工程機械油箱酸洗磷化工藝作用及工藝管理方面應注意的問題

什麼是耐油油漆

摘要： 介紹了工程機械油箱酸洗磷化工藝作用及工藝管理方面應注意的問題；提出了評價油箱內磷化膜耐蝕性的檢驗要求、方法；規範油箱在庫檢驗需重點檢查的專案，油箱在庫儲存的方法以及在油箱內壁塗抹防鏽油來提高耐蝕性的可靠性；針對實際中出現的鏽蝕現象，分析了原因及解決方法；簡單介紹了目前工程機械油箱工藝的一些創新方法，如鍍鋅、滾塑、耐油油漆等。

關鍵詞：油箱；磷化；耐蝕性；防鏽

一、 前言

燃油箱、液壓油箱是裝載機、挖掘機等工程機械的重要部件，其內部清潔度、耐腐蝕效能等要求比較高。目前，為了保證燃油箱、液壓油箱的耐蝕性，在油箱塗裝前一般採用酸洗磷化處理來清除油箱內外的鏽蝕，氧化皮、油汙。透過酸洗磷化後，油箱內外生成一層緻密的磷化層，使耐蝕性得到提高。

由於工程機械用油箱一般由多個外協廠家生產，每個供應商的工藝差距造成磷化質量的參差不齊。而2011年工程機械銷售的下滑造成了工程機械廠家油箱庫存期的增長，主機廠缺乏油箱日常防鏽維護的經驗，油箱在庫期間發生鏽蝕的機率較高。我廠曾發現部分油箱內壁發生嚴重鏽蝕、燃油箱注油口焊接處嚴重鏽蝕等現象；油箱內壁易鏽蝕，主要影響因素包括：酸洗磷化工藝、質量控制、維護保養三個方面；為了防範此類問題的出現，我們必須在供應商工藝、質量、在庫維護方面進行改進和規範。

二、 工藝

1。工藝流程

酸洗磷化工藝流程一般包括：脫脂——水洗——酸洗——水洗——中和——水洗——表調——磷化——水洗——熱水洗——烘乾。根據選擇脫脂、磷化藥劑的不同，工藝流程一般會稍有差別；每道工序的作用及注意事項如下：

（1） 脫脂

金屬材料在貯存、運輸、加工過程中，表面經常含有防鏽油。在進行酸洗、磷化前必須把表面的油汙清洗乾淨，否則會影響除鏽效果及磷化膜的質量。透過脫脂劑中的鹼性物質對油汙皂化及表面活性劑的浸潤、分散、乳化及增溶作用達到去除油汙的目的。脫脂質量的好壞主要取決於脫脂溫度、脫脂時間、機械作用和脫脂劑等四個因素。脫脂槽中槽液含油量隨著生產量的增加不斷升高，應定時補充槽液並進行瓢油操作，避免影響磷化質量。

（2） 酸洗

利用酸液去除金屬表面氧化皮、鏽蝕的過程，酸洗用酸有硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、有機複合酸等。 由於加熱的混合酸與油箱金屬氧化物及基體金屬反應劇烈，在反應中析出大量氫氣，而油箱結構較複雜，在內部死角及角落處由於氫氣不能及時逸出導致紅鏽產生。因此，在酸洗時，應緩慢將油箱浸入酸液後，操縱行車上下抖動。如效果不理想，可採用人工左右晃動以利於氫氣逸出或鼓入壓縮空氣以提高酸洗效果。

（3） 中和

去除油箱表面、焊縫內部殘留的酸液，防止破壞表調液及磷化後返鏽較快。焊縫處、複雜管路、堵頭處有殘餘酸液流出而產生鏽蝕：這些部位在中和時不易被沖洗到，如果中和時間短、PH值控制不當，易使油箱內焊縫及堵頭等處餘酸處理不徹底。在實際中，必須嚴格控制PH值，保證足夠的中和時間，同時在中和時應將油箱上下抖動來使焊縫處酸液得到中和。

（4） 表調

表調主要作用為改變金屬表面的微觀狀態，促使磷化過程中形成結晶細小、均勻、緻密的磷化膜。

（5） 磷化

磷化是利用磷酸的離解（平衡）反應在清洗（脫脂）過得金屬底材表面上，析出不溶性的磷酸金屬鹽（磷化膜）的技術。透過磷化後，油箱內壁的耐蝕性得到提高，同時可以外表面漆膜的附著力。磷化工藝主要控制總酸度、遊離酸、酸比、溫度、處理時間、促進劑濃度等引數。

3。工藝管理

前面我們分析了每個工序的作用及注意事項，實際工作中，我們如何判斷供應商工藝控制是否完善、如何提高供應商的工藝管理水平呢？

（1）酸洗磷化的質量主要取決於前處理（酸洗、磷化等工序）的日常管理。在對供應商的工藝檢查時，應著重檢查每道工序的工藝引數（溫度、PH值、總酸度、遊離酸度等）記錄，是否有記錄表，同時應現場檢查實測引數與要求值是否相符。

（2）質量的穩定決定於工藝流程、操作的穩定；因此，制定標準作業指導書是實現酸洗磷化質量穩定的重要途徑。作業指導書是以滿足培訓要求為目的，透過簡單、 明瞭地描述來規範工位上員工的操作，確保產品質量穩定的檔案。透過制定標準作業指導書將日常積累的經驗轉化、固化，保證新員工上崗、轉崗時可以最短時間瞭解所在崗位的操作，避免質量波動。為保證公司產品質量的穩定，主機廠必須幫助、支援供應商進行標準作業的推廣。

（3）主機廠應支援配套供應商的工藝改進、完善，在設計時充分聽取供應商的意見，充分考慮酸洗、磷化工藝的可操作性。

三、質量

防止油箱鏽蝕，必須加強對到庫油箱進行質量檢驗；對於油箱檢測，前期我廠主要進行外觀方面的檢測。

1。磷化膜外觀

a。用強光手電照射，目視磷化後油箱的磷化膜外觀應結晶緻密、連續和均勻。鋅系磷化膜為灰色到灰黑色，不應出現紅色或彩色磷化膜。鐵系磷化膜為灰黑色，可以帶彩色。

b。磷化後的油箱內壁不允許有以下情況：

①疏鬆的磷化膜層；

②有鏽蝕、區域性無磷化膜、表面嚴重掛灰；

③表面沉澱物附著

④焊縫周圍磷化膜完全破壞。

2。耐蝕性

外觀檢測並不能準確判斷出磷化膜耐蝕性的高低，每個供應商生產的油箱，如何判斷防鏽、耐蝕性的優劣？我廠經過實踐與其他行業的經驗補充，制定了我司油箱耐蝕性試驗的標準；標準如下：

a。 耐蝕性試驗採用鹽霧試驗：中性鹽霧試驗，以2小時不出現基體金屬鏽蝕為合格，經塗油處理的磷化膜，以24小時不出現基體金屬鏽蝕為合格。

b。 耐蝕性試驗樣板由兩塊與相應油箱材質相同的板材焊接形成，樣板必須跟隨油箱完成整個酸洗、磷化工藝，樣板烘乾後需使用清潔塑膠薄膜包裹，妥善保管，防止樣板沾染水分、灰塵。

透過耐蝕性樣板試驗，我們不但可以評價出不同供應商工藝的優劣，還可以評價到供應商焊接水平及焊縫處的磷化狀況。

3。密封性

實際檢驗中，我們對於磷化膜外觀、清潔度等都進行了重點檢查，卻往往忽略了對油箱密封性的檢查。

a．在質量檢驗時，不僅要檢驗磷化膜外觀、耐蝕性，還要對油箱的到貨狀態進行確認，檢查油箱各進出口密封是否完好，有無破損，是否進入雨水；同時，油箱的密封必須壓緊，密封紙或膠帶上不得有漆霧殘留以保證檢驗時漆渣不掉入。

b。 質量檢驗時，質檢員不得裸手接觸內壁磷化膜，防止汗液殘留影響耐蝕性；不得使用掉絨的手套，影響清潔度；檢驗時應觀察內壁是否已噴塗防鏽油。

c。 檢驗完成後，檢驗員應將各進出口再度密封，密封膠帶壓實，保證密封效果；

四、在庫維護

1。 油箱儲存：

油箱應室記憶體放，並放置在專用的貨架上，存放處應清潔無塵，油箱各進出口使用膠帶等密封，避免雨水、灰塵等進入。如油箱需較長時間存放或海運，應在油箱內部放置矽膠類乾燥劑，保證油箱內部環境乾燥；並在油箱內部噴塗長效氣化型防鏽油，保證防鏽效果。 實踐證明，選擇合適的防鏽油對提高油箱耐蝕性具有顯而易見的效果。

圖1為磷化膜未塗油狀態中性鹽霧試驗2小時的結果；圖2為磷化膜塗防鏽油狀態中性鹽霧試驗26小時的結果；從中我們可以看出：磷化後塗抹防鏽油可以明顯提高樣板的耐蝕性。因此，實際生產中，為保證油箱內壁不發生鏽蝕，應根據儲存週期選擇合理防鏽週期的防鏽油。圖1磷化後未塗油（中性鹽霧試驗2小時後，板材凹痕、邊角出現鏽蝕）

圖2 磷化後塗防鏽油（中性鹽霧試驗26小時後，邊角出現鏽蝕）

2．生產安排

由於2011下半年工程機械銷售量的下滑，造成油箱數量的積壓和油箱庫存期的延長。為了避免油箱生鏽，必須按照先進先出原則安排上線，油箱在庫期不應超過15天。 實際生產中，我們做好計劃，有效的避免了在庫油箱鏽蝕。

3．在庫檢驗

油箱在庫檢驗及相關操作時，作業者不得佩戴棉紗手套，防止廢棉紗汙染內壁。在庫檢驗不宜過勤，在庫油箱應每月對內壁情況檢查一次（噴塗長效防鏽油後可根據防鏽期減少頻次），應避免在潮溼、陰雨天氣下拆開油箱。

五、常見鏽蝕現象

我廠在2011下半年油箱出現過幾起鏽蝕問題：

1。燃油箱注油口生鏽 原因調查：燃油箱注油口與箱體焊接處未經磷化處理：我司燃油箱注油口為外購鍍鋅件，部分廠家磷化後進行焊接，易造成焊接處磷化層、鍍鋅層破壞。（如圖3）解決方法：要求廠家將鍍鋅附件（如注油口等）焊接完成後，對油箱進行整體酸洗磷化，同時對注油口處塗抹防鏽油避免整機裝配後焊接處發生嚴重鏽蝕（如圖4）。

圖3焊縫處未磷化 圖4整體磷化

2．油箱上下內壁表面嚴重鏽蝕

原因調查：酸洗磷化質量不高，在油箱檢驗時發現內壁焊縫處等部位有鏽蝕，供應商現場返修，採用打磨、酸液擦洗等措施除鏽，導致打磨、擦洗部位的磷化膜嚴重破壞；且在除鏽後並未對處理處採取塗抹防鏽油等措施。整機裝配後，除錯執行時，由於油品中水含量較高，水汽蒸發後凝結在油箱上，造成油箱內壁上部易鏽蝕。（如圖5）

圖5 油箱內壁上部 圖6 焊縫處鏽蝕

解決方法：杜絕採用機械打磨、酸液擦洗的方法除鏽，個別鏽點使用白布（不掉絨）蘸取四合一磷化液擦拭。如鏽蝕較嚴重，則拋丸、重新酸洗磷

化或者直接報廢，勉強使用將導致油箱漏油、影響發動機效能等嚴重後果。

3．焊縫處鏽蝕

原因分析：①焊接前，金屬材料已鏽蝕嚴重，未進行處理即進行焊接，造成焊縫處易鏽蝕。②酸洗時，焊縫拐角處易殘留酸液，中和、水洗時酸液如得不到有效沖洗去除，則焊縫處易返鏽。（如圖6）

解決方法：①設計時，更改為酸洗板，材料儲存期間注意防鏽措施。②油箱各部件先進行酸洗磷化後整體焊接，再次酸洗磷化。③要求供應商改進工藝方法，在酸洗、中和、水洗時採取措施使焊縫處酸液得到有效沖洗。

4．流水狀鏽蝕

原因分析：①磷化時，表面半乾不幹形成流水痕水鏽。磷化後，由於採用熱水洗，溫度較高，如油箱在短時間內可能會產生水鏽。（如圖7）②整機運轉時，油位較低，水汽冷凝後沿內壁流下，留痕處更易鏽蝕。（如圖8）

圖7 磷化後水鏽 圖8 整機鏽蝕流水痕

解決方法：①在磷化時，各道工序之間應連續，不得在磷化後將油箱放置槽外太久。②熱水洗完成至烘乾前，應及時使用壓縮空氣或溼式吸塵器將油箱內水分及時吹乾或吸淨。③整機除錯後，應注意油箱油位，及時補充燃油或液壓油。

六、工藝發展方向

為了提高油箱的耐蝕性，行業內進行了大量創新實驗，下面針對目前幾種工藝的發展做個敘述。

1。酸洗磷化改進

目前，國內對挖掘機油箱內壁防腐採用磷化工藝的比較多，然而由於油箱形狀複雜，容易造成腔體頂部（特別是拐角處）滯留氣泡而磷化不上，而且採取磷化工藝的防腐效果較差。個別主機廠採用酸洗板或部件酸洗磷化後焊接，提高了酸洗磷化的質量。同時，廠家對工藝流程上進行細化，磷化後增加封閉工序，以

填補磷化膜微觀間隙，提高整體耐蝕性。

2。鍍鋅、機械鍍鋅

鍍鋅具有較高耐腐蝕性，中性耐鹽霧試驗，出現白色腐蝕產物的時間一般72小時，出現紅鏽的時間約為90小時。但是電鍍時，油箱鍍鋅後焊接在一起，這樣就會因為焊接時的高溫氧化對焊接後油箱焊縫和拐角處的鋅層造成破壞，從而降低油箱的耐腐蝕性。另一種機械鍍鋅法可以實現焊接後整體鍍鋅，機械鍍鋅油箱內壁是將未經前處理的油箱放入特定的轉動裝置中，向油箱中加入水和衝擊介質（玻璃丸），轉動裝置形成一個具有碰撞和搓碾作用的流態環境。根據預定的厚度加入鋅粉和活化劑，在化學藥劑和機械碰撞的共同作用下使零件表面逐漸形成鍍層。機械鍍鋅在工程機械行業已開始有應用，日立挖機油箱目前採用的即為機械鍍鋅工藝。

3。滾塑

國內也有公司採用滾塑工藝進行油箱內壁的防腐，但是滾塑工藝溫度較高，能耗大，而且由於滾塑層是塑膠的，在挖掘機使用的溫度環境下，因為塑膠與鋼材熱膨脹係數不同，容易出現滾塑層的龜裂、剝離和老化。在使用過程中很可能會因為塑層的龜裂、剝離和老化降低油箱的使用壽命。滾塑一般只適用於小型機。

4。耐油油漆

部分起重機、裝載機使用了內壁噴塗耐油油漆的方式來提高耐蝕性，但是噴塗耐油油漆工藝對油箱尺寸、設計方面要求比較高，適用於較大尺寸、形狀規則、開孔較大的油箱，並且噴塗耐油油漆的油箱在長期使用過程中掉漆的風險依然存在。

七、結束語

油箱耐腐蝕性的提高必須從設計、材料選用、工藝方法、生產管理各個環節整體籌劃，選擇與公司狀況（成本、質量要求）相切合的工藝方法、材料。透過不斷完善磷化工藝控制、質量檢驗程式，同時持續推進精益生產，避免庫存數量過大，在此基礎上不斷創新，困擾工程機械油箱的鏽蝕問題一定會得到徹底解決。

參考文獻

【1】 王錫春。汽車塗裝工藝技術（第一版）［M］。北京：化學工業出版社。2005。

【2】 HB 5063-1996 《鋼鐵零件磷化膜層質量檢驗》