常用表面处理技术介绍（一）
1. 磷酸监皮膜处理 大陆称为磷化处理1.1 磷酸监皮膜处理 2H3PO4+M → M(H2PO4)+H23M(H2PO4)2 → 4H3PO4+M3(PO4)2 M(H2PO4)2 → MHPO4+H3PO4 生成的 M3(H2PO4)2 和 MHPO4 为磷酸监膜的主要成分1.2 磷酸监皮膜的性质和用途 (1) 耐蚀性 在大气条件下很稳定 , 在有机油类 , 苯 , 苯及各种气种体燃料中有很好的耐蚀性 . 但磷酸监皮膜不耐酸 , 碱 , 氨 , 海水及水蒸气等 . 磷酸监膜经过封闭处理后能大大提高其耐蚀性 .(2) 吸附性 磷酸监膜具有多孔构 , 有很好的吸附性 , 因此常用作油漆的底层和吸附润滑油后作为减摩层和润滑层 .(3) 电绝缘性 磷酸监膜是高电阻膜层 , 有很好的电绝缘性 , 击穿电压为 240~250V, 涂绝缘漆后可耐 1000~1200V, 又由于磷酸监膜不影响透磁性 , 因此常用作电磁装置的硅钢片 .(4) 不粘附熔融金属的特性 此特性用于在热浸锌 , 锡铅合金时保护不需要浸涂部分 . 在浇铸减摩合金和电机铸铝转子时 , 将钢膜作磷酸监处理 , 以防粘附 .1. 3 邻酸监膜成机理和构成 1. 4 分类 钢铁用化成处理剂 铝用化成处理剂 锌用化成处理剂 不锈钢用化成处理剂 铜用化成处理剂 镁用化成处理剂 其他化成处理剂 涂装打底用的化成处理剂 塑性加工用化成处理剂 防锈用化成处理剂 耐磨用化成处理剂 绝缘用化成处理剂 塑胶叠片用化成处理剂涂装打底用皮膜特点 : 致密 , 均匀 , 薄得适当结晶粗大会吸入涂料而减少光泽 : 不均匀会降低涂装后的耐蚀性 ; 由于磷酸监膜很硬很脆 , 皮膜过厚的话 , 涂装后遭后到弯曲或冲击等外力时 , 即使别无缺陷 , 也可能脱落 .防锈用皮膜特点 : 致密 , 均匀 , 厚度越厚越好 , 孔隙率越低越好 .表 1.1 美军规格 MIL-C-16173C 要求的磷酸监皮膜的防锈性类型等级补助加工监水濆雾试验磷酸铁1施行另外规定的防锈油2施行 MIL-L-3150 的润滑油243不补助加工1.54A进行无机密封 , 不进行补助加工244B进行无机密封 , 施行 MIL-L-3150 的润滑油72磷酸锌1施行另外规定的防锈油2施行 MIL-C-16173 Grade2 的不干性防锈油483不补加工24A进行无机密封 , 不进行补助加工244B进行无机密封 , 施行防锈油或高熔点蜡 .724C进行无机密封 , 且染上规定色 .244D进行无机密封及染色 , 施行防锈油或蜡 .724E进行无机密封 , 施行规定的防锈油241. 5 磷酸监皮膜构成 : 皮膜化成溶液磷酸监膜的成分及结构形态钢铁表面锌表面锌系磷酸监皮膜剂Zn(PO4).4H2OZnFe(PO4)2.4H2OZn3(PO4).4H2O形态呈树枝状 , 晶粒垂直于金属表面锰系磷监皮膜剂(Mn, Fe)5H2(PO4).4H2O形态呈圆球形晶系的层状结构 , 晶料排列平列于金属表面 .Zn3(PO4).4H2OMn5H2(PO4).4H2O铁系磷酸监皮膜剂Fe3(PO4)2ZnFe(PO4)2.4H2OFe3(PO4)21. 6 磷酸监化成工艺过 6 程及监控 脱脂 → 水洗 → ( 除锈 ) →表面调整→化成→水洗→封闭处理或烤漆化成工序的监控参数 : 游离酸度 , 全酸度 , 杂质含量 .脱脂工序的监控参数 : 游离碱度 , 全碱度 .
表面调整 : 由于脱脂溶液中的硅酸监使膜结晶粗糙 , 膜重增加 , 不适合涂装 ; 同时强碱溶液如 NaOH 也使锌监磷化膜粗糙变厚 , 并且低磷化膜的耐蚀性和柔韧性 . 活化晶核由于生成氢氧化物或氧化物的薄膜而减少 , 因此用弱碱性的磷酸钛监溶液或草酸溶对钢铁表面进行处理 , 可使大多数的晶核重新活化和复原 , 细化晶粒 , 增加晶粒数 .
1. 阳极氧化 又称为电化学氧化 , 阳极化2.1 铝及铝合金的阳极化 2.1.1 氧化膜特性 (1) 多孔性 硫酸阳极化膜每平方微米大约有 800 个孔 , 草酸阳极化膜每平方微米大约有 60 个孔 . 由于氧化膜具有多孔状结构 , 所以膜层有很好的吸附性 , 对各种染料表现出很好的吸附能力 , 帮氧化膜能进行化学着色 , 染成不同的颜色 ; 另外也可在膜孔底部电沉积金属 , 使氧化膜不仅具有防护作用 , 还有装饰作用 .(2) 良好的耐磨性 由于阳极化膜硬度高 , 因此耐磨性好 .(3) 氧化膜的电绝缘性和绝热性 良好的电绝缘性使阳极化产品可作为电机和变压器的绕线圈 , 但其缺点是弹性小 . 良好的绝热性使有氧化膜存在的情况下 , 可防止零件在瞬间高温的情况下熔化 .2.1.2 分类 硫酸阳极化 草酸阳极化 铬酸监阳化 磷酸阳极化 硼酸阳极化 普通阳极化 硬质阳极化 : 膜层硬度高 , 具有很好的耐磨性和耐蚀性 . 硬氧化膜大多用于铝的活塞 , 汽缸 , 液压设备 , 减震器 , 齿轮及其它铝制零短时间的 2000 C 高温 . 因此硬氧化膜常作为一种能满足特殊要求的功能性膜层 .2.1.3 阳极化的反应过程和膜的构成 阳极反应 :Al-3e → Al3+ Al3++3O2- → Al2O3 阴极反应 :6OH- → 3H2O+3O2-- 2H++2e → H2 2.1.4 膜的组成 未封闭膜 : Al2O378.9% Al2O3 · H2O 0.5% Al2(SO4)320.2% H2O 0.4%水封闭后的膜 :Al2O361.7% Al2O3 · H2O17.6% Al2(SO4)317.9% H2O2.8% 2.2 其他材料的阳极氧化 钛和钛合金的阳极氧化 1. 阳极氧化 又称为电化学氧化 , 阳极化2.1 铝及铝合金的阳极化 2.1.1 氧化膜特性 (1) 多孔性 硫酸阳极化膜每平方微米大约有 800 个孔 , 草酸阳极化膜每平方微米大约有 60 个孔 . 由于氧化膜具有多孔状结构 , 所以膜层有很好的吸附性 , 对各种染料表现出很好的吸附能力 , 帮氧化膜能进行化学着色 , 染成不同的颜色 ; 另外也可在膜孔底部电沉积金属 , 使氧化膜不仅具有防护作用 , 还有装饰作用 .(2) 良好的耐磨性 由于阳极化膜硬度高 , 因此耐磨性好 .(3) 氧化膜的电绝缘性和绝热性 良好的电绝缘性使阳极化产品可作为电机和变压器的绕线圈 , 但其缺点是弹性小 . 良好的绝热性使有氧化膜存在的情况下 , 可防止零件在瞬间高温的情况下熔化 .2.1.2 分类 硫酸阳极化 草酸阳极化 铬酸监阳化 磷酸阳极化 硼酸阳极化 普通阳极化 硬质阳极化 : 膜层硬度高 , 具有很好的耐磨性和耐蚀性 . 硬氧化膜大多用于铝的活塞 , 汽缸 , 液压设备 , 减震器 , 齿轮及其它铝制零短时间的 2000 C 高温 . 因此硬氧化膜常作为一种能满足特殊要求的功能性膜层 .2.1.3 阳极化的反应过程和膜的构成 阳极反应 :Al-3e → Al3+ Al3++3O2- → Al2O3 阴极反应 :6OH- → 3H2O+3O2-- 2H++2e → H2 2.1.4 膜的组成 未封闭膜 : Al2O378.9% Al2O3 · H2O 0.5% Al2(SO4)320.2% H2O 0.4%水封闭后的膜 :Al2O361.7% Al2O3 · H2O17.6% Al2(SO4)317.9% H2O2.8% 2.2 其他材料的阳极氧化 钛和钛合金的阳极氧化
