表格模板-第九章金属表面转化膜技术 精品.ppt
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1、第九章第九章 金属表面转化膜技术金属表面转化膜技术n 金属转化膜的基本特性及用途金属转化膜的基本特性及用途n 化学氧化化学氧化n 阳极氧化阳极氧化n 等离子体微弧氧化等离子体微弧氧化n 钢铁的磷化处理钢铁的磷化处理n 铬酸盐钝化处理铬酸盐钝化处理1. 金属表面转化膜的含义金属表面转化膜的含义n金属表面转化膜技术就是使金属与特定的腐蚀液相接触,金属表面转化膜技术就是使金属与特定的腐蚀液相接触,通过化学或电化学手段,使金属表面形成一层稳定的、致通过化学或电化学手段,使金属表面形成一层稳定的、致密的、附着良好的化合物膜,这种通过化学或电化学处理密的、附着良好的化合物膜,这种通过化学或电化学处理所生成
2、的膜层称为化学转化膜。所生成的膜层称为化学转化膜。n化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成,目前工业上化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成,目前工业上应用较多的是铁、铝、锌。应用较多的是铁、铝、锌。9.1 金属表面转化膜的基本特性金属表面转化膜的基本特性n由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反应而成的,因由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反应而成的,因而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大得多。得多。n成膜的典型反应可用下式表示:成膜的典型反应可用下式表示:n式中,式中,M为参加反应的金属或镀层金属;为参加反应的金属或镀层金属;
3、A为介质中的阴离为介质中的阴离子子 2表面转化膜的分类表面转化膜的分类n表面转化膜几乎可以在所有的金属表面生成。表面转化膜几乎可以在所有的金属表面生成。n按转化过程中是否存在外加电流,分为化学转化膜和电化按转化过程中是否存在外加电流,分为化学转化膜和电化学转化膜两类,后者常称为阳极转化膜。学转化膜两类,后者常称为阳极转化膜。n按主要组成物的类型,金属表面转化膜分为氧化物膜(氧按主要组成物的类型,金属表面转化膜分为氧化物膜(氧化)、磷酸盐膜、(磷化)铬酸盐膜(钝化)和草酸盐膜化)、磷酸盐膜、(磷化)铬酸盐膜(钝化)和草酸盐膜等;等;n氧化物膜:氧化物膜:是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜,其是金
4、属在含有氧化剂的溶液中形成的膜,其成膜过程叫氧化。成膜过程叫氧化。n磷酸盐膜:磷酸盐膜:是金属在磷酸盐溶液中形成的膜,其成膜过是金属在磷酸盐溶液中形成的膜,其成膜过程称磷化。程称磷化。n铬酸盐膜:铬酸盐膜:是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜,其成膜过程在我国习惯上称钝化。膜,其成膜过程在我国习惯上称钝化。3表面转化膜的应用表面转化膜的应用 金属表面转化膜能提高金属表面的耐蚀性、减摩金属表面转化膜能提高金属表面的耐蚀性、减摩性、耐磨性和装饰性,还能提高有机涂层的附着性、耐磨性和装饰性,还能提高有机涂层的附着性和抗老化性,用作涂装底层。此外,有些表面性和
5、抗老化性,用作涂装底层。此外,有些表面转化膜提高金属表面的绝缘性和防爆性。转化膜提高金属表面的绝缘性和防爆性。防防 锈锈 防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况:防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况:n 对部件有一般的防锈要求,如涂防锈油等,转化膜作为对部件有一般的防锈要求,如涂防锈油等,转化膜作为底层很薄时即可应用;底层很薄时即可应用;n对部件有较高的防锈要求,部件又不受挠曲、冲击等外对部件有较高的防锈要求,部件又不受挠曲、冲击等外力作用,转化膜要求均匀致密,且以厚者为佳。力作用,转化膜要求均匀致密,且以厚者为佳。 耐耐 磨磨 耐磨用化学转化膜广泛地应用于金属与金属面互相摩擦耐磨用化学转化膜广
6、泛地应用于金属与金属面互相摩擦的部位。的部位。 表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数,因此减少了表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数,因此减少了金属面间的摩擦阻力。这种磷酸盐膜层还具有良好的吸油作金属面间的摩擦阻力。这种磷酸盐膜层还具有良好的吸油作用,在金属接触面间产生了一缓冲层,从化学和机械两个方用,在金属接触面间产生了一缓冲层,从化学和机械两个方面保持了基体,从而减小磨损。面保持了基体,从而减小磨损。涂装底层涂装底层 作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地均匀、薄厚适作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地均匀、薄厚适宜、晶粒细小。宜、晶粒细小。塑性加工塑性加工 金属材料表面形成磷酸盐膜后再
7、进行塑性加工,例如进行金属材料表面形成磷酸盐膜后再进行塑性加工,例如进行钢管、钢丝等冷拉伸,是磷酸盐膜层最新的应用领域之一。钢管、钢丝等冷拉伸,是磷酸盐膜层最新的应用领域之一。采用这种方法对钢材进行拉拔时可以减小拉拔力,延长拉采用这种方法对钢材进行拉拔时可以减小拉拔力,延长拉拔模具寿命,减少拉拔次数。该法在挤出工艺、深拉延工拔模具寿命,减少拉拔次数。该法在挤出工艺、深拉延工艺等各种冷加工方面均有广泛的应用。艺等各种冷加工方面均有广泛的应用。绝缘等功能性膜绝缘等功能性膜 磷酸盐膜层是电的不良导体,所以很早就用它作磷酸盐膜层是电的不良导体,所以很早就用它作为硅钢板绝缘层。为硅钢板绝缘层。 这种绝缘
8、层的特点是占空系数小,耐热性良好,而这种绝缘层的特点是占空系数小,耐热性良好,而且在冲裁加工时可减少工具的磨损等。用溶胶一凝胶且在冲裁加工时可减少工具的磨损等。用溶胶一凝胶制得的膜,目前大多是功能性的。制得的膜,目前大多是功能性的。n是指将钢铁在含有氧化剂的溶液中,保持一定时间,在其是指将钢铁在含有氧化剂的溶液中,保持一定时间,在其表面生成一层均匀的、以磁性表面生成一层均匀的、以磁性Fe3O4为主要成分的氧化膜为主要成分的氧化膜的过程,工业上称为钢铁的的过程,工业上称为钢铁的“发蓝发蓝”或或“发黑发黑”。 n钢铁发蓝后氧化膜的色泽取决于工件表面的状态、材料成钢铁发蓝后氧化膜的色泽取决于工件表面
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