对于大部分自攻螺钉、自攻自钻螺钉的最后一道工序为锰系高温磷化处理，旨在螺钉表面形成一层难溶于水的锰盐磷化膜，其主要由磷酸锰和酸式磷酸锰铁组成。该磷化膜可提高螺钉的抗腐蚀性能，并能减小金属表面的摩擦因数，提高自润滑和抗磨损性能。螺钉表面磷化膜的外观色泽应为均匀、完整的深灰或黑色，微观可观察到有明显的结晶颗粒，且均匀、大小适中。螺钉类零件在磷化处理过程中，经常会出现磷化膜结晶粗大、磷化膜色差、磷化花斑等质量问题。初步分析认为，此类问题的原因是螺钉表面质量存在较大差异所致。 1、材料及状态 大部分自攻螺钉、自攻自钻螺钉材料为1018、1022钢。工艺流程为：拉拔→冷镦成形→搓丝→渗碳淬火→回火→磷化→驱氢→上油→包装。 按常规锰系高温磷化工艺规程对螺钉进行磷化处理。磷化工艺流程:脱脂→超声波清洗→磷化→超声波漂洗→中和→烘干→驱氢→上油。 磷化设备为自动磷化生产线，将螺钉装入滚筒内，按照常规锰系高温磷化工艺进行磷化处理。 2、表面洁净度的影响 当试样存在脏污、油污、酸浸、锈蚀、盐结晶和手汗印痕时，磷化膜呈现出不同的微观特征。 当试样存在脏污和手汗印痕时，其磷化膜形貌特征具有一致的相似性。试样脏污和手汗印痕处的磷化膜均被一层厚厚的脏污所覆盖，且覆盖层有断裂的形貌特征，脏污处及手汗印痕处没有膜结晶颗粒，且磷化膜不连续，即存在部分脱落区，但脱落区可见磷化膜结晶，而无脏污处有正常的磷化膜结晶颗粒。油污处的磷化膜结晶区颗粒比较细小且密集。 如果磷化前试样受到酸洗腐蚀，经过磷化处理后，日检发现试样表面会有粗大的闪亮结晶颗粒，且手感发涩，浸油后仍可见粗大的结晶颗粒，经使用扫描电镜观察，磷化膜的结晶颗粒异常粗大，并有部分颗粒类似风化的石头，分层乃至碎裂。 螺钉表面锈蚀区域的磷化膜结晶形貌和油污处的形貌相似，均表现为细小磷化膜结晶颗粒。 由以上可知，螺钉磷化前表面如果存在脏污将会影响磷化膜的结晶过程，导致磷化膜的结晶尺寸、孔隙率大小不一致，最终影响其耐腐蚀性能和摩擦因数。 一般认为磷化膜的形成包括电离、水解、氧化、结晶等至少4步反应过程。脏污、油污、锈蚀区影响表面的正常氧化合结晶速度，难以形成磷化膜，只形成了很小的颗粒。如果磷化前受到酸浸腐蚀，磷化膜的结晶颗粒将异常粗大，这是一种严重不合格的磷化膜结晶形貌。通常应按照操作规范对试样进行烧伤酸洗检验，以避免过度腐蚀。 当试样表面有白色结晶盐存在时，经过磷化脱脂，超声波清洗干净后，不会影响磷化膜的结晶形成。因此，磷化处理前必须对螺钉进行擦试，并进行充分的脱脂及超声波清洗，以确保螺钉磷化膜的质量符合要求。 3、热处理状态的影响 按照GB/T6807-2001《钢铁工件涂装前磷化处理技术条件》要求，磷化处理后工件的颜色应为灰色或灰黑色，膜层应结晶致密、连续和均匀。螺钉经磷化后经常会出现一些磷化“花脸”现象，导致用户拒收，同时还会涉及原因的查找、分析及责任的判定。螺钉渗碳淬火热处理工序常见的质量缺陷有渗碳不均匀，表面硬度不足、粗大碳化物等，如果这些缺陷保留在成品表面，就会对磷化质量造成一定程度的影响。 如果螺钉渗碳存在不均匀现象，磷化后外观颜色将呈现深浅不一的形态，深色区和浅色区磷化膜形貌、结晶颗粒形貌均无明显差别。当螺钉表面金相组织中分布有粗大碳化物时，因局部区域磷化膜形核量少，没有完全覆盖，磷化膜结晶颗粒呈现为米粒状和长条状，而正常区域为均匀颗粒状。 热处理工序中由于连续式网带炉渗碳发生故障，往往会将产品重新热处理。在渗碳时出现团絮状托氏体、大块状碳化物不合格组织，经过磷化处理后，磷化膜表面虽然完整细密、均匀，没有出现粗大的磷化膜结晶，但观察后发现表面存在色差，使磷化膜结晶颗粒呈现为米粒状或长条状，最终导致其耐腐蚀性能不能满足技术要求。因此，当热处理设备或渗碳过程控制出现异常时，应加强该批次产品的管控，严禁不合格螺钉流入下道工序，避免热处理工序问题对磷化膜质量的不良影响。

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