[發明專利]一種27SiMn鋼的磷化-皂化處理工藝

在審

• 申請號: 201410303237.7
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105296997A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 徐本倫
• 申請（專利權）人: 徐本倫
• 主分類號: C23C22/73
• 分類號: C23C22/73
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種27SiMn鋼的磷化-皂化處理工藝。

背景技術

高精度冷拔鋼管生產時，為保證拔制質量，一般情況下需對毛坯管進行酸洗、磷化、皂化等預處理。磷化、皂化處理可在冷拔表面形成一層塑性良好且具有極壓性能的磷酸鹽膜和皂化膜，對鋼管進行工藝潤滑，減小冷變形時鋼管與模具間的摩擦力，利于金屬在拔制過程中的滑移，同時也為成品管的應用提供保護性能，在使用過程中不易生銹。化、皂化處理的配方和工藝對鋼管拔制時的摩擦系數、拔制速度、模具壽命、動力消耗及表面質量均有重要影響，已成為當前提高冷拔鋼管產量、質量、節能降耗的關鍵問題之一。然而目前國內外對于磷化、皂化處理的研究報導多集中于表面膜的化學成分、組織結構特征、與基體的結合力等方面，而關于表面膜對拔制過程中摩擦系數、磨損機理影響的研究則較少。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種27SiMn鋼的磷化-皂化處理工藝，以增強27SiMn鋼的耐磨性能。

本發明的技術方案是：一種27SiMn鋼的磷化-皂化處理工藝，27SiMn鋼試件先在28℃的酸洗池中酸洗至金屬表面呈現鋼的本色，取出用水沖凈后，置于70℃的磷化液中浸泡40min，取出干燥后置于60℃的皂化液C17H35COONa：10g/L中浸泡30min，最后置于干燥器中晾干。

所述的磷化液：由H₃PO₄、HNO₃、ZnO和促進劑組成。

所述的磷化液各組分濃度為：H₃PO₄：20g/L、HNO₃:10g/L、ZnO:8g/L和促進劑:1g/L。

本發明的有益效果：

(1)40鋼、27SiMn鋼表面經磷化-皂化處理后，與YT5硬質合金對摩時摩擦系數明顯降低；

(2)磷化-皂化處理的40鋼、27SiMn鋼與YT5硬質合金對摩時，摩擦系數受潤滑介質的影響不明顯；

(3)磷化-皂化膜在磨損后仍存在于摩擦表面，但未完全阻止40鋼向YT5硬質合金表面的材料轉移。

附圖說明

圖1為27SiMn鋼表面磷化皂化處理前后的摩擦系數。

具體實施方式

摩擦試驗采用YT5硬質合金分別與40鋼和27SiMn鋼對摩。YT5硬質合金的硬度為90HRA，對摩表面加工成準4mm的半球形，表面經5#金相砂紙打磨后用金剛石研磨膏拋光，粗糙度Ra在0.02～0.04微米。40鋼和27SiMn鋼均為正火狀態，加工成直徑15mm、厚5mm的圓盤形試件，實驗表面經磨削后粗糙度Ra在0.04～0.05微米。試驗前40鋼和27SiMn鋼試件先在28℃的酸洗池(pH值院15)中酸洗至金屬表面呈現鋼的本色，取出用水沖凈后，置于70℃的磷化液(配方見表1)中浸泡40min，取出干燥后置于60℃的皂化液(C17H35COONa：10g/L)中浸泡30min，最后置于干燥器中晾干。

1.2摩擦磨損試驗

在CETRUMT-2型試驗機上評價摩擦副的摩擦學性能。試驗以單向滑動方式進行。試驗條件院室溫，滑動速度分別為：2、4、6m/min，接觸載荷分別為：5、10kg，潤滑介質：20#機油。采用Quanta200F掃描電鏡(SEM)觀察分析試樣磨損后的表面形貌；用EDAX分析摩擦表面元素。

圖1為27SiMn鋼表面磷化-皂化處理后摩擦系數的變化情況。可看出，磷化-皂化處理顯著地降低了兩種材料的摩擦系數。40鋼的摩擦系數在5kg、10kg兩種載荷情況下分別平均降低了67.8%、62.6%，27SiMn鋼平均降低了72.6%、70.0%。這表明本次實驗中制備的磷化-皂化膜具有良好的減摩作用。