《化学转化膜》PPT课件

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1、第六章化学转化膜1主要内容6.1概述6.2钢铁的化学氧化和磷化处理6.3铝及其合金的氧化处理6.4微弧氧化6.5转化膜技术的发展动向2/46定义许多金属都有在表面上生成较稳定的氧化膜的倾向，这些膜在特定条件下能起保护作用——金属的钝性化学转化膜：使金属与特定的腐蚀液相接触，在一定条件下发生化学或电化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难溶的生成物膜层。6.1概述3有基体金属的直接参与反应生成、结合力大。几乎所有金属都可在选定的介质中通过转化处理得到不同应用目的的化学转化膜。目前应用较多的是钢铁、铝、锌

2、、铜、镁及其合金。拜斯泰克（Biextex）和Weber提出反应式：其中：M—表面金属，AZ-—介质中价态为z的阴离子2.基本原理4按获得方法：化学法电化学法按膜的主要组成物类型:氧化物膜磷酸盐膜铬酸盐膜草酸盐膜3.分类5防锈降低金属本身的化学活性对环境介质的隔离作用耐磨提高硬度、减少摩擦阻力、吸油（磷酸盐膜）涂装底层作为金属镀层的底层防电偶腐蚀增大两金属表面间的接触电阻降低配偶金属之间的电位差4.基本用途6塑性加工减少拉拔力及次数、延长拉拔模具寿命绝缘磷酸盐膜层是电的不良导体装饰自身的装饰作用、多孔性

3、吸附作用（吸色料）76.2钢铁的化学氧化和磷化处理1．钢铁的氧化处理高温化学氧化（碱性化学氧化）常温化学氧化（酸性化学氧化）发蓝或发黑：钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程8化学反应机理：在强碱（氢氧化钠）溶液里添加氧化剂（亚硝酸纳），在135～145℃，60～90min→肥皂液，3～5min→水洗、干燥及浸油表面生成极薄的Fe3O4为主要成分的氧化膜、0.5~1.5µm，最厚可达2.5µm提高零件的耐蚀性、润滑性、改善外观（1）高温化学氧化（碱性化学氧化）9热水

4、洗10常温发黑溶液主要成分是CuSO4，二氧化硒SeO2，各种催化剂，缓冲剂，络合剂与辅助材料。发黑机理：①SeO2溶于水中生成亚硒酸(H2SeO3)：SeO2+H2O→H2SeO3②钢铁浸入发黑液后，溶液中的Cu离子与Fe发生置换反应，铜覆盖在钢铁表面，并伴随Fe的溶解：CuSO4+Fe→FeSO4+Cu③金属Cu与H2SeO3发生氧化还原反应，生成黑色的硒化铜膜，同时伴随着副反应发生，生成CuSeO3的挂灰成分：3Cu+3H2SeO3→CuSe+2CuSeO3+3H2O（2）常温化学氧化（酸性化学氧

5、化）11后处理：钢铁工件通过化学氧化处理，得到的氧化膜虽然能提高耐蚀性，但其防护性仍然较差，所以氧化后还需进行皂化处理、浸油或在铬酸盐溶液里进行填充处理不合格氧化膜的退除：不合格氧化膜经脱脂后，在10~15%（体积分数）的HCl或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即可退除，然后可再重新氧化。12常温化学氧化处理工艺特点：氧化速度快，膜层抗蚀性好，节能、高效、成本低，操作简单，环境污染小。132．钢铁磷化定义：金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜。性能：5~2

6、0µm，暗灰到黑灰色。微孔结构，结合牢固，良好的吸附、润滑、耐蚀性，不粘附熔融金属（锡、铝、锌）及绝缘性。作用：涂料的底层，冷加工时润滑层，金属表面保护层，硅钢片的绝缘处理，压铸模具的防粘处理。特点：设备简单、操作方便、成本低、生产效率高141、磷化膜的形成机理磷化处理是在含锰、铁、锌的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。这些磷酸二氢盐可用M(H2PO4)2表示。处理过程中，生成含锰、铁、锌的一价、二价和三价磷酸盐。一价磷酸盐可溶，二价磷酸盐稍溶，三价磷酸盐不溶解。三价磷酸盐在金属表面沉积即形成磷化膜。

7、15磷化过程中的反应如下：磷化层：Fe3(PO4)2,Mn3(PO4)2,Zn3(PO4)21)磷酸盐发生水解：2)待处理的钢铁零件放入溶液后，铁与磷酸相互作用，铁开始溶解：162、磷化处理工艺（1）高温磷化90~98℃优点：膜层厚、耐蚀性、结合力、耐磨性都较好，磷化速度快缺点：工作温度高、能耗大、溶液蒸发量大，结晶粗细不均（2）中温磷化50~70℃优点：耐蚀性较好、溶液稳定、速度快，生产效率高缺点：溶液成分较复杂，调整麻烦（3）常温磷化15~35℃优点：不需加热，节约能源，成本低、溶液稳定缺点：膜层耐

8、蚀性、结合力差，处理时间长、效率低173、后处理填充后，根据需要在锭子油、防锈油或润滑油中进行封闭。如需涂漆，应在钝化处理干燥后进行，工序间隔不超过24小时。为了提高磷化膜的防护能力，磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理，填充处理的工艺是：重铬酸钾+碳酸钠90~98℃5~10min186.3铝及其合金的氧化处理（一）化学氧化按溶液性质：碱性氧化法、酸性氧化法按膜层性质：氧化物膜、磷酸盐膜铬酸盐膜、铬酸—磷酸盐膜特点：氧化膜较薄（0.5~4µm