EN
Profil din oțel special tras la rece
Time : 2025-11-24
Oțelul laminat la rece este un profil de înaltă precizie și rezistență, obținut prin procesul de tragere la rece (aplicarea unei forțe de întindere asupra oțelului la temperatura camerei pentru a produce deformare plastică). Saponificarea și fosfatizarea sunt procese esențiale de tratament superficial în producția și prelucrarea ulterioară a oțelului laminat la rece — adesea utilizate împreună, ele îndeplinesc funcțiile de "ungere și reducere a frecării" și respectiv de "primire protector", influențând direct performanțele la prelucrare, calitatea suprafeței și durata de viață a oțelului laminat la rece. Mai jos urmează o analiză detaliată din punctul de vedere al definițiilor de bază, principiilor tehnologice, parametrilor cheie și scenariilor de aplicare:
I. Concepte de bază și natura procesului
1. Oțel laminat la rece
• Definiție: Un tip de oțel produs utilizând oțel laminat la cald ca semifabricat și obținând deformare plastică prin tragere la rece în matriță la temperatură ambiantă, obținând în final dimensiuni de înaltă precizie (toleranță până la nivelul ±0,02 mm), finisaj superficial ridicat (Ra poate fi scăzut până la 0,4 μm) și proprietăți mecanice excelente (rezistența la tracțiune crește cu 20%-30%).
• Caracteristici principale: Precizie dimensională ridicată, rugozitate superficială redusă, granulație fină și proprietăți mecanice uniforme. Este utilizat pe scară largă în industria mașinilor-unelte, componente auto, racorduri hidraulice, instrumente de precizie și alte domenii.
• Cerințe privind tratamentul superficial: Frecarea intensă dintre matriță și oțel în timpul tragerii la rece favorizează apariția zgârieturilor la suprafață și uzura matriței, iar oțelul tras la rece din oțel carbon este predispus la coroziune. Prin urmare, sunt necesare tratamente precum saponificarea și fosfatizarea pentru a rezolva cele două probleme esențiale: "ungerea" și "protecția anticorozivă".
2. Fosfatizare
• Definiție: Un proces de imersiune a oțelului tras la rece într-o soluție fosfată (în principal pe bază de zinc, mangan și fier) pentru a forma un strat de conversie fosfatic cristalin insolubil în apă (grosime 5-50μm) pe suprafața metalică prin reacție chimică.
• Funcțiile principale:
◦ Protecție anticorozivă și prevenirea ruginii: Stratul izolează mediile corozive precum aerul și umiditatea, având o perioadă de protecție împotriva ruginii de până la câteva luni pentru filmul netratat și extinsă la câțiva ani atunci când este combinată cu ungere (rezistența la coroziune în testele de pulverizare cu sare se îmbunătățește de zeci de ori);
◦ Aderență sporită: Filmul fosfatic poros poate absorbi straturile ulterioare (vopsea, pudră) sau lubrifianti, crescând forța de aderență cu 30%-50%;
◦ Lubrifiere auxiliară: Filmele de fosfatare pe bază de mangan au o duritate ridicată (HV≥500), care poate îmbunătăți direct rezistența la uzură; filmele de fosfatare pe bază de zinc pot reacționa cu soluția de saponificare pentru a forma un strat lubrifiant compozit.
• Tipuri și parametri comuni (aplicații principale pentru oțel tras la rece):
Tip Temperatură tratament Timp tratament Greutate film Avantaje principale Scenarii de aplicare
Fosfatare pe bază de zinc 40-90℃ 4-15min ≥3g/m² Saponificare ușoară, cost redus Prelucrarea preliminară pentru ungerea prin tragere la rece, grunduire pentru acoperire
Fosfatare pe bază de mangan 70-100℃ 10-20min ≥7.5g/m² Duritate mare, rezistență puternică la coroziune Componente de frecare portante (arbori de angrenaj, șuruburi)
Fosfatare pe bază de fier ≥95℃ ≥30min ≥10g/m² Îndepărtarea ruginei și fosfatările integrate Tratament precoce anti-rugină (utilizat mai puțin în prezent)
locația expediției: orașul Xuzhou, provincia Jiangsu, China Timpul standard de livrare: aproximativ 35 de zile (variază în funcție de cantitatea comandată)
|
Tip |
Temperatură tratament |
Timp tratament |
Greutate film |
Avantaje principale |
Scenarii de Aplicare |
|
Fosfatare pe bază de zinc |
40-90℃ |
4-15 min |
≥3 g/m² |
Saponificare ușoară, cost redus |
Prelucrare pentru ungerea la rece, grunduire pentru acoperire |
|
Fosfatare pe bază de mangan |
70-100℃ |
10-20 min |
≥7,5 g/m² |
Duritate mare, rezistență puternică la coroziune |
Componente portante supuse frecării (arbori de angrenaj, șuruburi) |
|
Fosfatare pe bază de fier |
≥95℃ |
≥30min |
≥10g/m² |
Îndepărtare integrată a ruginii și fosfatare |
Tratament preventiv anticoroziv timpuriu (utilizat mai puțin în prezent) |
3. Saponificare
• Definiție: Un proces prin care oțelul tras la rece (de obicei după fosfatare) este imersat într-o soluție de saponificare care conține stearat de sodiu, hidroxid de sodiu și alte componente, pentru a forma un film lubrifiant de săpun metalic (grosime 5-15μm) pe suprafața metalică.
• Funcțiile principale:
◦ Lubrifiere Extremă: Filmul lubrifiant poate reduce coeficientul de frecare la tragerea la rece cu 30%-50% și forța de tragere cu 15%-25%, evitând zgârieturile de suprafață ale oțelului și aderarea la matriță;
◦ Protecție Matriță: Reduce uzura matriței, iar durata de viață poate fi crescută cu 40%-60% (de exemplu, pentru tragerea la rece a țevilor din oțel Φ25×2mm, durata de viață a matriței crește de la 800 metri la 1300-1500 metri);
◦ Calitate Îmbunătățită a Suprafeței: Reduce rugozitatea suprafeței Ra a oțelului tras la rece de la 6,3μm la sub 1,6μm și scade oxizii reziduali cu peste 85%.
• Parametri Cheie ai Procesului:
◦ Formula Soluției de Saponificare: Stearat de sodiu + hidroxid de sodiu + sistem compus fosfat (tip ecologic: carboxilat organic + silica nano), valoare pH 8,5-10,5;
◦ Condiții de Tratare: Temperatură 70-85℃, timp de imersie 8-20 minute (8-12 minute pentru țevi cu diametru ≤20mm, 15-20 minute pentru țevi cu diametru 20-50mm);
◦ Controlul calității: Alcalinitate liberă 15-25 de puncte, alcalinitate totală 18-28 de puncte, greutate film 3-5 g/m², raport element cheie Fe:Zn:P=5:3:2.
II. Corelația dintre fosfatare și saponificare: „Sistem de protecție-lubrifiere compozit” pentru oțel tras la rece
În producția de oțel tras la rece, fosfatarea și saponificarea formează adesea un proces combinat de „grunduire prin fosfatare + lubrifiere prin saponificare”, cu următorul flux tehnologic:
Prelucrarea semifabricatului (decapare/degresare) → Spălare → Fosfatare → Spălare → Saponificare → Usucare (opțional) → Formare prin tragere la rece
• Structura poroasă a filmului de fosfatare oferă un „suport de adsorbție” pentru soluția de saponificare, iar ionii de stearat se combină cu cationii metalici din filmul de fosfatare pentru a forma un strat compozit mai stabil și rezistent la uzură (film de fosfatare Fe₃(PO₄)₂・8H₂O + strat de săpun metalic);
• Dacă saponificarea este efectuată direct (fără fosfatizare), filmul de ungere are o aderență slabă și tinde să se desprindă în timpul tragării reci sub sarcină mare, ceea ce duce la eșecul ungerei; dacă se realizează doar fosfatizarea fără saponificare, coeficientul de frecare la tragerea rece este prea ridicat pentru a satisface cerințele formării de precizie;
• Pentru oțeluri cu conținut ridicat de carbon sau piese trase la rece cu pereți foarte subțiri (grosimea peretelui ≤1 mm), trebuie adăugată o etapă de uscare la 80-100 °C timp de 3-5 minute după saponificare, pentru a evita desprinderea locală a filmului de ungere.
III. Alegerea procesului și precauții
1. Baza pentru alegerea procesului
• Dacă oțelul tras la rece este utilizat pentru „formare prin deformare la rece” (de exemplu, ambutisare, extrudare): Se recomandă combinarea „fosfatizare pe bază de zinc + saponificare”, cu accent pe performanța de ungere, potrivită pentru o viteză de tragere rece de 8-12 m/min;
• Dacă oțelul tras la rece este utilizat pentru „componente de frecare portante” (de exemplu, angrenaje, rulmenți): selectați „fosfatare pe bază de mangan” (fără saponație sau cu ungere ușoară), concentrându-vă pe rezistența la uzură și la coroziune;
• Dacă oțelul tras la rece este utilizat pentru „acoperire ulterioară” (de exemplu, vopsire în pulbere, vopsire): selectați „fosfatare pe bază de zinc” (fără saponație), având ca scop îmbunătățirea aderenței stratului de acoperire; este necesar un tratament de etanșare cromatată după fosfare;
• Situații cu cerințe ridicate privind mediu: adoptați saponația fără fosfor (sistem organic de carboxilați), care reduce valoarea COD a apelor uzate cu 70%, dar viteza de tragere la rece trebuie redusă cu 20% pentru a se potrivi performanței filmului de ungere.
2. Puncte cheie de control al calității
• Cerințe pretratare: Este necesară o curățare temeinică de ulei și rugină înainte de fosfatare/saponificare; cantitatea reziduală de acid după decapare trebuie să fie ≤0,5 g/m², iar conductivitatea apei de clătire trebuie să fie ≤50 μS/cm; în caz contrar, acest lucru va duce la cristalizarea neuniformă a filmului și la scăderea aderenței;
• Întreținerea soluției din bazin: Determinarea zilnică a alcalinității libere și a alcalinității totale a soluției de saponificare, determinarea săptămânală a greutății filmului de fosfatare/filmului de saponificare și completarea regulată a substanțelor chimice pentru menținerea unei concentrații stabile;
• Evitarea defectelor: Adăugarea a 0,5%-1,2% molibdat de sodiu în soluția de saponificare pentru oțelul cu conținut ridicat de carbon poate îmbunătăți stabilitatea la temperaturi înalte a filmului lubrifiant (rezistă creșterii instantanee de temperatură de 300 °C în timpul tragherii la rece); curățarea la timp a lubrifiantului rezidual după tragherea la rece pentru a evita afectarea procesărilor ulterioare.
IV. Rezumat
Saponificarea și fosfatizarea oțelului tras la rece sunt procese complementare de tratament superficial: fosfatizarea servește ca „strat protector de bază” pentru a rezolva problemele de prevenire a ruginii și aderență; saponificarea acționează ca „strat lubrifiant funcțional” pentru a rezolva problemele de frecare în prelucrarea la rece. Combinarea rațională a celor două poate îmbunătăți semnificativ rata de calificare a prelucrării, calitatea suprafeței și durata de viață a oțelului tras la rece, reprezentând un lanț cheie indispensabil în producerea oțelului de precizie tras la rece. În aplicațiile practice, trebuie alese tipul potrivit de fosfatizare, formula de saponificare și parametrii de proces în funcție de materialul oțelului, tehnologia de prelucrare și utilizarea finală, luându-se în considerare și cerințele de mediu și controlul costurilor.