氧化剂为蓝绿色的均匀清晰溶液，不易燃无臭。工作液由原液和自来水组成，钢弹簧发黑常用的稀释比为1:5~1:7。

弹簧表面的常温氧化处理

　　传统的氧化处理是需要加温进行的。近年来，有些厂家使用常温氧化剂，它克服了传统工艺的缺陷，节约了大量能源。

　　氧化剂为蓝绿色的均匀清晰溶液，不易燃无臭。工作液由原液和自来水组成，钢弹簧发黑常用的稀释比为1:5~1:7。

　　氧化处理的装置较简单，少量工件发黑时，可用塑料桶，大量工件发黑时，可用玻璃纤维或塑料制的槽，吊装工作用的滚桶、吊篮等也应用塑料制成，优先采用聚丙烯塑料。上封闭剂的槽可用钢板制成。

　　采用氧化剂进行发黑处理的工艺流程大体上分为三部分:预处理、发黑处理和封闭处理(后处理)。

　　预处理的方法与常规氧化处理的预处理相同，但预处理的好坏是常温发黑质量得以保证的关键，一定要彻底去油除锈，清洗干净。

　　常温氧化时间为2~5min，将工件浸入已配制的工作液中，在工件表面进行有一种自动催化的连续沉积反应，溶液中黑色金属成分被还原和沉积在表面上。为了使槽液能连续使用，氧化液还应不断地循环过滤，以除去在氧化过程中产生的不溶性副产品。氧化过程中，要注意不断补充新鲜的原液，每次补充的量约为开始投入量的1/4~1/3。

　　封闭处理是将已发黑并用冷水充分清洗的工件浸入脱水防锈油1min，浸入时要抖工件，以使脱水充分，浸油均匀。

　　脱水防锈油能去除金属表面的水膜，并在其表面附着一层防锈油膜而保护金属不受腐蚀。除作上述封闭处理外，也可用于工序间防锈等。

　　常温氧化处理后的工件表面能产生一层可以擦去的黑色粉末状薄膜，这并不影响氧化质量。一般除了检查需要外，这层粉末薄膜并不要求擦去，内层发黑膜的牢度和致密性也随着存放时间而增加。工件发黑后经水洗和封闭处理，在3~4天内，不要用手去擦拭。

在外观检查时，如果只有不多于2%的弹簧不合乎上述要求时，可准予通过

　　弹簧表面氧化处理的质量检

　　验弹簧表面氧化处理的质量检验，除对各槽液成分及氧化工序检验外，主要检查弹簧的外观和氧化膜的抗腐蚀能力。

　　外观检查及抗蚀性检查应在皂化后浸油前同时进行。一般，对每筐(或挂)弹簧均应抽样检查。两项检查合格后，方能允许浸油。

　　外观检查应在光线充足的条件下进行(用眼睛观察)。 氧化膜应符合下列要求:

　　1）氧化膜应呈均匀的黑色或蓝黑色(但弹簧垫圈氧化膜的颜色允许呈黑灰色)。

　　2)不允许有红色挂霜。

　　3)不允许有发花及未有氧化膜部位。

　　4)不允许有未清洗干净的盐迹。

　　在外观检查时，如果只有不多于2%的弹簧不合乎上述要求时，可准予通过。有时，在进行弹簧氧化膜抗蚀性检查的同时，还应该进行中和性检查，即检查弹簧表面是否有未洗掉的碱液。检查的方法是:先把弹簧放在蒸馏水中煮10~12min，然后，在煮过弹簧的水溶液中，加上酚酞溶液，如果未出现粉红色，就表明弹簧是中性的，即没有残余碱性成分。这说明弹簧的清洗质量好。

　　为保证氧化膜的质量，应定期对氧化槽的溶液成分进行化学分析，以保持应有的成分比例。

　　对于不合格的氧化层，可用质量分数为10%~15%的硫酸或盐酸溶液来清除，但切忌产生过腐蚀现象。

磷化处理所需的设备简单、操作方便、成本低、生产效率高

弹簧表面的磷化处理

　　弹簧在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使表面生成一层磷酸盐或磷酸氢盐的结晶膜层的方法，称为磷化处理。

　　经过磷酸盐处理后，弹簧表面就生成了具有晶粒结构的磷酸盐保护层。保护层的外形、构造与性质，取决于磷酸盐处理溶液的酸度及其温度。如果温度低或酸度较高，则所得的磷酸盐保护层将是粗糙而不光滑的，即是粗晶结构的保护层。相反，在磷酸盐处理过程中，如果酸度较弱，而且把溶液温度严格控制在一定的范围内(96 ~99℃G)，则由于铁盐在溶液中的浓度比较低，这时得到的保护层，就具有微晶结构，摸起来是光滑的、但不具光泽。

　　磷化膜的外观呈暗灰色或灰色，不甚美观。但是，它具有显微孔隙，对油漆及油类有很好的附着力。所以，为了提高磷化处理保护层的抗蚀能力，弹簧表面在磷化处理后，一般应再涂上各种各样的油漆、涂料或黄油，也可为了美观，涂一定的着色剂。

　　磷化膜的厚度远远地超过氧化膜的厚度，其抗蚀能力为氧化膜的2~10倍以上。磷化膜的厚度与磷化溶液的成分和工艺规范有很大的关系。它的厚度一般为5~15pm，但是对改变弹簧材料的截面尺寸影响甚微，因为在磷化膜生成的同时，基体金属表面也部分溶解在磷化溶液中。

　　磷化膜在一般大气条件下以及在动、植物、矿物油类中均较稳定，在某些有机溶剂(如苯、甲苯等)中，也较稳定。因此，在上述介质中工作的弹簧，可采用磷化膜作保护层。但是，磷化膜在酸、碱、海水、氨水及蒸汽的浸蚀下，不能防止基体金属的锈蚀，若在磷化表面浸漆、浸油后，则抗蚀能力可大大提高。

　　磷化膜在400 ~500℃C的温度下，可经受短时间的烘烤。过高的温度能使磷化膜抗蚀能力降低。因此，某些在高温下工作的弹簧（如炮弹发射部分的弹簧)都采用磷化处理。

　　磷化膜的缺点是硬度低，机械强度弱、有脆性。经磷化处理的钢片，弯曲变形180度时，常常有细小裂纹出现。另外，在磷化处理中会产生大量氢气，因此，经磷化处理后的弹簧具有氢脆现象，一般应经过去氢处理。

　　磷化处理所需的设备简单、操作方便、成本低、生产效率高，再加上磷化膜的上述特点，因此，它也是弹簧表面处理的常见方法之一。

五氧化二磷含量低，磷化膜发暗多孔，甚至磷膜形不成。含量高，可加快磷化，使磷化膜致密

磷化膜形成的机理及各种因素的影响:

　　1)形成机理:磷化膜是磷酸盐溶液与金属铁相互作用生成的，磷酸锰铁盐或磷酸二氢锌加水溶解，使磷酸盐产生水解（Me代表锰、铁、锌离子):当加热至沸腾时，进一步进行水解当弹簧放入磷化溶液中，一方面产生金属的溶解，另一方面形成难溶性的磷酸盐，并在弹簧表面上结晶。

　　2)总酸度的影响：总酸度高，能加速磷化反应，磷化膜薄而细密。但酸度过高，磷化膜过薄，甚至形不成磷化膜。总酸度含量低，磷化速度慢，磷化膜厚而粗糙。

　　3)游离酸度的影响:游离酸度过高，磷化反应时间长，磷化膜晶粒粗大多孔，耐蚀性低，亚铁离子易于上升，溶液沉淀增多。游离酸度过低，磷化膜薄，甚至没有磷化膜。

　　4)锰离子的影响:锰离子可以提高磷化膜的硬度和防腐能力，使磷化膜结晶均匀，但中温和常温磷化液中锰离子含量过高时，磷化膜不易生成5)亚铁离子的影响：在高温磷化液中，亚铁离子很不稳定，容易氧化成高铁离子并转变为磷酸铁沉淀。

　　在常温和中温磷化溶液中，保持一定量浓度的亚铁离子，能大大提高磷化膜的厚度。亚铁离子浓度过少，有磷化形不成的可能，亚铁离子浓度偏高，磷化膜结晶粗大。一般亚铁离子浓度在0.8~2g/L。

　　6)锌离子的影响：锌离子可以加快磷化膜的生成，使磷化膜致密。含锌量低时，磷化膜疏松发暗。锌离子含量过高，磷化膜晶粒粗大。

　　7)硝酸根的影响:硝酸根可以加快磷化速度，提高磷化膜致密性，含量不足时磷化层结合力不足。

　　8)温度的影响:提高温度可以加快磷化速度，提高磷化膜硬度和防腐蚀能力，但在高温下，亚铁离子易氧化成高铁离子而沉淀出来，使溶液不稳定。

　　9)五氧化二磷的影响:五氧化二磷含量低，磷化膜发暗多孔，甚至磷膜形不成。含量高，可加快磷化，使磷化膜致密。含量过高磷化膜结晶粗大，表面白灰过多。

磷化处理的预处理，除去必须进行脱脂、去锈外，对于不需去铜的弹簧也需进行铬酸酸洗

弹簧表面磷化处理的工艺规范

　　磷化处理的工艺过程由三大部分组成:预处理、磷化处理和补充处理。

　　磷化处理的预处理，除去必须进行脱脂、去锈外，对于不需去铜的弹簧也需进行铬酸酸洗，并在磷化处理前，需经中和处理。

　　铬酸酸洗也叫铬酸去渣。因钢弹簧用硫酸酸洗后，使金属表面附上碳化物和杂质。因此可在质量分数为20% ~25%的铬酸、质量分数为1%~2%的食盐和质量分数为1% ~3%的硫酸混合溶液中除去渣子及碳化物。在铬酸中去渣后，会使金属表面形成钝化层，必须在质量分数为12% ~18%的盐酸溶液中进行弱腐蚀，以除去金属表面的钝化层。

　　中和处理的目的是中和掉经酸洗后，留在金属表面的残酸。可在质量分数为1.5%3%的碳酸钠和质量分数为0.5% ~1%的肥皂溶液中进行处理。同时，在处理中，弹簧表面吸附一层脂肪皂化膜，它有利于生成细小的晶核，促使磷化膜变得致密均匀。磷化后，这层皂化膜仍附在磷化膜的松孔里，可提高磷化膜的抗蚀能力。当溶液里碳酸钠含量和温度高时，皂化膜变薄，肥皂含量高时，皂化膜变厚。

　　磷化后的弹簧，应尽快进行补充处理。补充处理应根据弹簧的使用环境而定。如为了提高磷化膜的抗蚀能力，可将弹簧经水洗后，放置在温度为 80~95℃的质量分数为0. 2% ~0.4%的碳酸钠和质量分数为3% ～5%的重铬酸钾的混合溶液中处理10~15min,或浸入温度为80℃以上的质量分数为3% ～5%的肥皂溶液里处理3~4min。经皂液处理后的弹簧，需用压缩空气将其表面吹干或用其他方法烘干，以使磷化膜的孔隙得到密封，增强磷化膜的抗蚀能力。

　　若要求磷化膜耐腐蚀能力较高时，可将磷化的弹簧放置在温度为105 ～110℃C的锭子油里，处理5~ 10min，使磷化膜的孔隙填充，取出停放10~15min，使表面的残余锭子油沥干。

　　磷化后需要浸漆的弹簧，应在重铬酸钾溶液中处理干燥后浸漆；如需要电泳涂漆，则磷化时间缩短约2min，可直接去电泳涂漆。