【正文】 95℃ ～ 100℃ ? pH值 ～ 6 ? 時(shí)間 10～ 30min 2)蒸汽封閉 蒸汽封閉要比熱水封閉效果好，但成本較高。反應(yīng)式為： Al2O3 Al2O3因此，經(jīng)陽極氧化后的皮膜無論著色與否，均需進(jìn)行封閉處理，以提高氧化膜的抗蝕、絕緣和耐磨性能，以減弱對(duì)雜質(zhì)或油污的吸附。 其他方法：高效陽極氧化、寬溫度范圍陽極氧化、光亮陽極氧化和磷酸陽極氧化等。膜具有吸附力，能染色，色澤美觀，有良好的裝飾效果。 2)混合酸硬質(zhì)陽極氧化工藝特點(diǎn) 混合酸硬質(zhì)陽極氧化是在硫酸或草酸溶液的基礎(chǔ)上，加入一定量的有機(jī)酸或少量無機(jī)鹽，如丙二酸、乳酸、蘋果酸、甘油、酒石酸、硼酸、硫酸錳等。下面分別作簡單介紹。 因此，在國防工業(yè)和各種機(jī)械制造工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用，其中主要用于要求耐磨、耐熱、絕緣的鋁合金零件上，如活塞、汽缸、軸承、飛機(jī)貨輪的地板、滾棒、導(dǎo)軌等。 c．硬質(zhì)陽極氧化 硬質(zhì)陽極氧化是一種厚層陽極氧化工藝，氧化膜最大厚度可達(dá) 250～ 300μ m，鍍層硬度很高，在鋁合金上纖維硬度 (HV)可達(dá) 2452～ 4903MPa，而在純鋁上可達(dá) 11768～ 14710MPa，且其內(nèi)層硬度大于外層。其耐磨性不如硫酸陽極氧化膜，但在同樣厚度條件下，它的抗蝕能力比不經(jīng)封閉處理的硫酸陽極氧化膜高。除不適合松孔度大的鑄件、點(diǎn)焊件和鉚接組合件外，對(duì)其他鋁合金都適用。 下面介紹幾種陽極氧化的工藝特點(diǎn)。這是因?yàn)殛枠O氧化膜的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于純鋁。鋁及鋁合金的陽極氧化膜為多孔結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附能力，所以給孔內(nèi)填充各種顏料、潤滑劑、樹脂等進(jìn)一步提高鋁制品的防護(hù)、絕緣、耐磨和裝飾性能。經(jīng)測(cè)試，純鋁的陽極氧化膜比鋁合金的陽極氧化膜耐蝕性好。通常它的硬度大小與鋁合金的成分、電解液組成及陽極氧化時(shí)的工藝條件有關(guān)。所以，除有特殊用途外，很少單獨(dú)使用。 167。 金屬表面處理 主要包括 鋁及鋁合金的氧化、鋼鐵的氧化和磷化以及不銹鋼的鈍化 等三部分。但因?yàn)樗嗫浊揖哂休^好的吸附能力，在其表面再涂漆，可以有效地提高鋁及鋁合金制品的耐蝕性和裝飾性。陽極氧化膜不僅硬度高，而且具有較好的耐磨性，尤其是表面層多孔的氧化膜具有吸附潤滑劑的能力，可進(jìn)一步改善表面的潤滑性能。這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，使得氧化膜不連續(xù)或產(chǎn)生空隙，從而導(dǎo)致氧化膜耐蝕性降低。 (4)有很好的絕緣性能 。陽極氧化膜可耐l773K，而純鋁只能耐 933K。 a．硫酸陽極氧化 硫酸陽極氧化工藝獲得的鋁氧化膜外觀呈無色透明狀，厚度約為 5～ 20μm，硬度較高，孔隙較多 (一般孔隙率在 10%～ 15%)，吸附力強(qiáng)，有利于染色。 該工藝的缺點(diǎn) ：氧化過程中產(chǎn)生大量的熱，槽溫升高太快，生產(chǎn)時(shí)需要降溫裝置。鉻酸陽極氧化可以用來檢查鋁及鋁合金材料的晶粒度、纖維方向、表面裂紋等冶金缺陷。因膜層有孔隙，可吸附各種潤滑劑，增加了減磨能力。其缺點(diǎn)是當(dāng)膜厚度大時(shí)，對(duì)鋁合金的疲勞強(qiáng)度有影響。 1)硫酸硬質(zhì)陽極氧化工藝特點(diǎn) 硫酸硬質(zhì)陽極氧化工藝具有溶液成分簡單、穩(wěn)定、操作方便、成本低、能用于多種鋁材等優(yōu)點(diǎn)，它與普通硫酸陽極氧化基本相同。這樣就可以在常溫獲得較厚的硬質(zhì)陽極氧化膜，而且氧化膜質(zhì)量有所提高。可用于各種儀表及電子儀器零件表面的防護(hù)和日用品、食品用具的表面精飾。 6．染色或著色 鋁及鋁合金經(jīng)氧化后，往往要經(jīng)過染色或著色，以得到色彩鮮艷，耐光、耐候性好的精飾表面，在輕工業(yè)、建筑業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 氧化膜封閉的方法很多，常用方法有：熱水封閉法、蒸汽封閉法和鹽溶液封閉法，另外還有石蠟、油類和樹脂封閉法等 。H 2O H20加熱 熱水封閉宜采用蒸餾水或去離子水，而不用自來水，主要為了防止水垢吸附在氧化膜中，使皮膜透明度下降。一般適用于封閉要求高的裝飾性零件，蒸汽封閉還可以防止某些染料在水封閉中的流色現(xiàn)象，而且利用水蒸氣壓力對(duì)氧化膜的壓縮作用，可提高膜層的致密程度。 零件在封閉前需用冷水清洗干凈，避免將硫酸帶入封閉槽，破壞膜層的色澤。當(dāng)硅酸根大于 b．水解鹽類封閉 在某些金屬鹽溶液中，利用金屬鹽被氧化膜吸附后發(fā)生水解反應(yīng)，生成的氫氧化物沉淀填充在孔隙內(nèi)，達(dá)到封孔目的。 氧化后的零件表面生成一層厚度為 ～ 的氧化膜，氧化處理時(shí)不析氫，因此不會(huì)產(chǎn)生氫脆，對(duì)零件尺寸和精度無顯著影響。 鋼鐵的氧化處理廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、電子設(shè)備、精密光學(xué)儀器、彈簧和兵器等的防護(hù)裝飾方面，但使用過程中應(yīng)定期擦油。 2號(hào)溶液含有磷酸三鈉，當(dāng)溶液中鐵含量增加時(shí)可起有益作用，利于提高氧化膜性能。 2．鋼鐵的磷化 鋼鐵在某些酸式磷酸鹽 (如鋅、錳、鐵、鈣等 )為主的溶液中處理，使其表面上沉積形成一層不溶解于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過程稱為鋼鐵的磷化。m1表示 )。m2)三種。mm2)在磷化處理后必須進(jìn)行除氫處理 (溫度 130℃ ～ 230℃ ，時(shí)間 1～ 4h)。m2)+ 防銹油 550h ? 鋼鐵工件 +硫酸磷酸鋅膜 (40g 磷化膜重量 1～ 5g (2)冷加工潤滑用磷化膜 采用鋅系磷化膜有助于冷加工成型，單位面積的膜層重量依據(jù)使用目的而定。m2；非減壁深沖成型，磷化膜重量為 4～ 10g對(duì)具有較小動(dòng)配合間隙工件，磷化膜重量一般為 l～ 3g 一般鋼鐵工件的磷化處理流程如下： 化學(xué)除油 →熱水洗 →冷水洗 →酸洗 →冷水洗 →磷化處理 →冷水洗 →磷化后處理 →冷水洗 →去離子水洗 →干燥。為使磷化膜結(jié)晶化致密，在磷化處理前可增加表面調(diào)整工序，一般用鈦鹽溶液作為調(diào)整劑。 1．預(yù)處理 電鍍前，金屬表面要經(jīng)過預(yù)處理，預(yù)處理包括研磨、拋光 (機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光 )、除油、除銹等過程。在上述各方法中同時(shí)使用超聲波時(shí)，可大大提高除油速度和效果。電化學(xué)除油是在堿性電解液中，金屬工件在直流電的作用下，產(chǎn)生極化作用，使金屬 溶液間的表面張力降低，溶液易于潤濕并滲入油膜下的工件表面。機(jī)械法除銹是對(duì)工件表面進(jìn)行噴砂、研磨、滾光或擦光等機(jī)械處理，在制件表面得到整平的同時(shí)除去表面的銹層。 對(duì)一般金屬制品多用酸浸蝕法除銹，對(duì)兩性金屬可以用堿性溶液浸蝕除銹。 ? 對(duì)于表面油污不嚴(yán)重的工件，其預(yù)處理過程的除油和除銹步驟可以合并進(jìn)行聯(lián)合處理，即將工件在含有乳化劑的浸蝕液中處理，以簡化工藝，減少設(shè)備及化工原料數(shù)量。 ? 其目的是除去金屬表面上的極薄氧化膜，使得金屬表面活化以保證鍍層與基體金屬的牢固結(jié)合。dm2的電流密度下進(jìn)行陽極處理，將氧化膜溶解除去。 弱浸蝕總是在工件經(jīng)過徹底除油和強(qiáng)浸蝕后才進(jìn)行，如果弱浸蝕液就是電鍍液成分之一或它被帶入不污染鍍液時(shí)，工件弱浸蝕后最好直接進(jìn)入鍍槽，以保證活化效果。 可以用來獲得鍍銅層的鍍液很多，按其組成可以分為劇毒性的氰化物和非氰化物體系兩大類。銅陽極溶解釋放出離子補(bǔ)充體系銅離子的損耗。為了防止銅陽極在通電溶解過程中不溶物進(jìn)入鍍液，可用滌綸布袋或陽極框包圍，以減少鍍層粗糙和毛刺的產(chǎn)生。L1的 30%的雙氧水，攪拌 30min，然后加入l～ 2g (2)焦磷酸鹽鍍銅液 焦磷酸鹽鍍銅是國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的工藝之一，它的主要特點(diǎn)是鍍液比較穩(wěn)定，容易控制，電流效率較高，均鍍能力和深鍍能力強(qiáng)，鍍層結(jié)晶細(xì)密，并能夠獲得較厚的鍍層，只是鍍液的成本偏高。硝酸鹽可以提高電流密度的上限，減少針孔，降低鍍液的操作溫度，提高分散能力等，但都明顯降低電流效率。在電鍍時(shí)，陰陽極面積之比一般為 1:2。塑料經(jīng)過處理后也能鍍鎳，使其金屬化，既輕巧又美觀。 厚的鎳鍍層具有很好的耐磨性，可以作為耐磨鍍層，尤其是近年發(fā)展了復(fù)合電鍍，以鎳為主體金屬，以金剛石、碳化硅、三氧化二鋁等粒子作為分散顆粒，可以沉積出夾帶耐磨微粒的復(fù)合鍍層，硬度比通常鎳鍍層高，耐磨性更好。 半光亮鍍鎳與光亮鍍鎳主要用作防護(hù)裝飾性鍍鎳，而且常組成雙鎳層或三鎳層，以得到較高的抗蝕性。L1 氯化鎳 (NiCl2硫酸鎳是鍍鎳溶液的鎳離子主要來源。 鍍鎳光亮劑分為兩類。 (2)鍍鎳磷合金 鎳磷合金是一種單相均一的非晶態(tài)合金，它不存在晶界、位錯(cuò)等基體缺陷，因此不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象，耐點(diǎn)蝕性能也好于晶態(tài)合金。當(dāng)鍍層含磷量大于 8%時(shí)，鍍層變?yōu)榉谴判浴Ｓ脕喠姿釙r(shí)，鍍液的穩(wěn)定性高，成本低，鍍層中含磷量容易控制。 表 5— 5 鎳磷合金鍍液的組成和工藝條件 * 絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑由武漢大學(xué)電化學(xué)教研室研制。 ? ④將濕潤劑或糖精分別用熱水溶解后，在攪拌條件下慢慢倒入鍍槽。它既可以降低電解槽電壓，又可以減少環(huán)境污染，推動(dòng)清潔的二次能源 —— 氫能的實(shí)現(xiàn)，也可以用在電解海水制氯防污系統(tǒng)，代替目前使用的 Ni或 Ti網(wǎng)。 鋼鐵零件一般防護(hù)性鍍鉻的主要工藝流程有兩種： (1)CuNiCr 化學(xué)除油 → 水洗 → 陽極電解除油 → 水洗 → 閃鍍氰化銅 → 水洗 → 光亮鍍銅 → 水洗 → 光亮鍍鎳 → 水洗 → 鍍鉻 → 水洗 → 干燥 水洗 → 周期換向氰化鍍銅 → 水洗 → 光亮鍍鎳 → 水洗 → 鍍鉻 → 水洗 → 干燥。另外鋅有較鐵 (－ )負(fù)的電位 (－ )，因此形成 FeZn原電池時(shí)，鋅為陽極，它本身會(huì)溶解而使鋼鐵基體得到保護(hù)。彩虹色鈍化膜的抗蝕性比無色鈍化膜高五倍以上。 (2)鍍鋅合金 鋅基合金具有優(yōu)良的耐蝕性能，通過電鍍的方法可以得到鋅和其他很多金屬的二元合金或三元合金。日本一公司開發(fā)的光亮 ZnNi合金電鍍工藝，據(jù)稱 2～ 3μm的鍍層可以耐鹽霧 200h。 表 56 鋅鎳合金鍍液的組成和工藝條件 ? 其中應(yīng)用最廣的是氯化物型，其次是硫酸鹽型。鎘的標(biāo)準(zhǔn)電極電位－ 0． 4V，比鐵 (－ 0． 44V)稍高，在通常條件下，鎘鍍層對(duì)鋼鐵基體是陰極性鍍層。 鎘鈦鍍層可以防止高強(qiáng)度零件電鍍后造成的氫脆斷裂，同時(shí)又具有較好的耐蝕性，常用在宇航、國防工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)件上。 目前常用的熱浸鍍層有熱浸鍍鋅、鋁、 Galvalume鋅鋁合金 (55%Al， %Zn， %Si)及 Galfan鋅鋁合金 (5%Al，%稀土，余量 Zn)鍍層。 熱浸鍍鋅時(shí)，一般認(rèn)為過程是按以下步驟進(jìn)行： (1)鋼鐵基體進(jìn)入鋅液，由于其表面溫度較低，在表面凝結(jié)一層鋅殼。在鍍層沒有破壞的情況下，它和其他隔離性防護(hù)層一樣，可以起到隔離作用。 根據(jù)熱源的不同，可以將熱噴涂分為以氧 乙炔焰加熱的火焰熱噴涂、以等離子焰流加熱的等離子熱噴涂、以電弧加熱的電弧熱噴涂和以爆炸波為熱源的爆炸熱噴涂四種。 一般采用噴砂工藝進(jìn)行表面預(yù)處理，所用砂石應(yīng)為干燥、無泥土的石英砂或銅礦砂，粒度