1 前言

　　隨著生活水平的逐漸提高，人們對產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，不但要求產(chǎn)品應(yīng)具有良好的內(nèi)在質(zhì)量，而且要求產(chǎn)品外觀華麗，保光保色性能好，使用壽命長。為了滿足人們的這一要求，生產(chǎn)廠家就必須在注重產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的同時注重產(chǎn)品的外在質(zhì)量。因此，如何提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量，是每一個生產(chǎn)廠家都必須面對的問題。在我國絕大多數(shù)金屬產(chǎn)品表面都是采用噴漆或噴塑工藝對產(chǎn)品進(jìn)行表面處理，以達(dá)到防腐和裝飾的目的。而要達(dá)到這一目的，就要求產(chǎn)品在噴漆或噴塑之前對其表面進(jìn)行必要的前處理工藝。在前處理工藝中，最重要的是磷化工序，因?yàn)楣ぜ?jīng)磷化處理后，能極大地提高涂層與基材的結(jié)合力，附著力強(qiáng)，表面質(zhì)量好。在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)用購買的磷化液對工件進(jìn)行磷化處理，不但采購價格較高，增加了生產(chǎn)成本，而且磷化質(zhì)量很不穩(wěn)定，無法保證產(chǎn)品獲得良好的表面質(zhì)量。針對這種情況，我們決定采用正交試驗(yàn)設(shè)計法優(yōu)化配方參數(shù)，自己配制磷化液，用較少的試驗(yàn)次數(shù)，獲得較為理想的磷化結(jié)果。

　　2 配方及試驗(yàn)因素水平的確定

　　2.1 配方及試驗(yàn)因素水平的確定

　　磷化液的配方很多，但我們本著實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)的原則，決定將磷酸、檸檬酸、磷酸鈉、烏洛托品作為配方的主要成分，并將其看成是影響磷化效果的四個因素，對于每個因素我們選取三個水平進(jìn)行試驗(yàn)，其參數(shù)見表1。

　　2.2 選擇正交表及試驗(yàn)安排

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，判斷磷化膜質(zhì)量好壞的指標(biāo)有三個，即外觀、耐腐蝕性和膜層厚度，而在這三個指標(biāo)中，磷化膜的耐腐蝕性尤為重要。因此，我們把磷化膜的耐腐蝕性作為判斷磷化膜質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，并作為選擇最佳配方的依據(jù)。如上所述，影響磷化膜耐腐蝕性的因素有四個，這是4 因素的試驗(yàn)，并且每個因素都是3 水平，因此我們選用同水平正交表安排試驗(yàn)，即選用正交表L9（34）。按照正交表的要求，將各因素水平填入表中，即得試驗(yàn)方案（見表2）。

　　3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　我們選用A3 板材作試驗(yàn)件，試驗(yàn)件幾何尺寸為：100mm×30mm×1mm。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性，我們?yōu)槊看卧囼?yàn)準(zhǔn)備3 個試驗(yàn)件，其具體地試驗(yàn)步驟如下：

　　- 用脫脂液去除試驗(yàn)件上的油污，然后用清水將試驗(yàn)件清洗干凈；

　　- 用除銹液去除試驗(yàn)件上的銹跡和氧化皮，然后用清水將試驗(yàn)件清洗干凈；

　　- 按照試驗(yàn)條件和試驗(yàn)順序，對試驗(yàn)件進(jìn)行磷化處理；

　　- 對磷化好的試驗(yàn)件進(jìn)行耐腐蝕試驗(yàn)。將磷化好的試驗(yàn)件，放入3%的NaCl 溶液中，浸泡15 分鐘，然后用水洗凈，晾干30 分鐘后，觀察并記錄出現(xiàn)黃銹的時間，并將其不同的時間轉(zhuǎn)化為得分，填入下表。

　　我們對試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出以下三點(diǎn)結(jié)論：

　?。?）由于Rc 最大，RB、RD 次之，RA 最小，可知因素C 的水平變動時，試驗(yàn)指標(biāo)波動最大；因素A 的水平變動時，試驗(yàn)指標(biāo)波動最小。這樣可以根據(jù)極差的大小順序排出因素的主次順序?yàn)椋篊、B、D、A，亦即磷酸鈉、檸檬酸、烏洛托品、磷酸。

　?。?）因素A 從20g/L 增加到26g/L 時，耐腐蝕性能先是降低，然后又提高；因素B 從1g/L增加到3g/L 時，耐腐蝕性能先是下降，然后有所回升；因素C 從8g/L 增加到12g/L 時，耐腐蝕性能逐漸增加；因素D 從3g/L 增加到7g/L 時，耐腐蝕性能先是有所提高，然后下降。

　?。?）較好的配方就是把各因素的好水平組合起來，試驗(yàn)的目的是提高磷化膜的耐腐蝕性能，由于ⅢA 最大，故取A3，同理選取B1、C3、D2，因此A3B1C3D2 為較好的配方（即第7次試驗(yàn)所選定的參數(shù)）。

　　4 結(jié)論

　　我們用正交試驗(yàn)設(shè)計法選定出磷化液最佳配方后，即刻投入生產(chǎn)中應(yīng)用。實(shí)踐證明，配制的磷化液使用效果較為理想，磷化膜耐腐蝕性能好，外觀呈淺灰色，極大地提高了涂層與基材的結(jié)合力，完全能滿足工藝要求，保證了產(chǎn)品的外在質(zhì)量。同時，在使用過程中，隨著磷化液成份的變化和容量的減少，添加或重新配制均很方便。我們采用自己配制的磷化液，不但磷化效果好，而且較大幅度地降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到了實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)?zāi)康?，有利于企業(yè)在激烈的市場競爭中，獲得更多更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。