第四章_金属的化学处理(化学转化膜).pptVIP

* 铝合金微弧氧化零件 镁合金微弧氧化零件 钛合金微弧氧化零件 * 7、微弧氧化和阳极氧化技术比较 　 微弧氧化 阳极氧化 电压、电流 高压、强流 低压、电流密度小 工艺流程 去油→微弧氧化 碱蚀→酸洗→机械性清理→阳极氧化→封孔 溶液性质 碱性溶液 酸性溶液 工作温度 ＜45℃ 低温 氧化类型 化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化 化学氧化、电化学氧化 氧化膜相结构 晶态氧化物（如α-Al2O3、γ-Al2O3） 无定形相 * 镁合金微弧氧化不同时刻的样品表面状态  * 微弧氧化处理铝合金天然气汽车发动机活塞 * 微弧氧化处理铝合金汽油机气缸内壁（替代电镀铬工艺，彻底解决污染排放问题） * 微弧氧化处理(a)登陆艇铝合金桨叶(b)镁合金吊舱组件 * 微弧氧化处理的镁合金车前体和轮毂（通用汽车） * 8、微弧氧化膜的应用 * 4.5 转化膜技术的发展动向 1. 化学表面处理技术必须与新的涂装技术发展相适应，即开发和研制适合于新型涂料和涂装方式的化学处理剂； 2. 开发研制不产生污染的化学处理剂； 3. 开发研制对金属件无需清理即不形成保护转化膜的化学处理剂； 4. 开发研制能简化工艺，缩短流程的化学处理剂； 5. 开发研制应用于大型构件的化学处理剂； 6. 开发具有更高硬度，更耐磨的转化膜； 7. 开发具有更致密，保护性能更好的转化膜； 8. 开发具有特殊功能的转化膜。 作业 * 1. 铬酸盐处理是一种常用的化学转化膜处理方式，请例举一种使用铬酸盐处理的实例，写出其工艺流程。 2. 解释钢铁高温氧化原理。 * * 将铝、镁合金制品做阳极，不锈钢做阴极，置于脉冲电场环境的电解液中，样品表面因受端电压作用而发生等离子体放电，所产生的高温高压条件使微区的铝、镁原子与溶液中的氧结合生成与基体以冶金方式结合的氧化铝或氧化镁陶瓷层。 * * 含有锰、铁、锌的磷酸二氢盐与磷酸 磷化层：Fe3(PO4)2, Mn3(PO4)2, Zn3(PO4)2 * */46 2、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：膜层耐蚀性、结合力差，处理时间长、效率低 * 3、后处理 填充 重铬酸钾+碳酸钠 90~98℃ 5~10min 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。 * 4.3 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），且多孔、质软，具有较好的吸附性 用途：有机涂层的底层、耐磨性、耐蚀性稍差 * （二）阳极氧化（电化学氧化处理） 特点：厚度5~20μm，有较高硬度、耐蚀性、耐热和绝缘性，多孔，有很好的吸附能力 定义：将铝或铝合金制件浸沉于酸性电解液中，在外电流作用下作为阳极，在制件表面上形成与基体牢固结合的氧化膜层。 * * 1、氧化膜的形成与生长 中等溶解能力的酸性溶液，铅作为阴极，仅起导电作用 阳极反应： 阴极反应： 同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解 氧化膜的生长过程就是其不断生成和不断溶解的过程 * 整个阳极氧化电压—时间曲线大致分三段 第一段ab（A段）：无孔层形成，连续、绝缘，0.01~0.1μm 第二段bc（B段）：多孔层形成，溶解作用开始，最薄处空穴， 电压下降10~15% 第三段cd（C段）：多孔层增厚 * 2、阳极氧化工艺 硫酸阳极氧化 铬酸阳极氧化 草酸阳极氧化 硼酸阳极氧化 * 3、着色处理 1）无机颜料着色 机理：物理吸附，即无机颜料吸附于膜层微孔的表面进行填充 2）有机染料着色 机理：物理吸附、化学吸附与化学反应相结合 3）电解着色 机理：在含有重金属盐的电解液中进行电解 * 4、氧化膜的封闭处理 孔隙率高，吸附性强，易污染 （1）沸水和蒸气封闭法 γ-Al2O3→ 一水化合物 体积增加33% 三水化合物 体积增加100% 原理：较高温度下无水氧化铝的水化作用 * */46 （2）水解盐封闭法 原理：钴盐、镍盐的极稀溶液被氧化膜吸附后，发生水解 Ni(OH)2, Co(OH)2沉