第7章 金屬轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

第7章金屬轉(zhuǎn)化膜技術(shù)教材：《材料表面工程技術(shù)》李慕勤化學(xué)工業(yè)出版社7.1金屬轉(zhuǎn)化膜的基本特性及用途7.2化學(xué)氧化7.3陽極氧化7.4等離子體微弧氧化7.5鋼鐵的磷化處理7.6鉻酸鹽鈍化處理使金屬與特定的腐蝕液相接觸，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面形成一層附著力良好的難溶的生成物膜層?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜有基體金屬的直接參與反應(yīng)生成、結(jié)合力大。

幾乎所有金屬都可在選定的介質(zhì)中通過轉(zhuǎn)化處理得到不同應(yīng)用目的的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。目前應(yīng)用較多的是鋼鐵、鋁、鋅、銅、鎂及其合金。拜斯泰克（Biextex）和Weber提出反應(yīng)式：其中：M—表面金屬，AZ-—介質(zhì)中價(jià)態(tài)為z的陰離子；是不溶性反應(yīng)產(chǎn)物，形成表面覆蓋層（化學(xué)轉(zhuǎn)化膜）7.1金屬轉(zhuǎn)化膜的基本特性及用途分類用途金屬表面防護(hù)層鋁及鋁合金制品陽極化處理、鋼鐵制品化學(xué)氧化處理，能大大提高其耐蝕性

鍍鋅層經(jīng)過鉻酸鹽處理后，在鹽霧試驗(yàn)中出現(xiàn)銹點(diǎn)的時(shí)間大大增加。金屬表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜能起到防護(hù)作用的原因降低了金屬本身的化學(xué)活性，使金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高將金屬與環(huán)境介質(zhì)隔離開同其它防護(hù)層（例如金屬鍍層）相比，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的防護(hù)功能是不高的，它往往不足于使金屬得到有效的保護(hù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜一般是與其他防護(hù)層聯(lián)合組成多元的防護(hù)層系統(tǒng)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜常作為這個(gè)多元系統(tǒng)的底層增加表面防護(hù)層與基地金屬的結(jié)合力表面防護(hù)層（如油漆層）局部損壞或者被腐蝕介質(zhì)穿透時(shí)防止腐蝕的擴(kuò)展如：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜+油漆涂層用途飾裝有的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜具有各種色彩，如鋅鍍層經(jīng)過鉻酸鹽處理可以得到彩虹色、軍綠色、亮白色、黑色等不同外觀，有的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜由于多孔，可以進(jìn)行染色，如鋁及其合金制品經(jīng)過陽極化處理后可以染上各種色彩和摩滑減潤在金屬的冷作加工中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜（特別是磷酸鹽和草酸鹽膜）有著十分廣泛的應(yīng)用，因?yàn)檫@種膜可以同時(shí)起到潤滑喝減摩的作用，從而允許弓箭在較高的負(fù)荷下進(jìn)行加工電蝕止腐防偶由于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜具有較高的電阻，而且使較活潑的金屬的電位正移，因此在異金屬部件接觸時(shí)，經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的部件之間的電偶腐蝕問題可以大大減小層層鍍底屬的金對鈦、鋁及其合金來說，電鍍的一個(gè)困難問題是表面易鈍化而導(dǎo)致結(jié)合不良。采用具有適當(dāng)膜孔結(jié)構(gòu)的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜作底層，可以使鍍層與基體金屬牢固結(jié)合7.2化學(xué)氧化化學(xué)氧化是指金屬表面與介質(zhì)中的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成自身的氧化膜。一般在鋼鐵、鋁。銅等金屬和合金上進(jìn)行?；瘜W(xué)氧化具有成本低、設(shè)備簡單、快速方便、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。7.2.1鋼鐵的化學(xué)氧化7.2.2有色金屬及其合金的化學(xué)氧化7.2.1鋼鐵的氧化處理鋼鐵的化學(xué)氧化是將鋼鐵制件浸在含有氧化劑的堿性溶液中進(jìn)行處理，使其表面生成一層保護(hù)性氧化膜的過程。（1）分類高溫化學(xué)氧化（堿性化學(xué)氧化）常溫化學(xué)氧化（酸性化學(xué)氧化）高溫化學(xué)氧化（堿性化學(xué)氧化）鋼鐵高溫氧化，俗稱發(fā)藍(lán)（發(fā)黑）在強(qiáng)堿（氫氧化鈉）溶液里添加氧化劑（亞硝酸納），在135～145℃，60～90min→肥皂液，3～5min→水洗、干燥及浸油表面生成極薄的十分穩(wěn)定的磁性氧化鐵Fe3O4為主要成分的氧化膜、0.5~1.5μm提高零件的耐蝕性、潤滑性、改善外觀高溫氧化工藝流程如下：堿性化學(xué)除油熱水洗酸洗冷水洗兩次氧化處理溫水洗冷水洗浸3％～5％肥皂水或鉻酸鈉溶液填充干燥浸油常溫發(fā)黑溶液主要成分是CuSO4，二氧化硒SeO2

，各種催化劑，緩沖劑，絡(luò)合劑與輔助材料。發(fā)黑機(jī)理：①SeO2溶于水中生成亞硒酸(H2SeO3)：

SeO2+H2O→H2SeO3

②鋼鐵浸入發(fā)黑液后，溶液中的Cu離子與Fe發(fā)生置換反應(yīng)，銅覆蓋在鋼鐵表面，并伴隨Fe的溶解：

CuSO4+Fe→FeSO4+Cu③金屬Cu與H2SeO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成黑色的硒化銅膜，同時(shí)伴隨著副反應(yīng)發(fā)生，生成CuSeO3的掛灰成分：

3Cu+3H2SeO3→CuSe+2CuSeO3+3H2O常溫化學(xué)氧化（酸性化學(xué)氧化）特點(diǎn)：氧化速度快，膜層抗蝕性好，節(jié)能、高效、成本低，操作簡單，環(huán)境污染小。后處理：皂化處理、浸油或在鉻酸鹽溶液里進(jìn)行填充處理（2）化學(xué)氧化工藝（3）膜層性能及應(yīng)用性能薄防護(hù)堿液中化學(xué)氧化，無氫脆主要用于機(jī)械零件、精密儀器和儀表、武器和日用品的防護(hù)與裝飾彈簧鋼、細(xì)鋼絲及薄鋼片也用氧化膜作為防護(hù)層7.2.2有色金屬及其合金的化學(xué)氧化鋁及鋁合金的化學(xué)氧化鋁及鋁合金的化學(xué)氧化處理設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，不消耗電能，適用范圍廣，不受零件大小和形狀的限制。鋁及鋁合金化學(xué)氧化的工藝按其溶液性質(zhì)可分為堿性氧化法和酸性氧化法按膜層性質(zhì)可分為氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜、鉻酸－磷酸鹽膜。特點(diǎn)質(zhì)地軟、吸附性強(qiáng)、耐海水、過氧化氫、堿金屬的硫酸鹽、鈣和鋅的氯化物、果汁、酸奶、乙醇等腐蝕應(yīng)用可作為有機(jī)涂層的底層牛奶場、啤酒廠的鋁合金器械的防護(hù)（1）化學(xué)氧化原理將鋁及鋁合金至于酸性、堿性溶液或沸水中，既可發(fā)生化學(xué)氧化而生成以Al2O3為主的氧化膜，其厚度一般控制在0.5-4μm。鋁浸在沸水中，在局部電池的陽極就發(fā)生如下反應(yīng)：由于形成的氧化膜致密無孔，氧化反應(yīng)很快停止。要使膜層增厚，溶液必須能適當(dāng)溶解膜層。當(dāng)鋁浸入酸性或堿性溶液時(shí)，將同時(shí)發(fā)生膜的生成或溶解作用，得到一定厚度的膜層。工業(yè)上的化學(xué)氧化處理采用堿性溶液加適當(dāng)?shù)木徫g劑。（2）化學(xué)氧化工藝最早使用的是工藝簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的MBV法，其溶液由碳酸鈉和鉻酸組成，其濃度和工作范圍較寬。MBV法獲得的轉(zhuǎn)化膜組成為75%的Al2O3+25%的Cr2O3。膜層不透明，略帶灰綠色，有較好的耐蝕性，經(jīng)硅酸鈉封孔后能耐海水等介質(zhì)的腐蝕，但溶液使用壽命不長。7.2.2有色金屬及其合金的化學(xué)氧化銅及銅合金的化學(xué)氧化銅和銅合金在含有氧化劑的苛性堿溶液中進(jìn)行化學(xué)氧化可以得到具有裝飾外觀和一定防護(hù)性能的氧化銅膜層。銅和銅合金化學(xué)氧化的使用范圍如下：（1）要求黑色外觀的零件；（2）儀表內(nèi)部零件；（3）要求散熱的零件。工藝銅及其合金的化學(xué)氧化可以用如下組成的溶液：NaOH45～50g/L；K2S2O85～20g/L；溶液的的工作溫度為60～65℃；處理時(shí)間為5min。對于純銅的化學(xué)氧化，過硫酸鉀的最優(yōu)含量為10～12g/L。7.3陽極氧化陽極氧化（anodicoxidation）：金屬或合金的電化學(xué)氧化。是將零件作為陽極放入特定的電解液中，在特定的工藝條件下,在外加電流的作用下,在金屬制品(陽極)表面形成具有保護(hù)性氧化膜的表面處理方法。陽極氧化膜的厚度可達(dá)幾十到幾百微米，賦予材料表面耐蝕性、耐磨性、裝飾性、絕緣、隔熱、光學(xué)等性能，普遍應(yīng)用于有色金屬的表面處理。陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧化。

7.3.1鋁和鋁合金的陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化膜技術(shù)數(shù)據(jù)外觀呈灰色或古銅色，根據(jù)材料而定厚度達(dá)到30~150微米，可承受精密磨床磨削加工硬度450~550HV耐磨性連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1,100,000轉(zhuǎn)，膜無痕跡絕緣性膜層厚度80~100微米，耐壓1500~2000伏抗鹽霧性能膜層厚80~100微米，耐熱1000~1300度，抗鹽霧6000~8000度7.3.1鋁及鋁合金陽極氧化機(jī)理電極反應(yīng)陽極反應(yīng)的電位-pH關(guān)系氧化膜生成的特性曲線陽極電流效率7.3.2陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氧化膜的結(jié)構(gòu)膜層性能常規(guī)氧化膜厚度5~20微米，硬質(zhì)氧化膜厚度250~300微米硬度高常規(guī)氧化膜100~300HV，硬質(zhì)膜在鋁合金上可達(dá)400~600HV，在純鋁上可達(dá)1500HV吸附性好多孔蜂窩狀，對許多涂料、膠黏劑、染料等都有很強(qiáng)的吸附能力，可作為涂層的底層易于將氧化膜著色獲得不同顏色，使其具有裝飾特性絕緣性能好具有很高的絕緣電阻和擊穿電壓，可用作鋁制品電器的絕緣層和電解電容器的電介質(zhì)層絕熱抗熱性能好熱導(dǎo)率很低，耐熱溫度可達(dá)1500℃（純鋁660℃）結(jié)合強(qiáng)度高基體金屬直接參與成膜反應(yīng)，膜層可隨基體彎曲直至破裂，仍保持良好結(jié)合耐蝕性較好用清漆、蠟或潤滑油進(jìn)行封閉處理，膜的耐蝕性提高7.3.3陽極氧化工藝表面整平除油浸蝕或拋光著色處理封閉處理干燥陽極氧化預(yù)處理后處理鋁及鋁合金制品可以使用酸性、中性、堿性溶液目前工業(yè)上仍以堿性化學(xué)除油為主，但與鋼鐵堿性化學(xué)除油相比，NaOH含量低或不用，溫度也較低采用水基清洗劑常溫除油可以節(jié)省能源，采用廢硫酸氧化液或廢硝酸出光液可以達(dá)到綜合利用除油除去制件在堿性除油中殘存的氧化膜、表面變質(zhì)層、滲入基體表面層的污物等，使表面均勻一致浸蝕微觀結(jié)構(gòu)正面圖側(cè)面圖陽極氧化工藝種類硫酸陽極氧化工藝硫酸陽極氧化工藝硫酸陽極氧化工藝硫酸陽極氧化工藝陽極氧化工藝種類-鉻酸陽極氧化鉻酸陽極氧化鉻酸陽極氧化陽極氧化工藝種類-草酸陽極氧化草酸陽極氧化草酸陽極氧化鋁陽極氧化工藝流程-后處理表面整平除油浸蝕或拋光著色處理封閉處理干燥陽極氧化預(yù)處理后處理7.3.4陽極氧化膜的著色可獲得各種鮮艷顏色，裝飾膜層提高膜層耐蝕性和耐磨性方法整體著色法（自然著色法）吸附著色法電解著色法（1）整體著色法（自然著色法）采用特定成分的鋁合金或在特殊電解液中陽極氧化時(shí)，獲得氧化膜的同時(shí)而著上不同顏色能耗大，成本高，廢水處理困難，著色膜色澤不鮮艷適用范圍有限，逐漸被電解著色替代（2）吸附著色法無機(jī)鹽著色物理吸附鹽分子吸附于膜層微孔的表面，進(jìn)行填充在兩種溶液中交替浸漬，直至兩種鹽在氧化膜中的反應(yīng)生成物數(shù)量滿足所需色調(diào)為止。耐曬性能好色種較少，色調(diào)不鮮艷，與基體結(jié)合力差，應(yīng)用較少（2）吸附著色法（3）電解著色（3）電解著色（3）電解著色著色7.3.5氧化膜的封閉處理（1）熱水封閉法蒸汽封閉法（2）重鉻酸鹽封閉法利用強(qiáng)氧化性的重鉻酸鹽在較高溫度下與氧化膜作用生成堿式鉻酸鋁及堿式重鉻酸鋁沉淀以及氧化鋁的水合物將孔封閉是各種封閉法中氧化膜性能較好的一種封孔技術(shù)在重鉻酸鉀封閉過程中氧化膜的外孔層是張開的，孔內(nèi)充滿了Cr（Ⅵ）對腐蝕具有抑制作用，特別對陽極氧化后殘留的H2SO4溶液部位，能減緩H2SO4

對Al的腐蝕。在高溫下服役時(shí)，經(jīng)過重鉻酸鉀封閉的鋁合金陽極氧化膜較沸水封閉或者氟化鎳封閉的陽極氧化膜的防開裂性能要好。但是重鉻酸鹽封閉技術(shù)具有致命的缺點(diǎn)就是Cr（Ⅵ）的毒性問題，該工藝最后會(huì)產(chǎn)生鉻渣，而鉻渣中的Cr被列為對人體危害最大的8種化學(xué)物質(zhì)之一（3）水解封閉法鎳鹽、鈷鹽的極稀溶液被氧化膜吸附后，發(fā)生水解反應(yīng)，生成Ni(OH)2或Co(OH)2沉積在氧化膜的微孔中，將孔封閉少量Ni(OH)2或Co(OH)2無色，此法適用于著色氧化膜的封閉，不影響制品色澤，還會(huì)和有機(jī)染料形成絡(luò)合物，增加顏色的耐曬性（4）填充封閉法采用有機(jī)物質(zhì)對孔封閉處理透明清漆熔融石蠟各種樹脂干性油等7.3.6其他金屬的陽極氧化鎂合金耐蝕性、耐磨性和硬度等比一般化學(xué)方法高膜層脆性較大，對復(fù)雜制件難以獲得均勻鍍層銅合金氫氧化鈉溶液中陽極氧化獲得黑色氧化銅膜層薄、致密、與基體結(jié)合力好廣泛用于精密儀器等零件的表面裝飾上鈦合金提高耐磨性和抗蝕性廣泛用于航空航天領(lǐng)域Si、Ge、Ta、Zn、Cd及鋼也可進(jìn)行陽極氧化處理7.4等離子體微弧氧化微弧氧化又稱微等離子體氧化，是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層7.4.1微弧氧化原理微弧氧化或微等離子體表面陶瓷化技術(shù),是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上利用弧光放電增強(qiáng)并激活在陽極上發(fā)生的反應(yīng)，從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜的方法是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下金屬表面形成陶瓷膜，達(dá)到工件表面強(qiáng)化的目的7.4.2微弧氧化裝置及工藝微弧氧化從普通陽極氧化發(fā)展而來，其裝置包括專用高壓電源、氧化槽、冷卻系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)。氧化液大多采用堿性溶液，對環(huán)境污染小。溶液溫度以室溫為宜，溫度變化范圍較寬。溶液溫度對微弧氧化的影響比陽極氧化小得多，因?yàn)槲⒒^(qū)燒結(jié)溫度達(dá)幾千度，遠(yuǎn)高于槽溫但微弧氧化時(shí)，微區(qū)內(nèi)瞬間溫度很高，釋放的熱量很大，需對溶液進(jìn)行冷卻或強(qiáng)制循環(huán)，防止膜層溶解

陶瓷層截面形貌陶瓷層表面形貌截面結(jié)構(gòu)表明:氧化陶瓷層與基體以冶金型微熔過渡區(qū)連接，層內(nèi)組織致密無穿孔表面形貌表明:ｍ級(jí)盲孔微區(qū)均勻分布，既利于連續(xù)油膜的形成，降低摩擦系數(shù)，同時(shí)又可增強(qiáng)后續(xù)涂裝的其附著力7.4.3微弧氧化膜的結(jié)構(gòu)與性能大幅度地提高了材料的表面硬度顯微硬度在1000至2000HV，最高可達(dá)3000HV，可與硬質(zhì)合金相媲美，大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度良好的耐磨損性能良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應(yīng)用中的缺點(diǎn)，因此該技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達(dá)100MΩ溶液為環(huán)保型，符合環(huán)保排放要求工藝穩(wěn)定可靠，設(shè)備簡單反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，操作方便，易于掌握基體原位生長陶瓷膜，結(jié)合牢固，陶瓷膜致密均勻微弧氧化、鉻化處理及陽極氧化處理膜層表面與截面形貌

微弧氧化(10μm)鉻化處理(10μm)陽極氧化(10μm)

微弧氧化陽極氧化硬質(zhì)氧化處理時(shí)間（min）10-3030-6060-120膜層厚度（um）5030-6050工作溫度（℃）10-9013-26-8-10硬度（HV）1500-2500300-400400-600空隙率（%）2高高絕緣性好不絕緣差溶液性質(zhì)中性或堿性酸性酸性柔韌性好脆較脆均勻性內(nèi)外表面均勻較均勻易產(chǎn)生尖邊缺陷耐磨性高較差差工藝流程去油-微弧氧化-封閉堿蝕-酸洗-化學(xué)拋光-陽極氧化-封孔去油-堿蝕-去氧化-硬質(zhì)氧化-封閉-封蠟或熱處理屬性類別微弧氧化、陽極氧化和硬質(zhì)氧化之間比較7.4.4微弧氧化的應(yīng)用微弧氧化工藝將工作區(qū)域由普通陽極氧化的法拉第區(qū)域引入到高壓放電區(qū)域，克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而且工藝不復(fù)雜，不造成環(huán)境污染，是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)應(yīng)用主要可用于對耐磨、耐蝕、耐熱沖擊、高絕緣等性能有特殊要求的鋁基零部件的表面強(qiáng)化處理同時(shí)也可用于建筑和民用工業(yè)中對裝飾性和耐磨耐蝕要求高的鋁基材的表面處理還可用于常規(guī)陽極氧化不能處理的特殊鋁基合金材料的表面強(qiáng)化處理汽車等各車輛的鋁基活塞、活塞座、汽缸及其他鋁基零部件機(jī)械、化工工業(yè)中的各種鋁基模具各種鋁罐的內(nèi)壁飛機(jī)制造中的各種鋁基零部件如貨倉地板、滾棒、導(dǎo)軌等民用工業(yè)中各種鋁基五金產(chǎn)品、健身器材等

世界矚目的MWC2012全球移動(dòng)通訊大會(huì)于2月27日至3月1日在巴塞羅那舉行，HTC在本屆MWC2012開幕前發(fā)布了One系列手機(jī)，盡管采用了四核處理器的OneX搶了不少風(fēng)頭，但定位相對偏向于中端的OneS也絲毫不遜色，HTCOneS為HTCOne系列中最薄的一款，厚度僅有7.95mm，機(jī)身材質(zhì)采用的是鋁制unibody設(shè)計(jì)，采用了微弧氧化技術(shù)和漸變陽極技術(shù)，我們所看到的黑色其實(shí)并不是烤漆的顏色，而是鋁金屬表面經(jīng)過微弧氧化后而得到本色，使金屬表面有陶瓷版感覺,而漸變陽極技術(shù)(藍(lán)色款)使機(jī)身有著給消費(fèi)者不同顏色視覺效果。7.5磷化處理定義：金屬在含有錳、鐵、鋅的磷酸、磷酸鹽喝其他化學(xué)藥品的稀溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，使金屬表面生成一層難溶于水的具有中等防蝕作用的磷酸鹽保護(hù)膜。性能：5~20μm，暗灰到黑灰色。微孔結(jié)構(gòu)，結(jié)合牢固，良好的吸附、潤滑、耐蝕性，不粘附熔融金屬（錫、鋁、鋅）及絕緣性。7.5.1磷化膜形成機(jī)理磷化處理是在含錳、鐵、鋅的磷酸二氫鹽與磷酸組成的溶液中進(jìn)行的。這些磷酸二氫鹽可用M(H2PO4)2表示。處理過程中，生成含錳、鐵、鋅的一價(jià)、二價(jià)和三價(jià)磷酸鹽。一價(jià)磷酸鹽可溶，二價(jià)磷酸鹽稍溶，三價(jià)磷酸鹽不溶解。三價(jià)磷酸鹽在金屬表面沉積即形成所謂的磷膜。7.5.1磷化膜形成機(jī)理含有錳、鐵、鋅的磷酸二氫鹽與磷酸磷化層：Fe3(PO4)2,Mn3(PO4)2,Zn3(PO4)27.5.2磷化膜的性能及應(yīng)用磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜應(yīng)用于鐵、鋁、鋅、鎘及其合金上，既可當(dāng)作最終精飾層，也可作為其他覆蓋層的中間層，其作用主要有以下方面1．防護(hù)磷化膜雖然薄，但由于它是一層非金屬的不導(dǎo)電隔離層，能使金屬工件表面的優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)椴涣紝?dǎo)體，抑制金屬工件表面微電他的形成，進(jìn)而有效阻止涂膜的腐蝕2．提高基體與涂層間或其他有機(jī)精飾層間的附著力磷化膜與金屬工件是一個(gè)結(jié)合緊密的整體結(jié)構(gòu)。其間沒有明顯界限。磷化膜具有的多孔性，使封閉劑、涂料等可以滲透到這些孔隙之中，與磷化膜緊密結(jié)合，從而使附著力提高3．冷加工潤滑如拉絲、拉管、擠壓等。4.減摩主要采用Mn系磷化膜，可減小兩滑動(dòng)件接觸表面的摩擦系數(shù)并能降低運(yùn)動(dòng)噪聲，如制冷壓縮機(jī)活塞、凸輪與齒輪等5.電絕緣一般選用Zn系磷化膜，如用在電動(dòng)機(jī)及變壓器硅鋼片中，可提高其電絕緣性6.提供清潔表面磷化膜只有在無油污和無銹層的金屬工件表面才能生長，因此，經(jīng)過磷化處理的金屬工件，可以提供清潔、均勻、無油脂和無銹蝕的表面7.5.3鋼鐵的磷化工藝除油酸洗表面調(diào)整鈍化（封閉）干燥磷化預(yù)處理后處理表面調(diào)整做涂裝底層用的磷化膜，為了獲得結(jié)晶細(xì)致、低膜重、耐蝕好的膜層，磷化前還需進(jìn)行表面活化處理，又稱為表面調(diào)整；對于非涂裝用的厚膜層，可大大提高防護(hù)性表調(diào)劑：酸性表調(diào)劑、表面活性劑、金屬鹽表調(diào)劑（2）磷化（1）高溫磷化88~98℃優(yōu)點(diǎn)：膜層厚、耐蝕性、結(jié)合力、耐磨性都較好，磷化速度快缺點(diǎn)：工作溫度高、能耗大、溶液蒸發(fā)量大，結(jié)晶粗細(xì)不均（2）中溫磷化55~70℃優(yōu)點(diǎn)：耐蝕性較好、溶液穩(wěn)定、速度快，生產(chǎn)效率高缺點(diǎn)：溶液成分較復(fù)雜，調(diào)整麻煩（3）低（常）溫磷化15~35℃優(yōu)點(diǎn)：不需加熱，節(jié)約能源，成本低、溶液穩(wěn)定缺點(diǎn)：膜層耐蝕性、結(jié)合力差，處理時(shí)間長、效率低（4）“四合一”磷化除油、除銹、磷化、鈍化四個(gè)主要工序在一個(gè)槽中完成優(yōu)點(diǎn)：簡化工序、縮短工時(shí)、減少設(shè)備、提高效率，也可對大型機(jī)械和管道進(jìn)行原地刷涂根據(jù)磷化溫度將磷化工藝分為：按磷化處理工藝分類特點(diǎn)浸漬法噴淋法涂刷法膜厚用途適應(yīng)性生產(chǎn)規(guī)模磷化溫度可獲得各種厚度的膜層各種用途中小型各種形狀的工件小批量各種溫度能獲得中等和薄的膜層涂料底層或工序間防蝕大型工件大批量中、低溫能獲得中等和薄的膜層涂料底層或工序間防蝕中小型工件大批量低溫(1)浸漬磷化適用于處理形狀復(fù)雜的工件，沉渣量少，設(shè)備維護(hù)容易。缺點(diǎn)是磷化時(shí)間較長，處理濃度高，膜層結(jié)晶粗糙。(2)噴淋磷化適用于處理幾何形狀較為簡單的板材。由于噴射時(shí)的沖擊力和磷化時(shí)的化學(xué)作用的結(jié)合，使噴琳磷化的速度提高，濃度較低，膜層結(jié)晶較為細(xì)密、均勻。缺點(diǎn)是工件內(nèi)部部位不易磷化，還易遭受腐蝕，噴淋的沉渣較多，設(shè)備投資大，維護(hù)困難。(3)涂刷磷化適用于大型鋼鐵構(gòu)件的磷化或局部磷化，能獲得中等和較薄的磷化膜，設(shè)備投資少，磷化方便。缺點(diǎn)是磷化膜不夠均勻，受人為因素影響較大。磷化的分類-按磷化膜質(zhì)量分類磷化膜層以所生成的工藝不同，其厚度差別很大通常1~15μm，厚可達(dá)50μm用單位面積的膜層質(zhì)量（g/m2）表示根據(jù)膜重可分為薄膜（<1g/m2）中等膜（1~10g/m2）厚膜（>10g/m2）通常膜薄附著力好，而膜厚耐蝕性好涂裝前處理所需膜層為0.5～7.5g/m2一般鋅系磷化膜控制在1～4.5g/m2鐵系磷化膜控制在0.2～1g/m2與陰極電泳或粉末涂料配套時(shí)磷化膜控制在1～3g/m2。磷化膜質(zhì)量與用途的關(guān)系質(zhì)量分類膜質(zhì)量/（g/m2）膜主要成分用途次輕量級(jí)0.2～1磷酸鐵、磷酸鈣等用于變形大的工件作底層輕量級(jí)1.1～4.5磷酸鋅等作通用底層次重量級(jí)4.6～7.5磷酸鋅等用于基本不變形的工件作底層重量級(jí)>7.5磷酸鋅、磷酸錳等作防銹用，不作底層（3）后處理填充重鉻酸鉀+碳酸鈉90~98℃5~10min填充后，根據(jù)需要在錠子油、防銹油或潤滑油中進(jìn)行封閉。如需涂漆，應(yīng)在鈍化處理干燥后進(jìn)行，工序間隔不超過24小時(shí)。有色金屬的磷化處理鋁、鋅、鎂、鈦及其合金處理后性能不如鋼鐵，應(yīng)用范圍小如鋁的磷化處理耐蝕性遠(yuǎn)低于用其他方法僅用于冷變形加工的前處理7.6鉻酸鹽鈍化處理鈍化又稱鉻酸鹽處理，是指使金屬表面轉(zhuǎn)化成以鉻酸鹽為主要組成的膜的一種工藝方法。金屬進(jìn)行鉻酸鹽處理的目的如下：提高金屬或金屬鍍層的抗腐蝕性能。對金屬鍍層來說，在其上的鉻酸鹽膜不但可以延緩鍍層出現(xiàn)腐蝕的時(shí)間，而且使鍍層對基底金屬做到更有效的防護(hù)避免金屬表面受到手觸污染。提高金屬同漆層或其他有機(jī)涂料的粘附能力。獲得帶色的裝飾外觀。7.6.1鉻酸鹽膜的形成機(jī)理按照一般的見解，金屬在含有能起活作用的添加物的鉻酸鹽溶液中形成鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過程，大致是：1．表面金屬被氧化并以離子的形式轉(zhuǎn)入溶液，與此同時(shí)氫在表面上析出；2．所析出的氫促使一定數(shù)量的六價(jià)鉻還原為鉻，并由于金屬-溶液界面液相區(qū)pH的提高，三價(jià)鉻便以氫氧化鉻膠體的形式沉淀；3.氫氧化鉻膠體自溶液中吸附和結(jié)合一