋅在干燥的空氣中較安定，幾乎不發(fā)生變化，不易變色。在潮濕的空氣中會生成一層氧化鋅或碳式碳酸鋅的白色薄膜。這層致密的薄膜可阻止繼續(xù)遭受腐蝕。因此鍍鋅層用于彈簧在一般大氣條

5、件下防腐蝕保護層。凡與硫酸、鹽酸、苛性鈉等溶液相接觸，以及在三氧化硫等氣氛的潮濕空氣中工作的彈簧，均不宜用鋅鍍層。一般鍍鋅層后經(jīng)鈍化處理，鈍化可提高鍍層的保護性能和增加表面美觀。為了提高氧化膜的防腐性和潤滑能力，應(yīng)該加強氧化處理前后的處理。氧化處理前須將彈簧表面的銹蝕、氧化皮、油污、熱處理的鹽渣、表面接觸層等進行徹底的清除。氧化處理后，通常是將彈簧在肥皂溶液或重鉻酸鹽中進行填充處理，而后用流動溫水洗凈、吹干或烘干，最后再上水膜置換防銹油

6、或上一定溫度的機械油進行浸油處理。氧化處理對某些熱軋彈簧材料的表面晶界有所浸蝕，這在一定程度上會降低疲勞強度，因而，在采作氧化處理時應(yīng)慎重。傳統(tǒng)的氧化處理是需要加溫進行的。近幾年來，國內(nèi)也有些制造單位使用常溫發(fā)黑劑，它克服了傳統(tǒng)發(fā)黑工藝的缺陷，節(jié)約了大量的能源。發(fā)黑劑為藍綠色濃縮液化，無雜質(zhì)、無異味、不燃、不爆、不腐蝕，運輸安全。發(fā)黑劑用水稀釋，彈簧發(fā)黑時常用的稀釋比約為1︰5左右。發(fā)黑劑的操作工藝較為簡單，其工藝路線為：去油、漂洗、酸

7、行、漂洗、發(fā)黑（在室溫下2~5min）漂洗、水膜置換防銹油。要注意的是：一定要把彈簧工件上的油去盡，清洗干凈后，才能放入常溫劑中進行氧化處理。氧化處理成本低、工藝配方較簡單、生產(chǎn)效率高、氧化膜有一定的彈性，基本上不影響彈簧的特性曲線，所以氧化處理較廣泛地作為成形螺旋彈簧、彈簧墊圈及片彈簧等的防腐和裝飾措施。彈簧經(jīng)氧化處理后的質(zhì)量檢驗包括外觀檢查和抗蝕性檢查。（2）磷化處理將彈簧放進含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中，在金屬表面形成一層不溶于水

8、的磷酸鹽薄膜的方法叫做磷化。磷化膜的外觀呈暗灰色、灰色或黑灰色、不具光澤。磷化膜的厚度一般在5~20μm。磷化膜在一般大氣條件下較穩(wěn)定，其抗蝕能力為發(fā)藍膜的6~24倍。磷化膜具有顯微孔隙結(jié)構(gòu)，對漆類、油類有良好的吸附能力，因此磷化常與涂漆等涂覆方法配合使用。在磷化后進行重鉻酸鹽填充、浸油或涂漆，能進一步提高其耐腐蝕性。磷化膜在動物油、植物油、礦物油中均較穩(wěn)定，在某些有機溶液（如苯、甲苯）中亦較穩(wěn)定。磷化膜能耐400~500C的高溫，因此

9、，某些高溫下工作的彈簧，例如炮彈發(fā)射部分的彈簧，常用磷化處理。彈簧在磷化前最好是采用噴砂處理。經(jīng)噴砂處理后不能耽置太久，應(yīng)隨即進行磷化。若無噴砂設(shè)備，亦可采用化學(xué)去油及酸洗方法去除油污。彈簧在磷化過程中產(chǎn)生大量的氫氣，因此經(jīng)磷化后的彈簧具有氫脆現(xiàn)象。對于關(guān)鍵部位的彈簧，經(jīng)磷化處理后應(yīng)進行去氫處理。3、彈簧的非金屬保護層非金屬保護層是在彈簧表面上浸涂或噴涂一層有機物質(zhì)，如油漆、瀝青、塑料等，以保護彈簧免遭腐蝕。非金屬保護層，膜層較厚，化學(xué)