弹簧的化学保护层

利用化学反应的方法使弹簧表面生成一层致密的保护膜，以防止弹簧腐蚀。通常采用氧化处理与磷化处理。

　氧化处理与磷化处理，成本低、生产效率高，一般弹簧制造厂均采用氧化处理，作为防腐蚀性处理。

　（1） 氧化处理 钢的氧化处理亦称发蓝、发黑、煮黑。氧化处理后，弹簧表面生成保护性的磁性氧化铁，此氧化膜一般呈蓝色或黑色，也有时呈黑褐色。其颜色决定于弹簧的表面状态、弹簧材料的化学成分和氧化处理工艺。

　氧化处理的方法有：咸性氧化法、无碱氧化法和电解氧化法。以采用碱性氧化法为多。

　碱性氧化法是将弹簧放入温度140°C左右，含有氧化剂的氢氧化钠溶液中浸泡一定时间，氧化剂和氢氧化钠与铁作用，生成亚铁酸钠和铁酸钠，再相互反应，生成磁性氧化铁。

　氧化膜层的厚度约为0.6~2μm。氧化膜虽能提高弹簧的耐腐蚀性，但由于膜薄，而且有气孔，所以它的保护能力较差，只能用于在腐蚀性不强的介质中工作的弹簧。其防腐性能的高低取决于氧化膜的致密程度和它的厚度，因而也就是决定于氧化处理的氢氧化钠浓度、氧化剂浓度、溶液的温度等因素。

　为 了提高氧化膜的防腐性和润滑能力，应该加强氧化处理前后的处理。氧化处理前须将弹簧表面的锈蚀、氧化皮、油污、热处理的盐渣、表面接触层等进行彻底的清 除。氧化处理后，通常是将弹簧在肥皂溶液或重铬酸盐中进行填充处理，而后用流动温水洗净、吹干或烘干，最后再上水膜置换防锈油或上一定温度的机械油进行浸 油处理。

　氧化处理对某些热轧弹簧材料的表面晶界有所浸蚀，这在一定程度上会降低疲劳强度，因而，在采作氧化处理时应慎重。

　传统的氧化处理是需要加温进行的。近几年来，国内也有些制造单位使用常温发黑剂，它克服了传统发黑工艺的缺陷，节约了大量的能源。

　发黑剂为蓝绿色浓缩液化，无杂质、无异味、不燃、不爆、不腐蚀，运输安全。

　发黑剂用水稀释，弹簧发黑时常用的稀释比约为1︰5左右。

　发黑剂的操作工艺较为简单，其工艺路线为：去油、漂洗、酸行、漂洗、发黑（在室温下2~5min）漂洗、水膜置换防锈油。要注意的是：一定要把弹簧工件上的油去尽，清洗干净后，才能放入常温剂中进行氧化处理。

　氧化处理成本低、工艺配方较简单、生产效率高、氧化膜有一定的弹性，基本上不影响弹簧的特性曲线，所以氧化处理较广泛地作为成形螺旋弹簧、弹簧垫圈及片弹簧等的防腐和装饰措施。

　弹簧经氧化处理后的质量检验包括外观检查和抗蚀性检查。

　（2）磷化处理  将弹簧放进含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中，在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜的方法叫做磷化。磷化膜的外观呈暗灰色、灰色或黑灰色、不具光泽。磷化膜的厚度一般在5~20μm。磷化膜在一般大气条件下较稳定，其抗蚀能力为发蓝膜的6~24倍。磷化膜具有显微孔隙结构，对漆类、油类有良好的吸附能力，因此磷化常与涂漆等涂覆方法配合使用。在磷化后进行重铬酸盐填充、浸油或涂漆，能进一步提高其耐腐蚀性。磷化膜在动物油、植物油、矿物油中均较稳定，在某些有机溶液（如苯、甲苯）中亦较稳定。

　磷化膜能耐 400~500°C的高温，因此，某些高温下工作的弹簧，例如炮弹发射部分的弹簧，常用磷化处理。

　弹簧在磷化前最好是采用喷砂处理。经喷砂处理后不能耽置太久，应随即进行磷化。若无喷砂设备，亦可采用化学去油及酸洗方法去除油污。弹簧在磷化过程中产生大量的氢气，因此经磷化后的弹簧具有氢脆现象。对于关键部位的弹簧，经磷化处理后应进行去氢处理。