金属的化学处理(化学转化膜)

铝及铝合金的化学转化膜处理
铝及铝合金的化学转化膜处理是一种表面处理技术，主要通过化学反应在铝及铝合金表面形成一层转化膜。

这层膜的外观和性质类似于金属的氧化物或氢氧化物，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能，如绝缘性、导热性、美观性等。

化学转化膜处理的过程通常包括以下几个步骤：
前处理：这一步主要是清洁金属表面，去除油污、锈迹、杂质等，以保证转化膜的附着力和均匀性。

常用的清洁方法有机械法、化学法和电化学法等。

转化处理：在清洁的金属表面放入特定的化学溶液中，通过化学反应在表面形成一层转化膜。

这个过程通常需要一定的温度和时间，以促进化学反应的进行。

后处理：转化处理完成后，需要对金属表面进行清洗和干燥，以保证转化膜的质量和稳定性。

铝及铝合金的化学转化膜处理有多种类型，其中最为常见的是阳极氧化和化学氧化。

阳极氧化是一种通过外加电流使铝或铝合金表面的氧化膜增厚的方法，生成的氧化膜厚度可达数十至数百微米。

化学氧化则是通过化学反应在铝或铝合金表面形成一层氧化膜，通常生成的氧化膜较薄，约为0.5至4微米。

总之，铝及铝合金的化学转化膜处理是一种有效的表面处理技术，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能。

这种处理方法广泛应用于航空、汽车、建筑、家电等领域。

锌合金发黑处理
锌合金的发黑处理是指为了使其颜色更加美观，更加坚固、防锈而进行的化学处理。

具体步骤如下：
1.清洗：清洗应用强有力的清洗溶液，常用清洗剂如浓氨水或热碱溶液。

清洗后，用水冲洗彻底，干燥。

2.化学表面处理：将锌合金件浸泡在氯化铵、硝酸铵等卤化物和氧化剂的溶液中，在一定时间内进行化学间接清洗、除锌和表面氧化等处理。

3.转化膜处理：让锌合金浸泡在化学转化液中，例如硫酸钠、氯化钠等，反应约10分钟，形成一层稳定的转化膜。

这样，就可以在锌合金表面形成一层防锈和保护层。

4.冷、热水冲洗：可以去除转化液残留物并稀释转化液的余部。

5.干燥：将锌合金进行烘干处理，完成后就可以达到防锈和美化锌合金表面的效果。

化学转化膜
化学转化膜是金属（包括镀层金属）表层原子与介质中的阴离子发生反应，在金属表面生成附着力良好的隔离层，这层化合物隔离层称为化学转化膜。

转化膜的形成既可以是金属—介质之间的纯化学反应，也可以是电化学反应。

化学转化膜具有防护性、装饰性、导电性、抗蚀性、减磨性、密封性等功能，它的防护性能和装饰性能已被广大用户所认识。

随着科技的发展，对材料表面性能的要求越来越高，对表面防护层的性能要求也越来越高。

化学转化膜由于其优异的性能，越来越受到人们的重视。

不锈钢磷化处理的作用
一、什么是磷化？
磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。

磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

二、磷化处理的作用？
磷化处理工艺主要用在金属表面，目的也是为金属表面提供一层保护膜，让金属与空气隔绝，防止其被腐蚀；还会用于一些产品涂漆之前的打底，有了这层磷化膜能够提高漆层的附着力和防腐蚀能力，提高装饰性让金属表面看起来更漂亮，并且还能够在部分金属冷加工过程中起到润滑的作用。

经过磷化处理后能让工件在很长时间内不会氧化生锈，所以磷化处理的应用非常广泛，也是常用的一种金属表面处理工艺，在汽车，船舶，机械制造等行业中应用越来越多。

另外磷化膜除了和基体有很好的结合性，它与油漆涂层有良好的结合力，这就是说磷化后再喷漆，漆膜不容易脱落。

DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.23.008 AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能王向荣（上海市普陀区绥德路789号，上海200331）摘要：采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液，在AZ91D镁合金表面制备了无铬化学转化膜。

用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分，通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性，采用划格试验检测转化膜的结合力，考察了不同pH的化学转化溶液在0 °C和40 °C条件下的稳定性。

结果表明，所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛，其耐蚀性和结合力良好，最佳的pH范围是5.5 ~ 6.5。

关键词：铸造镁合金；无铬化学转化膜；耐蚀性；结合力中图分类号：TG178 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2020) 23 – 1643 – 05 Properties of chromium-free conversion coating on AZ91D magnesium alloy // WANG XiangrongAbstract: A chromium-free chemical conversion coating was prepared on the surface of AZ91D magnesium alloy in a solution composed of titanium salt, inorganic acid, and organic acid. The morphology and composition of the conversion coating were studied by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron microscope. The corrosion resistance of the conversion coating was evaluated by polarization curve measurement and salt spray tests. The adhesion strength of the conversion coating was examined by cross-cut test. The stability of the chemical conversion solution with different pHs at 0 °C and 40 °C was investigated. The results showed that the main elements of the gray-white chemical conversion coating are Al, Mg, and Ti. The corrosion resistance and adhesion strength of the coating are good. The optimal pH range of the chemical conversion solution is 5.5 to 6.5.Keywords: die-cast magnesium alloy; chromium-free chemical conversion coating; corrosion resistance; adhesion Author’s address: No.789 Suide Road, Putuo District, Shanghai 200331, China由于镁在地球上的含量丰富，而且镁在工程金属中最显著的特点是质量轻，还具有比强度高、比刚度高、减震性能好、抗辐射能力强等一系列优点，因此开发利用镁合金产品是当今世界发展的潮流。

铝合金表面处理的方法及应用对铝及其合金进行表面处理产生的氧化膜具有装饰效果、防护性能和特殊功能,可以改善铝及其合金导电、导热、耐磨、耐腐蚀以及光学性能等。

因此,国内外研究人员运用各种方法对其进行表面处理,以提高它的综合性能,并取得了很大进展。

目前,铝及其合金材料已广泛地应用于建筑、航空和军事等领域中。

本文分类论述了铝及其合金材料表面处理的主要方法。

1·化学转化膜处理金属表面处理工业中的化学转化处理时使金属与特定的腐蚀液接触，在一定条件下，金属表面的外层原子核腐蚀液中的离子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腐蚀生成物膜层。

换言之，化学转化处理是一种通过除去金属表面自然形成的氧化膜而在其表面代之以一层防腐性能更好、与有机涂层结合力更佳的新的氧化膜或其他化合物的技术。

1.1阳极氧化法铝的阳极氧化法是把铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,施加阳极电压进行电解,在铝的表面形成一层致密的Al2O3膜,该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。

阳极氧化时,氧化膜的形成过程包括膜的电化学生成和膜的化学溶解两个同时进行的过程。

当成膜速度大于溶解速度时,膜才得以形成和成长。

通过降低膜的溶解速度,可以提高膜的致密度。

氧化膜的性能是由膜孔的致密度决定的。

1.1.1硬质阳极氧化铝的硬质阳极氧化是在铝进行阳极氧化时,通过适当的方法,降低膜的溶解速度,获得更厚、更致密的氧化膜。

常规的方法是低温(一般为0℃左右)和低硫酸浓度(如<10%H2SO4)的条件下进行,生产过程存在能耗大、成本高的缺点。

改善硬质阳极氧化膜的另一种方法是改变电源的电流波形。

氧化膜的电阻很大,氧化过程中产生大量的热量,因此,传统直流氧化电流不宜过大,运用脉冲电流或脉冲电流与直流电流相叠加,可以极大地降低阳极氧化所需要的电压,并且可使用更高的电流密度,同时还可以通过调节占空比和峰值电压,来提高膜的生长速度,改善膜的生成质量,获得性能优良的氧化膜。

化學轉化膜承認：檢印：作成：化學轉化膜是金屬表面物質參與化學或電化學反應所形成的膜層，它有良好的附著性。

常用的化學轉化膜有：磷化膜、氧化膜、陽極膜、鈍化膜。

一、磷化膜（發黑）磷酸鹽膜，也稱為磷化膜。

鋼鐵以磷酸鹽處理的成膜過程，即磷化，俗稱發黑.磷化膜為多孔的晶體結構,有磷酸鋅型膜和磷酸錳型膜，磷化處理方法有浸液法和噴液法。

鋼鐵磷化處理的工藝流程①①表中“+”表示需要，“－”表示不需要，“±”表示視情況可要可不要。

②封閉處理在70~90℃的重鉻酸鉀溶液（50~80 g/l）中進行，處理時間為10~15 min。

③據處理目的決定，可用油漆、油料或潤滑劑。

塗油或塗漆，應在磷化後24 h內進行。

④經噴砂後形成的磷化膜質量最佳，但磷化需在噴砂後6 h內進行。

二、氧化膜（發藍）氧化物膜，也稱氧化膜。

鋼鐵經氧化處理的成膜過程俗稱發藍。

發藍膜是一種磷性氧化物，通常膜厚約0.5~1.5 μm，抗蝕性較差，不宜用於戶外，但塗覆油，蠟劃清漆後，防護性及摩擦性能均可改善。

鋼鐵的發藍採用在沸騰的濃溶液中浸漬處理，分單槽、雙槽兩種不同方法。

三、陽極膜陽極氧化膜，也稱陽極膜。

鋁和鋁合金經氧化處理的成膜過程，稱為陽極化。

它是在電解液中以鋁零件為陽極經電解形成的。

普通陽極氧化膜（軟膜）用於防護、裝飾、電絕緣、防接觸腐蝕和無損探傷等。

鋁和鋁合金陽極氧化用的溶液組成和特點四、鈍化膜鉻酸鹽膜，也稱鈍化膜。

銅和銅合金在鉻酸或重鉻酸酸鹽溶液中的處理進程，俗稱鈍化。

鈍化膜很薄，具有防護性，可防止表面因硫化物作用而發暗。

鈍化溶液配方和工作條件是：重氧酸鈉Na2Cr2P7·2H2O 100~150 g/l硫酸（1.83）5~10 g/l氯化鈉4~7 g/l溫度室溫時間3~8 s。

化学转化膜技术化学转化膜技术啊，就像是一场微观世界里的魔法秀。

你想啊，那些金属材料原本就像一个个质朴的小村姑或者憨厚的小农夫，普普通通地在那待着。

然后化学转化膜技术一来，就像是仙女挥动了魔法棒，或者魔法师念动了咒语。

这技术就像是给金属穿上了一层超级酷炫的铠甲。

这铠甲可不是那种又笨又重的铁疙瘩，而是像蜘蛛侠的战衣一样，既轻薄又超级厉害。

比如说，铝制品，本来就像个软弱的小书生，在空气中很容易就被欺负得锈迹斑斑。

但有了化学转化膜，就像是有了金钟罩铁布衫，立马变得坚强无比，能在各种恶劣环境下潇洒地说“我不怕”。

化学转化膜的形成过程呢，就像是一场微观粒子的狂欢派对。

那些化学物质就像一群调皮的小精灵，在金属表面上蹦蹦跳跳，你拉我扯的，然后就构建出了一层神奇的膜。

这膜薄得呀，就像一层薄纱，但是它的作用可一点都不小。

就好比一个超级小的蚂蚁，却能举起比自己重好多倍的东西一样，这薄纱般的膜能给金属带来巨大的改变。

而且啊，化学转化膜技术就像一个神奇的化妆师。

它能把金属表面变得五颜六色的，就像给金属化了妆一样。

有的时候是漂亮的蓝色，就像深邃的海洋；有的时候是迷人的金色，仿佛是被阳光照耀的沙滩。

这可比那些普通的金属颜色有趣多了，让金属从一个“土包子”变成了时尚的弄潮儿。

在工业领域，化学转化膜技术那就是个超级英雄。

它拯救那些容易被腐蚀的金属设备，就像超人拯救世界一样。

如果没有它，那些金属设备就像是没有伞的孩子，在酸雨、盐水这些“暴风雨”中瑟瑟发抖。

有了化学转化膜，就像躲进了温暖的小房子里，安心得很。

要是把金属比作一个个士兵，化学转化膜技术就是给士兵们配备的秘密武器。

这个武器虽然看不见摸不着，但是在对抗腐蚀、磨损这些“敌人”的时候，那可是相当厉害。

就像孙悟空的七十二变一样，总能让金属在各种复杂的环境中应对自如。

有时候我就想啊，化学转化膜技术是不是从外太空来的魔法呢？它对金属的改变就像是把一块普通的石头变成了闪闪发光的宝石。

而且这个魔法还特别环保，就像大自然的精灵在施展善意的法术，不会对环境造成破坏。

镁、铝化学转化膜技术摘要：金属表面化学转化膜是金属防腐的关键，综述了当前金属表面化学转化膜的研究进展和工业现状。

从传统磷化和新型硅烷化，锆盐陶化技术的原理，工艺特点，存在问题等对金属表面化学转化膜技术进行比较分析。

关键词：镁合金铝合金化学转化膜腐蚀1 引言金属腐蚀带来损失巨大，有机涂层是最常用的金属防腐手段。

然而，有机涂层大多是一些高聚物，与金属的相容性较差，致使涂层与金属的粘接强度差，从而使得有机涂层起不到理想的防腐作用。

此外，金属表面的有机物也会影响涂层的粘结性。

因此，对金属基体进行表面处理"又称涂装前处理；以增加金属与涂层间粘结力是金属工件涂装工艺中至关重要的一步。

涂装前处理目的是提高金属表面的清洁度和浸润性。

涂装前处理技术经历了从简单的手工前处理到机械前处理和化学前处理，酸洗、磷化、铬酸盐钝化、无磷涂装前处理新工艺等；不断完善的发展历程。

化学前处理法通常是在金属表面形成一层化学转化膜，该转化膜既有一定的防腐能力，可以避免零件在涂覆涂层前短暂的时间内返锈，又可以增加零件表面的粗糙度，增加涂层与基底的结合力。

研究表明，化学转化膜在金属表面的成膜机制及膜层结构是决定粘结性能的关键。

磷化是目前工业上应用极广的一种化学转化膜技术，但由于这种技术存在高污染、高排放、高能耗而面临严峻挑战。

新型环保型无磷转化膜技术正是在这种背景下诞生[1]。

2 镁合金表面化学转化处理方法化学转化处理是目前镁合金常用的表面处理工艺之一。

通过化学或电化学处理方法，可以在镁合金表面形成一层由氧化物、铬化物、磷化物或其他一些化合物组成的具有良好附着力的难溶膜层。

目前用于镁合金的化学转化工艺主要有铬酸盐工艺、磷酸盐/高锰酸盐工艺、锡酸盐工艺以及稀土盐工艺和植酸转化膜工艺等[1]。

2.1 铬酸盐转化膜铬酸盐转化技术是目前化学转化工艺技术最为成熟的一种。

道(Dow)化学公司开发的铬酸盐转化技术最具代表性(见表1)。

高瑾等采用Dowl方法在镁合金表面制备的铬化膜形貌具有显微网状裂纹，膜层主要组成为 MgO·Cr2O3、CrO3及MgCrO4。