常见表面处理技术介绍
电镀(电沉积)
化学镀阳极氧化(铝, 镁, 钛及它们的合金
化学氧化(铝及其合金,钢铁等等)
电化学及化学转化学铬酸监处理(钢铁上的锌,铬镀层,铝,
镁, 铜)
磷酸监处理(磷化)
热浸镀(常用的有热浸锌, 锡, 铝, 铅)
火焰喷涂
气喷涂
爆炸喷涂
热濆涂电弧喷涂
电濆涂等离子喷涂
高频感应喷涂
橡胶涂层
非金属涂覆塑料涂层
油漆涂层
渗镀
化学气象沉积
扩散涂镀真空镀膜
包镀
达克罗(Dacromet,浸入锌–铝,锌–铝等浆液中,形成涂层,然后烘烤干燥成膜)
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)+H2
3M(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
塑料迭片用化成处理剂
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
1.5磷酸监皮膜构成:
1.6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.
2.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
2.化学氧化
3.1铝的化学氧化
2.1.1分类
纯水氧化法
磷酸监氧化法
铬酸监氧化法
磷酸监- 铬酸监氧化法
碱性氧化法
酸性氧化法,可得到透明膜层
2.2.2后处理
有填充处理,钝化处理,喷涂处理等后处理以提高耐蚀性.
3.2钢铁的化学氧化
因为得到膜层由呈现蓝黑色的四氧化三铁组成,所以又叫发蓝.发蓝膜薄,通常为0.6-1.5微米,因而耐蚀必差.但是由于其有很好的吸附性,经过填充处理的发蓝膜有较好的耐蚀性.如早期的枪炮管大多使用化学氧化后涂油,乌黑的油高外表.发蓝膜薄,不影响零件的装配尺寸;对表面光洁度高或抛光的精密件,发蓝后表面既亮又黑,具有防护和装饰的变重效果.因此发蓝膜在精密仪器,光学仪器以及机械制造上
