转化膜与着色技术幻灯片.ppt
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1、转化膜与着色技术第1页,共34页,编辑于2022年,星期三教学目的和要求教学目的和要求 学习磷化、化学氧化、电化学氧化等转化膜技学习磷化、化学氧化、电化学氧化等转化膜技术的基本原理,重要转化膜的基本特性及用途。术的基本原理,重要转化膜的基本特性及用途。重点:铝合金阳极氧化。重点:铝合金阳极氧化。第2页,共34页,编辑于2022年,星期三前言前言n表面转化膜与着色技术是材料表面工程技术中的重要分支之一,具有长久的历表面转化膜与着色技术是材料表面工程技术中的重要分支之一,具有长久的历史,应用非常广泛。史,应用非常广泛。n表面转化膜与着色技术的主要用途:表面转化膜与着色技术的主要用途:防护防护 提高
2、基体与涂层间的结合力提高基体与涂层间的结合力 表面装饰性表面装饰性 表面特殊性能表面特殊性能第3页,共34页,编辑于2022年,星期三8.1 转化膜的基本特性及用途转化膜的基本特性及用途1、转化膜的形成方法、转化膜的形成方法n定义:定义:通过化学或电化学方法,使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观通过化学或电化学方法,使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观(形形状及几何尺寸状及几何尺寸)的一类技术。的一类技术。n形成方法:形成方法:将金属工件浸渍于处理溶液中,通过化学或电化学反应,使被处理金属表面发将金属工件浸渍于处理溶液中,通过化学或电化学反应,使被处理金属表面发生溶解并
3、与处理溶液发生反应,在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。生溶解并与处理溶液发生反应,在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。n重要技术特征:重要技术特征:基体金属发生溶解、参与反应基体金属发生溶解、参与反应 形成难溶的化合物膜层形成难溶的化合物膜层 不改变金属外观(外形)不改变金属外观(外形)第4页,共34页,编辑于2022年,星期三2、转化膜的性质和用途、转化膜的性质和用途 (1)用于防护和装饰转用于防护和装饰转 (2)提高涂膜与基体的结合力提高涂膜与基体的结合力 (3)耐磨减摩耐磨减摩 (4)适用于冷成形加工适用于冷成形加工 (5)电绝缘性电绝缘性第5页,共34页,编辑于2022年,星期三
4、3、转化膜技术的分类、转化膜技术的分类n按形成机理:按形成机理:化学转化膜化学转化膜-磷化膜、铬酸盐钝化膜、草酸盐膜、化学氧化膜磷化膜、铬酸盐钝化膜、草酸盐膜、化学氧化膜 电化学转化电化学转化-阳极氧化膜阳极氧化膜n按成分:按成分:氧化膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、草酸盐膜氧化膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、草酸盐膜n按用途:按用途:功能性膜:耐磨、减摩、润滑、电绝缘、冷成形加工、涂层基底等功能性膜:耐磨、减摩、润滑、电绝缘、冷成形加工、涂层基底等 防护性、装饰性膜防护性、装饰性膜第6页,共34页,编辑于2022年,星期三8.2 磷化磷化n磷化膜是由金属表面与稀磷酸及磷酸盐溶液接触而形成的。磷化膜是由金属表
5、面与稀磷酸及磷酸盐溶液接触而形成的。n磷化膜可在很多金属表面上形成,磷化膜可在很多金属表面上形成,而以钢铁磷化处理应用最广而以钢铁磷化处理应用最广。n钢铁磷化膜分类:钢铁磷化膜分类:按厚度:厚膜、薄膜按厚度:厚膜、薄膜 按磷化膜的形成方式:假转化型磷化、转化型磷化按磷化膜的形成方式:假转化型磷化、转化型磷化 按处理溶液成分:锰系、锌系、锌一锰系、锌一钙系磷化按处理溶液成分:锰系、锌系、锌一锰系、锌一钙系磷化 按处理温度:高温、中温、低温和常温按处理温度:高温、中温、低温和常温(室温室温)磷化等。磷化等。第7页,共34页,编辑于2022年,星期三一、钢铁磷化膜形成基本原理一、钢铁磷化膜形成基本原
6、理1、磷化膜的形成、磷化膜的形成n一般是在磷酸盐溶液中进行。一般是在磷酸盐溶液中进行。第8页,共34页,编辑于2022年,星期三反应过程反应过程(假转化型磷化假转化型磷化):第一阶段:第一阶段:第二阶段:第二阶段:主要过程:主要过程:第9页,共34页,编辑于2022年,星期三n假转化型磷化:假转化型磷化:磷化膜的金属离子主要由溶液提供。磷化膜的金属离子主要由溶液提供。n转化型磷化:转化型磷化:(铁系磷化铁系磷化)磷化膜的金属离子主要由基体磷化膜的金属离子主要由基体转化转化提供。提供。第10页,共34页,编辑于2022年,星期三2、成膜过程及加速作用、成膜过程及加速作用n影响成膜的因素:影响成膜
7、的因素:温度温度 表面粗糙度表面粗糙度 溶液成分溶液成分 搅拌搅拌n加速作用:加速作用:加入氧化剂加入氧化剂 加入电位比铁高的金属离子加入电位比铁高的金属离子 超声波超声波第11页,共34页,编辑于2022年,星期三二、钢铁磷化工艺二、钢铁磷化工艺1、预处理、预处理n表面调整表面调整(表调表调):机械方法机械方法 化学方法化学方法(钛盐活化钛盐活化)第12页,共34页,编辑于2022年,星期三2、磷化、磷化(1)厚膜磷化厚膜磷化n(通常)较长时间高温磷化(通常)较长时间高温磷化n用途:用途:防护防护 冷作、耐磨、润滑、电绝缘冷作、耐磨、润滑、电绝缘第13页,共34页,编辑于2022年,星期三(
8、2)薄膜磷化薄膜磷化n处理时间较短处理时间较短n用途:用途:涂装底层涂装底层(3)转化型磷化转化型磷化第14页,共34页,编辑于2022年,星期三3、磷化膜的结构、磷化膜的结构n无定型、结晶型无定型、结晶型n多层结构,但无明显界面(结合力良好)多层结构,但无明显界面(结合力良好)n多孔结构多孔结构 第15页,共34页,编辑于2022年,星期三4、磷化膜的性质、磷化膜的性质磷化膜一般需配合其他表面处理技术。磷化膜一般需配合其他表面处理技术。第16页,共34页,编辑于2022年,星期三8.4 化学氧化化学氧化n特点:特点:成本低,设备简单,处理方便,使用范围广泛。成本低,设备简单,处理方便,使用范
9、围广泛。n适用范围:适用范围:铝、铜、钢铁、锌、锡、镉等金属及其合金。铝、铜、钢铁、锌、锡、镉等金属及其合金。n目的:目的:获得不同性能、不同颜色的氧化膜。获得不同性能、不同颜色的氧化膜。第17页,共34页,编辑于2022年,星期三一、钢铁的化学氧化一、钢铁的化学氧化n俗称发蓝处理,发黑处理俗称发蓝处理,发黑处理n膜的主要成分为膜的主要成分为Fe304n氧化膜防护性能较差,需通过用肥皂或重铬酸钾溶液处理,或者进行氧化膜防护性能较差,需通过用肥皂或重铬酸钾溶液处理,或者进行涂油涂油处处理。理。n常用于机械零件、精密仪器与仪表、武器和日用品的防护与装饰。常用于机械零件、精密仪器与仪表、武器和日用品
10、的防护与装饰。n氧化在碱性溶液中进行,氧化后没有氢脆影响。氧化在碱性溶液中进行,氧化后没有氢脆影响。第18页,共34页,编辑于2022年,星期三n碱性氧化法:常用强碱溶液。碱性氧化法:常用强碱溶液。第19页,共34页,编辑于2022年,星期三n为了得到较厚和耐蚀性较好的膜层,常使用两种溶液对制件进行两次氧为了得到较厚和耐蚀性较好的膜层,常使用两种溶液对制件进行两次氧化。第一槽主要是形成晶核,第二槽主要是加厚膜层。化。第一槽主要是形成晶核,第二槽主要是加厚膜层。n氧化后采用肥皂、重铬酸钾等进行钝化处理,以提高膜层性能。氧化后采用肥皂、重铬酸钾等进行钝化处理,以提高膜层性能。第20页,共34页,编
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