表面處理技術(shù)概論第4章轉(zhuǎn)化膜技術(shù)ppt課件

1、第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)目目 錄錄 4.1 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)簡(jiǎn)介 4.2 陽(yáng)極氧化 4.3 微弧氧化 4.4 化學(xué)氧化 4.5 金屬的磷化 4.6 金屬的鉻酸鹽鈍化 4.7 著色處置技術(shù) 思索題第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 4.1 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)簡(jiǎn)介 4.1.1 轉(zhuǎn)化膜的分類 4.1.2 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常用途置方法 4.1.3 防護(hù)性能 4.1.4 外表轉(zhuǎn)化膜用途第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.1 4.1 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)簡(jiǎn)介轉(zhuǎn)化膜技術(shù)簡(jiǎn)介 轉(zhuǎn)化膜是指由金屬的外層原子和選配的介質(zhì)的陰轉(zhuǎn)化膜是指由金屬的外層原子和選配的介質(zhì)的陰離子反響而在金屬

2、外表上生成的膜層。離子反響而在金屬外表上生成的膜層。鎂合金摩托車端蓋磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜它的生成必需有基底金屬的它的生成必需有基底金屬的直接參與，也就是說(shuō)，它是直接參與，也就是說(shuō)，它是處在表層的基底金屬直接同處在表層的基底金屬直接同選定介質(zhì)中的陰離子反響，選定介質(zhì)中的陰離子反響，使之達(dá)本錢身轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物使之達(dá)本錢身轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物MmAn。eAMAMnmxxnnm第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 由此可見(jiàn)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的構(gòu)成實(shí)踐上由此可見(jiàn)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的構(gòu)成實(shí)踐上可以看作是受控的金屬腐蝕的過(guò)程?？梢钥醋魇鞘芸氐慕饘俑g的過(guò)程。 電子是視為反響產(chǎn)物來(lái)表征的。化學(xué)電子是視為反響產(chǎn)物來(lái)表征的?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜的構(gòu)成既可是金

3、屬轉(zhuǎn)化膜的構(gòu)成既可是金屬/ /介質(zhì)界面間介質(zhì)界面間的純化學(xué)反響，也可以是在施加外電的純化學(xué)反響，也可以是在施加外電源的條件下所進(jìn)展的電化學(xué)反響。源的條件下所進(jìn)展的電化學(xué)反響。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.1.1 4.1.1 轉(zhuǎn)化膜的分類轉(zhuǎn)化膜的分類 按能否存在外加電流分類：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜與電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜按能否存在外加電流分類：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜與電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜 按膜的主要組成物分類：氧化物膜；鉻酸鹽膜、磷酸鹽膜按膜的主要組成物分類：氧化物膜；鉻酸鹽膜、磷酸鹽膜及草酸鹽膜等及草酸鹽膜等 按界面反響類型：轉(zhuǎn)化膜與偽轉(zhuǎn)化膜兩類按界面反響類型：轉(zhuǎn)化膜與偽轉(zhuǎn)化膜兩類 按基體金屬種類：鋼鐵轉(zhuǎn)化膜、鋁材轉(zhuǎn)化膜、鋅材

4、轉(zhuǎn)化膜、按基體金屬種類：鋼鐵轉(zhuǎn)化膜、鋁材轉(zhuǎn)化膜、鋅材轉(zhuǎn)化膜、銅材轉(zhuǎn)化膜及鎂材轉(zhuǎn)化膜銅材轉(zhuǎn)化膜及鎂材轉(zhuǎn)化膜 按用途分：涂裝底層轉(zhuǎn)化膜、塑性加工用轉(zhuǎn)化膜、除銹用按用途分：涂裝底層轉(zhuǎn)化膜、塑性加工用轉(zhuǎn)化膜、除銹用轉(zhuǎn)化膜、裝飾性轉(zhuǎn)化膜、減摩或耐磨性轉(zhuǎn)化膜及絕緣性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化膜、裝飾性轉(zhuǎn)化膜、減摩或耐磨性轉(zhuǎn)化膜及絕緣性轉(zhuǎn)化膜等化膜等 按構(gòu)成膜層時(shí)所采用的介質(zhì)分：氧化物膜按構(gòu)成膜層時(shí)所采用的介質(zhì)分：氧化物膜 氧化氧化 ；磷酸；磷酸鹽膜鹽膜 磷化磷化 ；鉻酸鹽膜；鉻酸鹽膜 鈍化鈍化 第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.1.2 4.1.2 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常用途置方法化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常用途置方法方法特 點(diǎn)適 用 范 圍浸漬法

5、 工藝簡(jiǎn)單易控制，由預(yù)處理、轉(zhuǎn)化處理、后處理等多種工序組合而成。投資與生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)效率較低、不易自動(dòng)化 可處理各類零件，尤其適用于幾何形狀復(fù)雜的零件。常用于鋁合金的化學(xué)氧化、鋼鐵氧化或磷化、鋅材鈍化等陽(yáng)極化法 陽(yáng)極氧化膜比一般化學(xué)氧化膜性能更優(yōu)越。需外加電源設(shè)備，電解磷化可加速成膜過(guò)程 適用于鋁、鎂、鈦及其合金陽(yáng)極氧化處理?？色@得各種性能的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜噴淋法 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化作業(yè)，生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)化處理周期短、成本低，但設(shè)備投資大 適用于幾何形狀簡(jiǎn)單、表面腐蝕程度較輕的大批量零件刷涂法 無(wú)需專用處理設(shè)備，投資最省、工藝靈活簡(jiǎn)便。但生產(chǎn)效率低、轉(zhuǎn)化膜性能差、膜層質(zhì)量不易保證 適用于大尺寸工

6、件局部處理或小批零件以及轉(zhuǎn)化膜局部修理化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常用方法、特點(diǎn)及適用范圍化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常用方法、特點(diǎn)及適用范圍第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.1.3 4.1.3 防護(hù)性能防護(hù)性能 主要是依托將化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬化合物，如氧化物、鉻酸鹽、磷酸鹽等，提高金屬在環(huán)境中的熱力學(xué)穩(wěn)定性。普通來(lái)說(shuō)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的防護(hù)效果取決于以下幾個(gè)要素。普通來(lái)說(shuō)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的防護(hù)效果取決于以下幾個(gè)要素。被處置基體金屬的本質(zhì)。被處置基體金屬的本質(zhì)。轉(zhuǎn)化膜的類型、組成和構(gòu)造。轉(zhuǎn)化膜的類型、組成和構(gòu)造。膜層的處置質(zhì)量，如與基體金屬的結(jié)合力、孔隙率等。膜層的處置質(zhì)量，如與基體金屬的結(jié)合力、孔隙率等

7、。運(yùn)用的環(huán)境。運(yùn)用的環(huán)境。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.1.4 4.1.4 外表轉(zhuǎn)化膜用途外表轉(zhuǎn)化膜用途提高資料的耐蝕性提高資料的耐蝕性 ；氧化或磷化；氧化或磷化 提高資料的減摩耐磨性；磷化提高資料的減摩耐磨性；磷化 提高資料的裝飾性提高資料的裝飾性 ；鈍化；鈍化 ；著色；著色 用作涂裝底層；磷化膜用作涂裝底層；磷化膜 絕緣；磷化膜絕緣；磷化膜 防爆；瓦斯，粉塵，鋁及鋁合金與不銹鋼防爆；瓦斯，粉塵，鋁及鋁合金與不銹鋼碰撞易經(jīng)過(guò)鋁熱反響發(fā)生火花引爆。碰撞易經(jīng)過(guò)鋁熱反響發(fā)生火花引爆。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 4.2 陽(yáng)極氧化 4.2.1 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化 4.2.2 鋁陽(yáng)極氧

8、化膜的著色和封鎖 4.2.3 鎂合金陽(yáng)極氧化第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.2 4.2 陽(yáng)極氧化陽(yáng)極氧化陽(yáng)極氧化的主要用途包括以下幾點(diǎn)：陽(yáng)極氧化的主要用途包括以下幾點(diǎn)： 作為防護(hù)層：陽(yáng)極氧化膜在空氣中有足夠的作為防護(hù)層：陽(yáng)極氧化膜在空氣中有足夠的穩(wěn)定性，可以大大提高鋁制品外表的耐蝕性能。穩(wěn)定性，可以大大提高鋁制品外表的耐蝕性能。 作為防護(hù)作為防護(hù)-裝飾層：在硫酸溶液中進(jìn)展陽(yáng)極氧裝飾層：在硫酸溶液中進(jìn)展陽(yáng)極氧化得到的膜具有較高的透明度，經(jīng)著色處置后能化得到的膜具有較高的透明度，經(jīng)著色處置后能得到各種艷麗的顏色，在特殊工藝條件下還可以得到各種艷麗的顏色，在特殊工藝條件下還可以得到具有瓷質(zhì)外觀

9、的氧化層。得到具有瓷質(zhì)外觀的氧化層。 作為耐磨層：陽(yáng)極氧化膜具有很高的硬度，作為耐磨層：陽(yáng)極氧化膜具有很高的硬度，可以提高制品外表的耐磨性。可以提高制品外表的耐磨性。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 作為絕緣層：陽(yáng)極氧化膜具有很高的絕緣電阻和作為絕緣層：陽(yáng)極氧化膜具有很高的絕緣電阻和擊穿電壓，可以用作電解電容器的電介質(zhì)或電器擊穿電壓，可以用作電解電容器的電介質(zhì)或電器制品的絕緣層。制品的絕緣層。 作為噴漆底層：陽(yáng)極氧化膜具有多孔性和良好的作為噴漆底層：陽(yáng)極氧化膜具有多孔性和良好的吸附特性，作為噴漆或其他有機(jī)覆蓋層的底層，吸附特性，作為噴漆或其他有機(jī)覆蓋層的底層，可以提高漆或其他有機(jī)物膜與基體的

10、結(jié)合力。可以提高漆或其他有機(jī)物膜與基體的結(jié)合力。 作為電鍍底層：利用陽(yáng)極氧化膜的多孔性，可以作為電鍍底層：利用陽(yáng)極氧化膜的多孔性，可以提高金屬鍍層與基體的結(jié)合力。提高金屬鍍層與基體的結(jié)合力。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.2.1 4.2.1 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化 鋁陽(yáng)極氧化是將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液如硫酸、鉻鋁陽(yáng)極氧化是將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液如硫酸、鉻酸、草酸等中作為陽(yáng)極，在特定條件和外加電流作用下，酸、草酸等中作為陽(yáng)極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)展電解。進(jìn)展電解。 原理原理 鋁是兩性金屬，鋁外表氧化物膜的生成既與點(diǎn)位有關(guān)，鋁是兩性金屬，鋁外表氧化物膜的生成

11、既與點(diǎn)位有關(guān)，也與溶液的也與溶液的pH值有關(guān)。值有關(guān)。 普通以為，鋁和鋁合金在堿性和酸性兩種電解液普通以為，鋁和鋁合金在堿性和酸性兩種電解液里都能進(jìn)展陽(yáng)極氧化，最常用的是酸性電解液，里都能進(jìn)展陽(yáng)極氧化，最常用的是酸性電解液， 工業(yè)上工業(yè)上鋁及鋁合金的進(jìn)展陽(yáng)極氧化時(shí)，所用的電解液普通為中等鋁及鋁合金的進(jìn)展陽(yáng)極氧化時(shí)，所用的電解液普通為中等溶解才干的酸性溶液，如硫酸、鉻酸、草酸等，鉛作為陰溶解才干的酸性溶液，如硫酸、鉻酸、草酸等，鉛作為陰極，僅起導(dǎo)電作用。極，僅起導(dǎo)電作用。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 鋁及鋁合金進(jìn)展陽(yáng)極氧化時(shí)，由于電解質(zhì)是強(qiáng)酸性的，陽(yáng)極電位較高，因此陽(yáng)極反響首先是水的電解，

12、產(chǎn)生初生態(tài)的O，氧原子立刻對(duì)鋁發(fā)生氧化反響，生成氧化鋁，即薄而致密的陽(yáng)極氧化膜。陽(yáng)極發(fā)生的反響如下： H2O-2e-O+2H+ 2Al+3OA12O3第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)陰極只是起導(dǎo)電作用和析氫反響： 2H+2e-H2同時(shí)酸對(duì)鋁和生成的氧化膜進(jìn)展化學(xué)溶解： 2Al+6H+2Al3+3H2 A12O3+6H+2A13+3H2O 因此,氧化膜的生長(zhǎng)與溶解同時(shí)進(jìn)展，只是在氧化的不同階段兩者的速度不同，當(dāng)膜的生長(zhǎng)速度和溶解速度相等時(shí)，膜的厚度才到達(dá)定值。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鋁陽(yáng)極氧化膜的構(gòu)造鋁陽(yáng)極氧化膜的構(gòu)造 鋁及鋁合金的氧化膜具有蜂窩狀構(gòu)造，如以下圖鋁及鋁合金的氧化膜具有

13、蜂窩狀構(gòu)造，如以下圖所示。其規(guī)那么的微孔垂直于外表其構(gòu)造單元所示。其規(guī)那么的微孔垂直于外表其構(gòu)造單元尺寸、孔徑、壁厚和阻撓層厚等參數(shù)均可由電解尺寸、孔徑、壁厚和阻撓層厚等參數(shù)均可由電解液成分和工藝參數(shù)控制。普通來(lái)說(shuō)，孔的長(zhǎng)度液成分和工藝參數(shù)控制。普通來(lái)說(shuō)，孔的長(zhǎng)度(膜膜厚厚)為孔徑的為孔徑的1000倍以上。孔隙率通常在倍以上。孔隙率通常在10左右，左右，硬質(zhì)膜的孔隙率可以降至硬質(zhì)膜的孔隙率可以降至24，建筑用氧化，建筑用氧化膜的孔隙率約為膜的孔隙率約為11。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化膜的特點(diǎn)鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化膜的特點(diǎn)功能性：可以經(jīng)過(guò)封孔處置以提高其維護(hù)性，也功能性：可

14、以經(jīng)過(guò)封孔處置以提高其維護(hù)性，也可在孔隙中堆積特殊性能的物質(zhì)而獲得某些特殊可在孔隙中堆積特殊性能的物質(zhì)而獲得某些特殊功能，從而構(gòu)成多種多樣的功能性膜層。功能，從而構(gòu)成多種多樣的功能性膜層。吸附性：由于氧化膜呈現(xiàn)多孔構(gòu)造，且微孔的活吸附性：由于氧化膜呈現(xiàn)多孔構(gòu)造，且微孔的活性較高，有很好的吸附性。氧化膜對(duì)各種染料、性較高，有很好的吸附性。氧化膜對(duì)各種染料、鹽類、光滑劑、石蠟、干性油、樹(shù)脂等均表現(xiàn)出鹽類、光滑劑、石蠟、干性油、樹(shù)脂等均表現(xiàn)出很高的吸附才干。很高的吸附才干。耐蝕、耐磨性：鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化處置后，再耐蝕、耐磨性：鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化處置后，再經(jīng)過(guò)著色和封鎖處置可以獲得各種不同的顏色，經(jīng)

15、過(guò)著色和封鎖處置可以獲得各種不同的顏色，并能提高膜層的耐蝕性、耐磨性。并能提高膜層的耐蝕性、耐磨性。絕緣性：鋁的陽(yáng)極氧化膜的阻抗較高，是熱和電絕緣性：鋁的陽(yáng)極氧化膜的阻抗較高，是熱和電的良好絕緣體。同時(shí)氧化膜的導(dǎo)熱性很低，其穩(wěn)的良好絕緣體。同時(shí)氧化膜的導(dǎo)熱性很低，其穩(wěn)定性可達(dá)定性可達(dá)1500。陽(yáng)極氧化膜與基體金屬的結(jié)合力很強(qiáng)。陽(yáng)極氧化膜與基體金屬的結(jié)合力很強(qiáng)。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)硫酸陽(yáng)極氧化：硫酸陽(yáng)極氧化：520微米，吸附力強(qiáng)，硬度高，耐磨，微米，吸附力強(qiáng)，硬度高，耐磨，抗腐蝕，膜無(wú)色透明，染色。該工藝溶液穩(wěn)定、允許雜質(zhì)抗腐蝕，膜無(wú)色透明，染色。該工藝溶液穩(wěn)定、允許雜質(zhì)含量范圍大

16、，與鉻酸鹽、草酸法比節(jié)能省電。含量范圍大，與鉻酸鹽、草酸法比節(jié)能省電。鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化工藝鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化工藝配方及工藝條件配比1配比2配比3硫酸（H2SO4）/（g/L）鋁離子（Al3+）/（g/L）溫度/電壓/V電流密度/（A/dm2）時(shí)間/min陰極材料陽(yáng)極與陰極面積比攪拌電源16020020132612220.52.53060純鋁或鋁錫合金板1.5:1壓縮空氣攪拌直流電160200200712220.52.53060純鋁或鋁錫合金板1.5:1壓縮空氣攪拌直流電100110100)，金屬鐵與氧化劑和強(qiáng)，金屬鐵與氧化劑和強(qiáng)堿作用，生成亞鐵酸鈉堿作用，生成亞鐵酸鈉(Na2FeO2)和

17、鐵酸鈉和鐵酸鈉(Na2Fe2O4)，兩者相互反響生成磁性氧化，兩者相互反響生成磁性氧化鐵鐵(Fe3O4)，詳細(xì)的反響式如下：，詳細(xì)的反響式如下：3Fe + NaNO2+ 5NaOH= Na2FeO2+ H2O +NH38Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)反響的特點(diǎn)：反響的特點(diǎn)：反響中耗費(fèi)大量氧化劑，需求適當(dāng)補(bǔ)充，苛性堿反響中耗費(fèi)大量氧化劑，需求適當(dāng)補(bǔ)充，苛性堿很少補(bǔ)充。堿液濃度過(guò)高會(huì)加速氧化膜的溶解。很少補(bǔ)充。堿液濃度過(guò)高會(huì)加速氧化膜的溶解。工業(yè)上常運(yùn)用兩種濃

18、度不同的氧化溶液進(jìn)展兩次工業(yè)上常運(yùn)用兩種濃度不同的氧化溶液進(jìn)展兩次氧化。氧化。在新配溶液中參與適量廢鋼或低濃度的舊液，添在新配溶液中參與適量廢鋼或低濃度的舊液，添加槽液中的鐵離子，從而獲得較好的鍍層。加槽液中的鐵離子，從而獲得較好的鍍層。磁性氧化鐵致密，和基體金屬結(jié)合好，厚度磁性氧化鐵致密，和基體金屬結(jié)合好，厚度0.60.8微米，在枯燥空氣中穩(wěn)定，在濕的大氣中維護(hù)微米，在枯燥空氣中穩(wěn)定，在濕的大氣中維護(hù)性較差，因此通常氧化后要浸油處置。性較差，因此通常氧化后要浸油處置。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 單槽法操作簡(jiǎn)單，目前運(yùn)用較廣泛，其中，單槽法操作簡(jiǎn)單，目前運(yùn)用較廣泛，其中，配方配方1為通

19、用氧化液，操作方便，膜層美觀光亮，為通用氧化液，操作方便，膜層美觀光亮，但膜層較薄藍(lán)黑色氧化膜；配方但膜層較薄藍(lán)黑色氧化膜；配方2氧化速度快，氧化速度快，膜層致密，但光亮度稍差。膜層致密，但光亮度稍差。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 雙槽法是在兩個(gè)濃度和工藝條件不同的氧化溶液中進(jìn)展兩次氧化處置。此法得到的氧化膜較厚，耐腐蝕性高，還能消除零件外表掛灰黑色氧化膜第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)氫氧化鈉氫氧化鈉 提高氫氧化鈉的濃度，氧化膜的厚度稍有添加，但容易出提高氫氧化鈉的濃度，氧化膜的厚度稍有添加，但容易出現(xiàn)疏松或多孔的缺陷。濃度過(guò)高還易產(chǎn)生紅色掛灰，超越現(xiàn)疏松或多孔的缺陷。濃度過(guò)高還易產(chǎn)

20、生紅色掛灰，超越1100g/L時(shí)，那么不能生成氧化膜。氫氧化鈉濃度過(guò)低時(shí)，時(shí)，那么不能生成氧化膜。氫氧化鈉濃度過(guò)低時(shí)，生成的氧化膜較薄，產(chǎn)生花斑，防護(hù)才干差。生成的氧化膜較薄，產(chǎn)生花斑，防護(hù)才干差。氧化劑氧化劑 提高氧化劑濃度可以加快氧化速度，膜層致密、結(jié)實(shí)。當(dāng)提高氧化劑濃度可以加快氧化速度，膜層致密、結(jié)實(shí)。當(dāng)氧化劑濃度低時(shí)，得到的氧化膜厚而疏松。氧化劑濃度低時(shí)，得到的氧化膜厚而疏松。溫度溫度 提高溶液溫度，生成的氧化膜層薄，且易生成紅色掛灰，提高溶液溫度，生成的氧化膜層薄，且易生成紅色掛灰，導(dǎo)致氧化膜的質(zhì)量降低。導(dǎo)致氧化膜的質(zhì)量降低。氧化液成分對(duì)氧化膜性能的影響氧化液成分對(duì)氧化膜性能的影響第

21、四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鐵離子濃度鐵離子濃度 氧化溶液中必需含有一定量的鐵離子才干使膜層致密，結(jié)氧化溶液中必需含有一定量的鐵離子才干使膜層致密，結(jié)合結(jié)實(shí)。鐵離子濃度過(guò)高，氧化速度降低，工件外表易出合結(jié)實(shí)。鐵離子濃度過(guò)高，氧化速度降低，工件外表易出現(xiàn)紅色掛灰。氧化溶液中鐵的含量普通控制在現(xiàn)紅色掛灰。氧化溶液中鐵的含量普通控制在0.52g/L。當(dāng)鐵的含量過(guò)高時(shí)，可以將溶液稀釋，即將沸點(diǎn)降到當(dāng)鐵的含量過(guò)高時(shí)，可以將溶液稀釋，即將沸點(diǎn)降到120，沸騰片刻后靜置，這時(shí)部分鐵酸鈉水解成，沸騰片刻后靜置，這時(shí)部分鐵酸鈉水解成Fe(OH)3沉淀。除去沉淀后再將氧化溶液加熱濃縮，待沸沉淀。除去沉淀后再將

22、氧化溶液加熱濃縮，待沸點(diǎn)溫度升至工藝規(guī)范內(nèi)即可進(jìn)展消費(fèi)。點(diǎn)溫度升至工藝規(guī)范內(nèi)即可進(jìn)展消費(fèi)。鋼鐵含碳量鋼鐵含碳量鋼鐵中碳含量添加，組織中的鋼鐵中碳含量添加，組織中的Fe3C增多，即陰極外表添加，增多，即陰極外表添加，陽(yáng)極鐵的溶解過(guò)程加劇，促使氧化膜生成的速度加快，故陽(yáng)極鐵的溶解過(guò)程加劇，促使氧化膜生成的速度加快，故在同樣溫度下氧化，高碳鋼所得到的氧化膜一定比低碳鋼在同樣溫度下氧化，高碳鋼所得到的氧化膜一定比低碳鋼的薄的薄第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.5 4.5 金屬的磷化金屬的磷化 4.5.1 鋼鐵的磷化 4.5.2 有色金屬的磷化處置第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.5 4.5 金

23、屬的磷化金屬的磷化 磷化處置就是用含有磷酸、磷酸鹽和其他化學(xué)藥品的稀溶液處置金屬，使金屬外表發(fā)生化學(xué)反響，轉(zhuǎn)變?yōu)橥旰玫?、具有中等防蝕作用的不溶性磷酸鹽層的方法。該方法最早是由wARoss于1864年提出，主要的思緒是讓金屬(如鋼)在適當(dāng)?shù)臏囟认屡c磷酸長(zhǎng)時(shí)間接觸，使金屬外表發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化。這種想法于1906年由TW. Coslett提出具有消費(fèi)運(yùn)用的專利。磷化處置在上世紀(jì)40年代末和50年代初開(kāi)展迅速，并成為金屬防腐所采用的一種廣泛而有效的方法。磷化處置工藝簡(jiǎn)單，容易操作，本錢低廉，所以普遍運(yùn)用于機(jī)械、汽車、航空、造船和日用品制造工業(yè)等方面。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 目前在磷化膜中發(fā)現(xiàn)的

24、磷酸鹽化合物約有30余種，存在于大多數(shù)磷化膜的主要磷酸鹽有磷酸鐵鋅、磷酸鋅、磷酸亞鐵、酸性磷酸鐵錳、酸性磷酸鐵、酸性磷酸鈣和磷酸鈣鋅等。磷化膜組成的主要部分由含有平均為2到4個(gè)分子水(通常是4個(gè))的磷酸鹽結(jié)晶組成。 ， 磷化膜層以所生成的工藝不同，其厚度差別很大，通常在l15微米范圍，厚的磷化膜可達(dá)50微米，但實(shí)踐運(yùn)用中通常采單位面積的膜層質(zhì)量。根據(jù)膜重普通可分為薄膜( 10gm2 )三種。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)金屬磷化膜層有如下特點(diǎn)：金屬磷化膜層有如下特點(diǎn)：與涂層結(jié)合結(jié)實(shí)，其耐蝕性比磷化膜涂油提高10倍，而比涂料本身的耐蝕性提高12倍。磷化處置可以在管道、氣瓶和復(fù)雜的鋼制零件或其

25、他金屬的內(nèi)外表上，以及難以用電化學(xué)法獲得防護(hù)層的零件外表上得到維護(hù)層。磷化處置所需設(shè)備簡(jiǎn)單。操作方便、可用于自動(dòng)化消費(fèi)，本錢低、消費(fèi)效率高。硬度不高、機(jī)械強(qiáng)度差、性脆不宜變形。耐化學(xué)穩(wěn)定性差，可溶于酸、堿溶液?？紫堵矢?、易吸收污物和腐蝕介質(zhì)，必需及時(shí)進(jìn)展后處置。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.5.1 4.5.1 鋼鐵的磷化鋼鐵的磷化 鋼鐵經(jīng)磷化處置后所得的磷化膜，主要用作涂料的底層、金屬冷加工時(shí)的光滑層、金屬外表維護(hù)層以及用作電機(jī)硅鋼片的絕緣處置、壓鑄模具的防粘處置等。 高溫磷化9098：高溫磷化處置的優(yōu)點(diǎn)是磷化膜的耐蝕性能及結(jié)合力較好；但它的槽液加溫時(shí)間長(zhǎng)，溶液揮發(fā)量大，游離酸度不穩(wěn)定

26、，結(jié)晶粗細(xì)不均勻。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 中溫磷化5070：中溫磷化的游離酸度較穩(wěn)定，容易掌握，磷化時(shí)間短，消費(fèi)效率高，磷化膜耐蝕性能與高溫磷化的根本一樣；缺陷是溶液較復(fù)雜，調(diào)整較困難。 常溫磷化2025：常溫磷化的優(yōu)點(diǎn)是不需加熱，藥品耗費(fèi)少，溶液穩(wěn)定，缺陷是有些配方處置時(shí)間較長(zhǎng)。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.6 4.6 金屬的鉻酸鹽鈍化金屬的鉻酸鹽鈍化 鉻酸鹽處置是指使金屬外表轉(zhuǎn)化成以三價(jià)鉻和六價(jià)鉻組成的鉻酸鹽為主要組成的膜的一種工藝方法。該方法所用的介質(zhì)普通是以鉻酸、堿金屬的鉻酸鹽或重鉻酸鹽為根本成分的溶液。金屬經(jīng)鉻酸鹽處置不但可以提高

27、其抗蝕性能，還能提高金屬同漆層或其他有機(jī)涂料的粘附才干，并能獲得好的裝飾外觀，而且該工藝方法簡(jiǎn)便易行(任務(wù)溫度多為室溫)，適用性廣，所需的處置時(shí)間較短，因此運(yùn)用普遍。 鉻酸鹽膜層可分為兩種類型，即黃色與綠色的鉻酸鹽膜。鉻酸鹽主要用于鋁材及鋅材外表的成膜，也可在鎘、鐵、黃銅、銅、鎂、錫、銀等金屬外表上析出。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 鉻酸鹽膜的構(gòu)成是由于六價(jià)鉻化合物有以鉻酸鹽膜的構(gòu)成是由于六價(jià)鉻化合物有以下性質(zhì)：下性質(zhì)： 在酸性溶液里鉻酸鹽是強(qiáng)氧化劑，會(huì)使在酸性溶液里鉻酸鹽是強(qiáng)氧化劑，會(huì)使金屬外表上生成不溶性鹽或添加氧化膜的金屬外表上生成不溶性鹽或添加氧化膜的厚度；厚度； 鉻酸的復(fù)原物通

28、常是不溶性的，如鉻酸的復(fù)原物通常是不溶性的，如Cr2O3； 金屬的鉻酸鹽金屬的鉻酸鹽(例如例如ZnCrO4)通常是不溶通常是不溶性的；性的； 鉻酸鹽能參與許多復(fù)雜反響，生成包括鉻酸鹽能參與許多復(fù)雜反響，生成包括被處置金屬離子在內(nèi)的復(fù)合物堆積。被處置金屬離子在內(nèi)的復(fù)合物堆積。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 各種金屬在含有能起到活化作用的添加物的鉻酸鹽溶液中構(gòu)成鉻酸鹽膜的過(guò)程大致一樣，可分為以下三個(gè)步驟： 1)外表金屬被氧化并以離子的方式轉(zhuǎn)入溶液，同時(shí)氫在外表上析出。 2)所析出的氫促使一定數(shù)量的六價(jià)鉻被復(fù)原為三價(jià)鉻，并由于金屬溶液界面相區(qū)pH的提高，三價(jià)鉻便以氫氧化鉻膠體的方式沉淀。 3)氫

29、氧化鉻膠體自溶液中吸附和結(jié)合一定數(shù)量的六價(jià)鉻，構(gòu)成具有某種組成的轉(zhuǎn)化膜。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鉻酸鹽膜的組成與構(gòu)造鉻酸鹽膜的組成與構(gòu)造 鉻酸鹽膜主要由三價(jià)鉻和六價(jià)鉻的化合物，以及基領(lǐng)會(huì)屬或鍍層金屬的鉻酸鹽組成。不同基體金屬，采用不同的鉻酸鹽處置溶液，得到的膜層顏色和膜的組成也不一樣。 膜層中的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻組成含水的復(fù)合物。三價(jià)鉻的復(fù)合物是膜的不溶部分，它使膜具有一定的硬度，同時(shí)也影響到膜的耐蝕性。六價(jià)鉻化合物以?shī)A雜方式或由于被吸附或化學(xué)鍵的作用，分散在膜的內(nèi)部起填充作用。當(dāng)膜遭到輕度損傷時(shí)，可溶性的六價(jià)鉻化合物能使該處再鈍化。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 各種金屬上的鉻酸鹽

30、膜大都具有某種色澤特征，其深淺視受處置金屬的種類、成膜工藝條件和后處置的方法等多種要素而定。鉻酸鹽膜的電阻率非常的低，膜層同基底金屬的結(jié)合非常的好。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.7 4.7 著色處置技術(shù)著色處置技術(shù) 4.7.1 鋁合金的著色 4.7.2 不銹鋼的著色第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.7 4.7 著色處置技術(shù)著色處置技術(shù)4.7.1 鋁合金的著色鋁合金的著色自然著色法自然著色法 在特定的電解液條件下，鋁合金在在特定的電解液條件下，鋁合金在進(jìn)展陽(yáng)極氧化的同時(shí)就著上了特定的顏色。進(jìn)展陽(yáng)極氧化的同時(shí)就著上了特定的顏色。自然著色法合金著色法 含有硅、鉻、錳等成分的鋁合金材料在進(jìn)

31、行陽(yáng)極氧化處理時(shí)，產(chǎn)生帶有顏色的氧化膜的方法電解液著色法 在以磺基水楊酸、馬來(lái)酸和草酸為主的有機(jī)酸溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理而得到著色氧化膜的方法自然著色法的分類自然著色法的分類 第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)自然著色法有如下特點(diǎn)：自然著色法有如下特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，無(wú)污染，但其需求高電壓和高工藝簡(jiǎn)單，無(wú)污染，但其需求高電壓和高電流，耗電量大。電流，耗電量大。必需用離子交換安裝延續(xù)凈化電解液，對(duì)必需用離子交換安裝延續(xù)凈化電解液，對(duì)電解液中電解液中Al3+的含量也有嚴(yán)厲要求。的含量也有嚴(yán)厲要求。有機(jī)酸價(jià)錢較貴，著色本錢高。有機(jī)酸價(jià)錢較貴，著色本錢高。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)電解著色法電解著

32、色法 先在普通電解液中生成氧化膜，然后在含有先在普通電解液中生成氧化膜，然后在含有金屬鹽的電解液中再次進(jìn)展電解，使金屬鹽的陽(yáng)離子堆積金屬鹽的電解液中再次進(jìn)展電解，使金屬鹽的陽(yáng)離子堆積在氧化膜微孔底層，從而實(shí)現(xiàn)著色，因此也稱二次電解著在氧化膜微孔底層，從而實(shí)現(xiàn)著色，因此也稱二次電解著色法。色法。工藝流程：工藝流程： 鋁制工件鋁制工件脫脂脫脂清洗清洗電解拋光或化學(xué)拋光電解拋光或化學(xué)拋光清洗清洗硫硫酸陽(yáng)極氧化酸陽(yáng)極氧化清洗清洗中和中和清洗清洗電解著色電解著色清洗清洗封鎖封鎖光亮化處置光亮化處置廢品檢驗(yàn)廢品檢驗(yàn) 第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4.7.2 不銹鋼的著色不銹鋼的著色化學(xué)著色化學(xué)著色 將

33、不銹鋼工件浸在一定的溶液中，因?qū)⒉讳P鋼工件浸在一定的溶液中，因化學(xué)反響而使不銹鋼外表呈現(xiàn)出彩色的方法?；瘜W(xué)反響而使不銹鋼外表呈現(xiàn)出彩色的方法?；瘜W(xué)著色法分為四種：化學(xué)著色法分為四種：堿性著色法堿性著色法 不銹鋼在含有氧化劑及復(fù)原劑的強(qiáng)不銹鋼在含有氧化劑及復(fù)原劑的強(qiáng)堿性水溶液中進(jìn)展著色。堿性水溶液中進(jìn)展著色。硫化法硫化法 不銹鋼外表經(jīng)過(guò)活化后，再浸入含有氫不銹鋼外表經(jīng)過(guò)活化后，再浸入含有氫氧化鈉和無(wú)機(jī)硫化物的溶液中，不銹鋼外表發(fā)氧化鈉和無(wú)機(jī)硫化物的溶液中，不銹鋼外表發(fā)生硫化反響，生成黑色、均勻、裝飾效果好的生硫化反響，生成黑色、均勻、裝飾效果好的硫化物，但耐蝕性能差，需涂覆罩光涂料。硫化物，但耐蝕性能差，需涂覆罩光涂料。第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)不銹鋼堿性著色和硫化著色的配方和工藝參數(shù)不銹鋼堿性著色和硫化著色的配方和工藝參數(shù)溶液組成及工藝條件含量及參數(shù)堿性著色硫化著色高錳酸鉀/（g/L）氫氧化鈉/（g/L）氟化鈉/（g/L）硝酸鈉/（g/L）亞硫酸鈉/（g/L）硫氰酸鈉/（g/L）硫代硫酸鈉/（g/L）水/（g/L）5037525153550030066030604溫度/120100120第四章第四章 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)重鉻酸鹽氧化法重鉻酸鹽氧化法 經(jīng)過(guò)活化后的不銹鋼浸入高溫熔化的重經(jīng)過(guò)活化后的不銹鋼浸入高溫熔化的重鉻酸鈉中，進(jìn)展浸漬劇烈氧化。鉻酸鈉中，進(jìn)展浸漬劇烈氧化。