第四章金屬的化學處理

第四章金屬的化學處理第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三金屬的化學處理法是通過化學或電化學手段，使金屬表面形成一層附著力良好的、穩(wěn)定的化合物膜層的方法。這種經(jīng)過化學處理生成的膜層稱之為化學轉(zhuǎn)化膜。形成方法：將金屬工件浸漬于處理溶液中，通過化學或電化學反應，使被處理金屬表面發(fā)生溶解并與處理溶液發(fā)生反應，在金屬表面上形成一層難溶的化合物膜層。與電鍍層、化學鍍層區(qū)別：基體金屬發(fā)生溶解、參與反應，形成的是難溶的化合物膜層。第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三

由于化學轉(zhuǎn)化膜是金屬基體直接參與成膜反應而成的，因而膜與基體的結(jié)合力比電鍍層和化學鍍層這些外加膜層大得多。成膜的典型反應可用下式表示：式中，M為參加反應的金屬或鍍層金屬；A為介質(zhì)中的陰離子

第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三根據(jù)形成膜時所采用的介質(zhì)，可將化學轉(zhuǎn)化膜為以下幾類：（l）氧化物膜：是金屬在含有氧化劑的溶液中形成的膜，其成膜過程叫氧化。（2）磷酸鹽膜：是金屬在磷酸鹽溶液中形成的膜，其成膜過程稱磷化。（3）鉻酸鹽膜：是金屬在含有鉻酸或鉻酸鹽的溶液中形成的膜，其成膜過程在我國習慣上稱鈍化。

化學轉(zhuǎn)化膜幾乎在所有的金屬表面都能生成，目前工業(yè)上應用較多的是鐵、鋁、鋅。

第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三4．1轉(zhuǎn)化膜形成的基本方式使金屬表面生成轉(zhuǎn)化膜通常有兩種方式：一種是在處理液中不含重金屬離子，而使金屬表面的金屬與陰離子反應生成轉(zhuǎn)化膜；此種使用的處理劑稱為非成膜型處理劑，其使用實例有磷酸鐵、鉛酸鹽等；第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三另一種是在處理液與底材金屬之間雖然也發(fā)生了某種程度的溶解現(xiàn)象，但主要還是依靠處理液本身含有的重金屬離子的成膜作用。此種使用的處理劑稱為成膜型處理劑，其使用實例是磷酸鋅、磷酸錳等。第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三4.2

轉(zhuǎn)化膜的基本用途

①防銹防銹用化學轉(zhuǎn)化膜主要用于以下兩種情況：（1）對部件有一般的防銹要求，如涂防銹油等，轉(zhuǎn)化膜作為底層很薄時即可應用；（2）對部件有較高的防銹要求，部件又不受撓曲、沖擊等外力作用，轉(zhuǎn)化膜要求均勻致密，且以厚者為佳。

第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三②耐磨

耐磨用化學轉(zhuǎn)化膜廣泛地應用于金屬與金屬面互相摩擦的部位。表面上的磷酸鹽膜層具有很小的摩擦系數(shù)，因此減少了金屬面間的摩擦阻力。這種磷酸鹽膜層還具有良好的吸油作用，在金屬接觸面間產(chǎn)生了一緩沖層，從化學和機械兩個方面保護了基體，從而減小磨損。第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三③涂裝底層作為涂裝底層的化學膜要求膜層致密、質(zhì)地均勻、薄厚適宜、晶粒細小。

④塑性加工金屬材料表面形成磷酸鹽膜后再進行塑性加工。例如進行鋼管、鋼絲等冷拉伸，是磷酸鹽膜層最新的應用領域之一。采用這種方法對鋼材進行拉拔時可以減小拉拔力，延長拉拔模具壽命，減少拉拔次數(shù)。該法在擠出工藝、深拉延工藝等各種冷加工方面均有廣泛的應用。第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三⑤絕緣等功能性膜磷酸鹽膜層是電的不良導體，所以很早就用它作為硅鋼板絕緣層。這種絕緣層的特點是占空系數(shù)小，耐熱性良好，而且在沖裁加工時可減少工具的磨損等。第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三4．3轉(zhuǎn)化膜技術的發(fā)展動向

當前，世界上有關金屬的化學成膜技術發(fā)展非常迅速，每月發(fā)表的有關專利文獻就達數(shù)十篇之多。從目前看，化學成膜技術今后的主要發(fā)展動向是：

（1）化學表面處理技術必須與新的涂裝技術的發(fā)展相適應，即開發(fā)和研制適合于新型涂料和涂裝方式的化學處理劑；（2）開發(fā)研制對金屬件無需清理即可形成保護轉(zhuǎn)化膜的化學處理劑；第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期三（3）開發(fā)研制不產(chǎn)生污染的化學處理劑；（4）開發(fā)研制能簡化工藝、縮短流程的化學處理劑；（5）開發(fā)研制應用于大型構(gòu)件的化學處理劑；（6）開發(fā)具有更致密、保護性能更好的轉(zhuǎn)化膜；（