正交試（shì）驗（yàn）設（shè）計法在配製磷化液中的應用

　　1 前言（yán）

　　隨著生活水（shuǐ）平的逐漸提高，人們對產品的質量要求也越來越高，不但（dàn）要求產品應具（jù）有良好（hǎo）的內在質量，而且要求產品外（wài）觀華麗，保光保色性能好，使用壽命長。為了滿足人們（men）的這一要求，生產（chǎn）廠家就必須在注（zhù）重（chóng）產品內在質量的同時注重產品的（de）外在質（zhì）量。因此，如何提高產品的表麵質量，是每一個（gè）生產廠家（jiā）都必須麵（miàn）對的問題。在我國絕大多數金（jīn）屬產品（pǐn）表麵都是采用噴漆或噴塑工藝對產（chǎn）品進行表麵處（chù）理，以達到防腐和裝飾（shì）的目的。而（ér）要達到這一目的，就（jiù）要求產品在噴漆或噴塑之前對其表麵進行必要（yào）的前處理（lǐ）工藝。在前處理工藝中，最重要的（de）是磷化工序，因為工件經磷化處理後（hòu），能極大地提高塗層與基材的結合力，附著力強，表麵質量好。在實際工作中，我們發現用購（gòu）買的磷化液對工件進（jìn）行磷化處理（lǐ），不但采購價格（gé）較高，增加了生產成本，而且磷化質量很不穩定，無法保證產品獲得良好的表麵質（zhì）量。針對這種情（qíng）況，我們（men）決定采用正交試驗設計法優（yōu）化配方參數，自己（jǐ）配製磷化（huà）液（yè），用較（jiào）少的試驗次數，獲得較為理想的（de）磷化結果。

　　2 配方及試驗因素水平的確定

　　2.1 配方及試驗因素水平的確定

　　磷化液（yè）的配方很多（duō），但我們本著實用、高效、經濟的原則，決定將磷酸（suān）、檸檬酸、磷酸鈉、烏洛托品作為配方的主要成分，並將其看成是（shì）影響磷化效果的四個因素，對於每個因素我們選取三（sān）個水平（píng）進行試驗，其參數見表1。

　　2.2 選擇（zé）正交表及試驗（yàn）安排

　　根（gēn）據國家標準（zhǔn），判斷磷化膜質量好壞的指標有三個，即外（wài）觀、耐（nài）腐（fǔ）蝕性和膜層厚度，而在這三個指標中，磷化膜的耐腐蝕性尤為重要。因（yīn）此，我（wǒ）們把磷化膜的耐腐蝕性作為判斷磷化膜質量好壞的重要指標，並作為選擇最佳配方的依據。如上所述，影響磷化膜耐腐蝕性的因素有（yǒu）四個，這是4 因素的試驗，並且每個因素（sù）都是3 水平（píng），因（yīn）此（cǐ）我們選用同水平正交表（biǎo）安排試驗，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，即得試驗方案（見表2）。

　　3 試驗（yàn）結果與分析

　　我們選用A3 板材（cái）作（zuò）試驗件，試驗件幾何（hé）尺寸為：100mm×30mm×1mm。為了保證試驗結果的可靠性和可重複性（xìng），我們為每（měi）次試驗（yàn）準（zhǔn）備3 個試驗件，其具體地試驗步驟如下：

　　- 用脫脂液去除試驗件上的油（yóu）汙，然後用清水將試驗件清洗幹淨；

　　- 用除鏽液去（qù）除（chú）試驗件上的鏽跡和氧化（huà）皮，然後（hòu）用清（qīng）水將試驗件清洗幹淨；

　　- 按照（zhào）試驗條件和試驗順（shùn）序，對試驗件進行磷化處理；

　　- 對磷化好的試驗件進行（háng）耐腐蝕試驗。將磷化（huà）好（hǎo）的試驗件，放入3%的（de）NaCl 溶（róng）液中，浸泡15 分鍾，然後用水洗淨，晾幹30 分鍾後，觀察並記錄（lù）出（chū）現黃鏽的時間，並將其不同（tóng）的時間轉化為得分，填入下表。

　　我們對（duì）試驗所取得的數據（jù）進行分析，可以得出以下三點結論：

　　（1）由於（yú）Rc 最大（dà），RB、RD 次之，RA 最小，可知因素C 的（de）水平變動時，試驗指標波動最大；因素A 的（de）水平變動時，試（shì）驗指（zhǐ）標波動最小。這樣可以根（gēn）據極差的（de）大小（xiǎo）順序排出（chū）因（yīn）素（sù）的主次順序為：C、B、D、A，亦即磷酸鈉、檸（níng）檬酸、烏洛托品、磷酸（suān）。

　　（2）因素A 從20g/L 增加到26g/L 時，耐腐蝕性能先是降（jiàng）低，然後又提高；因素B 從1g/L增加到3g/L 時（shí），耐腐蝕性能先是下降，然後有所回升；因（yīn）素C 從8g/L 增加到12g/L 時，耐腐蝕性能逐漸增（zēng）加（jiā）；因素D 從3g/L 增加到7g/L 時，耐腐蝕性能先是有所提高（gāo），然（rán）後（hòu）下降。

　　（3）較好的配方就是把各因素（sù）的（de）好水平組（zǔ）合起來，試驗的（de）目的是提高磷化膜的（de）耐腐蝕性能，由於ⅢA 最大，故取A3，同理選取B1、C3、D2，因此A3B1C3D2 為較好的配方（即（jí）第7次試驗所選定的參數）。

　　4 結論

　　我們用正交（jiāo）試驗設計法（fǎ）選定出磷化液最佳配方後，即刻投入生產中應用。實踐證明，配製的磷化液使用效果較為理想，磷化膜（mó）耐腐蝕性能好，外觀呈淺灰色，極大地提高了塗層與（yǔ）基材的（de）結合（hé）力，完全能滿足工藝要求，保證了產品（pǐn）的（de）外在質量。同時，在使用過程中，隨著磷化液（yè）成份的變化和容量（liàng）的減少，添加（jiā）或重新配製均（jun1）很（hěn）方便（biàn）。我們（men）采用自己配製的磷化液，不（bú）但（dàn）磷化效（xiào）果好（hǎo），而且較大幅度地降低了生產成本，達到了實用、高效、經（jīng）濟的試驗目的（de），有利於企業在激烈的市場競爭中（zhōng），獲得更多更好的經濟效益和社（shè）會效益。