铝材钝化原理

1.钝化原理：

ZY-WG 无铬钝化剂使镀锌层在含有络合剂的条件下，生成稳定的化合物，并以其成膜的稳定性，形成牢固致密耐蚀的钝化膜。

2．产品性能：

经该产品钝化膜，无色、光亮、耐蚀性强。与传统的含铬钝化比较，其显著特点是无毒、无刺激味，工作液稳定，符合环保要求。

3.用途：

适用于各种镀锌产品的钝化处理，有效的防止镀锌产品表面腐蚀氧化，提高金属表面的抗腐能力，使镀锌件长久保持光亮。

4．钝化方法：

生产过程中，可采用喷淋加气吹，浸渍加控干或风吹，也可辊涂涂抹等多种方法钝化。

一、产品性质

本品是由多种表面活性剂、助剂复配而成的水基清洗剂。其作用机理为：借助于表面活性成份的润湿、渗透、乳化、分散能力，通过各种助剂的协同作用，使油污在金属表面的附着力减弱、脱离而进入洗液，从而达到去除油污、洁净表面的目的。S-002除油剂洗净力强，脱脂迅速，使用浓度低，工作液成份稳定，不燃不爆，对工件不腐蚀，使用安全可靠。其应用范围广泛，既可单独使用，亦可加入到酸碱溶液中，适用于钢铁、锌铝及其合金件之喷涂予处理。

二、性能规格

1、溶液外观透明液体，允许略带黄色

2、密度，g/cm3 1.01±0.01

3、酸碱性: 中性

4、浊点A：80℃ B：60℃

三、使用方法

1、处理方式：浸渍,喷淋（喷淋压力0.8－1.80atm）

2、处理浓度： 3－7%

3、处理温度：20－70℃

4、处理时间：2－6min

四、注意事项

1、视工件表面油污程度及种类，确定工作液浓度，是否添加除油剂；

2、如果某些工件上附有高熔点油脂或重度油污时，可适当提高处理槽液温度或手工擦洗清除；

3、槽液使用一段时间后，由于化学反应、工件带走等原因，其有效成份含量降低，脱脂能力下降，应及时添加除油剂；

4、使用S－002B型除油剂新配槽时，由于槽液含油度低或喷淋压力过高造成泡沫过多时，可适当加消泡剂或降低喷淋压力；

5、轻装轻卸，防止包装破损。存于通风干燥处。

铝材氧化生产工艺规程

一、工艺流程:

①银白料及银白电泳料氧化：

上架——水洗——低温抛光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗——下架——风干——检验

进入电泳工序

——包装

②磨砂料及磨砂电泳料氧化：

上架——除油——水洗——酸蚀——水洗——水洗——碱蚀——水洗——水洗——中和出光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗——下架——风干——检验——包装

进入电泳工序

③着色料及着色电泳料氧化

上架——水洗——低温抛光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——着色——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗

检验进入电泳工序

——下架——风干——检验——包装

二、上料：

①型材上料前应将吊杆接触面打磨干净，并按标准支数上料，其计算公式：上料支数= 标准电流标准电流密度×单支型材面积

②上架支数的考虑原则：

a、硅机容量利用率不大于95%；

b、电流密度取1.0—1.2A/dm;

c、型材形状和两支型材之间留必要的间隙；

③氧化时间的计算：氧化时间（t）= 膜厚K·电流密度K 为电解常数，取0.26—0.32，t单位为分钟；

④上排时必须按照《型材面积及上排支数表》规定的支数上架；

⑤为了便于排液和排气，上排捆扎时应倾斜，倾斜度5°为宜；

⑥两端可超出导电杆10—20mm，最多不得大于50mm。

三、低温抛光工艺

①低温抛光槽中低温抛光剂浓度控制为总酸25—30g/l，最低≥15 g/l；

②抛光槽温20-30℃不得低于20℃，抛光时间90—200s；

③提架倾斜，滴净残液后，迅速放入清水槽中漂洗，经两道水洗后迅速放入氧化槽氧化，在水槽中停留时间不应大于3分钟；

④低温抛光材料在抛光前不得进行其它方式的处理，也不能将其它槽液带入抛光槽中。四、除油工艺；

①在室温酸液中进行，时间2—4分钟，H2SO4浓度140-160 g/l；

②提架倾斜滴净残液后，放入清水槽中清洗1-2分钟。

五、磨砂（酸蚀）工艺

①除油后在清水槽清洗再进入酸蚀槽；

②工艺参数：NH4HF4浓度30-35 g/l，温度35-40℃，PH值2.8-3.2，酸蚀时间3-5分钟；

③酸蚀结束后经两道水洗再进入碱蚀槽。

六、碱洗工艺

①工艺参数：游离NaOH 30-45 g/l，总碱50-60 g/l，碱蚀剂5-10 g/l，AL3+ 0-15 g/l，温度35-45℃，砂料碱蚀时间30-60秒；

②提架倾斜，滴净溶液后迅速放入清水槽中清洗干净；

③检查清洗后的表面质量，当无腐蚀斑纹，无杂物、凝附表面现象，即可进入出光工序。七、出光工艺

①工艺参数：H2SO4浓度160-220 g/l,HNO3适量或50 g/l -100 g/l，温度室温,出光时间2-4

分钟；

②提架倾斜滴净残液后迅速放入清水槽中1-2分钟，再放入第二清水槽1-2分钟；

③两次清洗完毕后，应钳紧扎架上的铝线，以保证氧化过程的良好接触。普通料钳紧扎架一端铝线，着色料、电泳料应钳紧扎架的两端铝线。

八、氧化工艺

①工艺参数：H2SO4 浓度160-175 g/l，AL3+≤20 g/l，电流密度1-1.5A/dm，电压12-16V, 氧化槽温度18-22℃,按计算公式求得通电时间。氧化膜规定：银白料3-4μm,白砂4-5μm，电泳7-9μm;

②阳极架应平稳放入导电座中，检查并确认型材与阴极板无接触时，可通电氧化;

③氧化结束将阳极杆吊离液面倾斜并滴净残液，转入清水池清洗2分钟;

④对不着色的型材可进入二级水槽待封孔处理。

九、着色工艺

①工艺参数：SnSO4 5-6g/l；NiSO4 16-18 g/l；着色剂9-12 g/l；游离酸17-20 g/l；PH值=0.8-1.2，槽温19-21℃,着色电压应低于氧化电压即14-16V；平时添加按如下比例进行: SnSO4:NiSO4=1:1；着色添加剂:SnSO4=1:1

②着色产品只能采用单排双线扎排的方式，产品之间间距≥相邻两产品的对应面宽度，一般用手指测时≥两支手指宽度，扎排必须扎紧，扎牢固，只能采用新线扎排；

③着色产品氧化时氧化槽温必须控制在18-22℃,保证膜厚均匀结构细密；

④着色产品每排氧化着色面积应基本一致；

⑤着色后提架倾斜，用色板对比，符合条件后，再入清水槽清洗，否则试下列情况而处理；

a、色彩浅,重新入着色槽，按补色开关着色，时间不得超过2分钟；

色泽深，应放入氧化槽相应的水槽中退色，或空中悬挂退色至理想为止；

b、氧化后产品必须经三道或以上水洗后方可进入着色槽，保证最后一道水洗槽PH≥5；

⑦着色产品在氧化后禁止在水槽中长久浸泡，一般浸泡时间应不大于3分钟；

⑧产品进入着色槽后，应先不通电，浸泡1分钟左右，再开始通电着色，着色过程开始后，约在30s内平稳地将着色电压升至14-18V，然后保持电压稳定不变直至着色完毕；

⑨尽可能避免不同品种产品、不同批次产品在同一架上进行着色；

⑩着色完毕后进行二次水洗后才能进行后处理，控制水洗PH，值第一道PH≥2，第二道PH≥5。

十、封孔工艺

①将氧化型材入封孔池中，使其让多孔膜层封闭，达到提高氧化膜腐蚀能力；

②工艺参数:普通封孔温度：10-30℃时间3-10分钟，PH5.5-6.5，封孔剂5-8 g/l，镍离子

0.8-1.3g/l，氟离子0.35-0.8g/l；

③封孔结束后，将排架吊起倾斜，滴净封孔液后，转入清水池清洗二次,每次一分钟，然后吹干型材，卸下再风干检查、包装。

铝及其合金化学氧化工艺

根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种.

铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。

铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：

一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。

成本低，而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件，这也是他的特点之一。

它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围。这是什么意思呢？也就是说，碳素纤维因为有纤维的特性所以在一定的纤维方向上受力能力很强，但是在在别的方向上的受力就会很差。在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维，在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的。而铝合金在承受了一定的力量后，会慢慢变形再损坏。

还有就是铝合金容易加工和具有高度的散热性。特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料。这里几乎完全是铝合金的一家天下。

此外，铝合金的加工工艺多种多样。通用性较强。

阳极氧化工艺了解

中和化抛1、纹路深产品用 粗砂带（根据客户 要求选择合适砂 带）； 2、砂带粗细型号 （由粗到细）：60 、80、100、120、 150、铝合金阳极氧 1、作用：除油、脱膜、除蜡（机械打磨会用）；浸泡时间长不影响表面外观； 2、成分：硝酸 3、浓度：滴定测试（300g/L±30g），4H测一次，一 天3次； 4、温度：65±5℃ （自动温控调节） 5、时间：1~6分钟 ◆除油：1~1.5分钟 ◆脱膜、除蜡：4~6分 钟1、作用：除渍、清除铝材表面自然生产的氧化膜、使表面外观效果更均匀，为化抛打基础；对作业时间要求严格；2、成分：氢氧化钠（强腐蚀）3、浓度滴定测试（130g/L±30g），4H测一次，一天3次；4、温度：70±5℃（自动温控调节）5、时间：5~10秒1、作用：去除铝合金表面由于碱洗析出的其他金属氧化物（铜铁镁硅），呈现出铝合金本色（也叫出光）；2、成分：硝酸3、浓度滴定测试（150g/L±30g），4H测一次，一天3次；4、温度：常温5、时间：15~30秒1、作用：增加光泽，化抛时间越长，光泽越高；2、成分：◆有3酸（磷酸6：硫酸2：硝酸0.5）/2酸（磷酸3：硫酸1）区分，富森茂用3酸，加硝酸起保护作用（保护槽、挂具、产品），挂具材质钛合金；◆磷酸、硫酸：起到侵蚀产品高度凸出不平部分提高产品光泽◆硝酸：保护作用 3、浓度： 比重计测试，要求 1.4~1.6； 4、温度：105±5℃ （自动温控调节） 4、时间：10~30秒 5、光泽：可直接测量 6、产品在生产是要不 停翻转摇摆，不会行程 流痕、冲孔 拉丝 酸洗碱洗

化抛 阳极染色高温封孔阳极氧化工艺了解 高温烘烤1、温度：90±10（恒温烤箱）2、时间：10分钟：增加光泽， 化抛时间越长，光泽越 高； 2、成分： ◆有3酸（磷酸6：硫酸 2：硝酸0.5）/2酸（磷 酸3：硫酸1）区分，富 森茂用3酸，加硝酸起 保护作用（保护槽、挂 具、产品），挂具材质 钛合金； ◆磷酸、硫酸：起到侵 蚀产品高度凸出不平部 分提高产品光泽 ◆硝酸：保护作用 3、浓度： 比重计测试，要求 1.4~1.6； 4、温度：105±5℃ （自动温控调节） 4、时间：10~30秒 5、光泽：可直接测量 6、产品在生产是要不 停翻转摇摆，不会行程 流痕、冲孔1、温度：20±2℃2、氧化膜作用：防腐蚀（越厚越好）、耐摩擦（越厚越好）、抗刮、绝缘、美观；氧化膜厚度影响上色时间、深浅，所以不同颜色膜厚不同；3、膜厚:◆浅色6-10um，◆深色10-15um ◆氧化膜厚度与颜色深浅会成正比，浅色系若膜厚越厚，会影响上色时间，后道染色工序不可控；颜色越浅，上色时间越短，颜色越深，上色时间越长4、阳极采用稳压氧化（10~14v），电流自动调节5、时间◆浅色：20~40分钟 ◆深色：40~50分钟 ◆根据氧化膜厚度、 颜色深浅定义氧化时 间 7、成分：硫酸 8、浓度：200±10g/L 1、作用：根据客户要求颜色做出相应颜色；2、成分：色粉、水正常颜色富森茂自己调色；无法调色就外发专业调色厂调色；3、浓度测试PH值：按照正常颜色判断，测量PH值5~8（深色系偏酸性，提高色粉分子活跃度，浅色系调偏碱性，减缓色粉分子活跃度，延长上色时间）；4、温度：常温5、时间：◆浅色：20~120秒◆深色：2~8分钟6、产品在染色过程种要不停翻转摇摆，使槽内色粉更均匀；正常使用气搅拌8、颜色管控：正常以九宫格为主，色差仪辅助（△E≤3.5）1、作用：保护，填充膜孔，提高耐磨、防腐蚀性能；2、成分：醋酸镍、硫酸镍（封孔剂，日本）3、浓度：测镍离子含量，滴定测试，1.0~1.3g/L 水，4H测一次，一天3次；4、温度：85±5（自动温控调节）5、时间：15~25分钟

金属钝化原理

金属钝化原理与应用 机械与汽车工程学院 材料成型及控制工程

金属钝化原理及应用 （材料成型及控制工程） 摘要：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。 关键词：表面处理、钝化、铬酸盐、酸洗钝化 一、概述 钝化现象早在十八世纪30年代即被发现，自此得到了广泛的研究。 钝化现象——通常，电极电位愈正，金属溶解速度愈大。而实际中，常有电位超过一定数值后，电流突然减少，这种现象成为钝化现象。 金属在介质中具有极低的溶解速度的性质称为“钝性”。金属在介质中强烈溶解的性质叫做“活性”。活态向钝态的转变叫做钝化，能够使金属发生钝化的物质被称为钝化剂。钝化现象发生通常与氧化介质有关。有时在非氧化性介质中也可以发生钝化，如镁在氢氟酸中、钼和铌在盐酸中、汞和银在氯离子作用下等。 金属钝化的定义：在一定条件下，当金属的电位由于外加阳极电流或局部阳极电流而移向正方向时，原来活泼地溶解着的金属表面状态会发生某种突变，同时金属的溶解速度急速下降，这种表面状态的突变过程叫做钝化[1]。 金属钝化的两个必要标志：腐蚀速度大幅度下降、电位强烈正移。

金属钝化的特征[2]： ①金属的电极电位朝正值方向移动； ②腐蚀速度明显降低； ③钝化只发生在金属表面； ④金属钝化以后，即使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。 钝化的分类 化学钝化：金属与钝化剂自然作用产生（如：Cr，Al，Ti等金属在含氧溶液中）又称自钝化。 电化学钝化（阳极钝化）：外电流使金属阳极钝化，使其溶解速度大幅降低，并且能够保持高度的稳定性。 阳极钝化和化学钝化的实质是一样的。 机械钝化：在一定环境下金属表面沉积出一层较厚的，但不同程度稀松的盐层，实际上起了机械隔离反应物的作用。 研究金属钝化的意义 金属的钝化现象具有极大的重要性。提高金属材料的钝化性能，促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效控制之一。 二、铬酸盐钝化[3] 1.概述 生产中最常用的钝化方法就是铬酸盐处理，这种方法能够使金属表面转化成以铬酸盐为主要组成的膜以实现钝化处理。金属进行铬酸盐处理的目的如下： ①提高金属或金属镀层的抗腐蚀性能。对于金属镀层来说，在其上的铬酸盐膜不但可以延缓镀层出现腐蚀的时间，而且是镀层对基底金属做到更有效的防护。 ②避免金属表面受到手触的污染。 ③提高金属同漆层或其他有机涂料的粘附能力。 ④获得带色的装饰外观。 2.基本原理 按照一般的见解，金属在含有能起活作用的添加物的铬酸盐溶液中形成铬酸盐转化膜[4]的过程，大致是： ①表面金属被氧化并以离子的形式转入溶液，与此同时氢在表面析出；

钝化处理

铝及铝合金表面钝化处理 一.钝化的意义及机理简介 一般来说，易离子化的金属容易氧化，即容易腐蚀，而事实上并非完全如此，有些金属如铝、镁、铬等虽然易离子化，但由于它们在大气或水中容易生成一层腐蚀产物的薄膜，从而却提高了耐蚀性。通过化学或电化学方法使金属表面状态发生变化，使其溶解速度急剧下降，使耐蚀性提高，此种工艺过程称为钝化。钝化往往伴随阳极电位突然升高，从而使阳极反应难以进行，使金属腐蚀速度减慢或停止。由于钝化能显著提高金属的耐蚀性，故在机械、电子、仪器、日用品、军工器械等领域广泛应用。 关于钝化机理目前存在多种理论，主要有两种，一种是薄膜理论，另一种是吸附理论。薄膜理论认为，在钝化过程中，金属表面生成一层氧化膜。正是由于这一层膜的存在，将基体金属与腐蚀介质分开，达到保护基体金属，使其不被继续受腐蚀。吸附理论认为，在钝化过程中，金属表面形成一层吸附层，主要是氧的吸附层。正是由于这一吸附层的存在，使金属耐蚀性提高。但是上述这两种理论均不能完全解释全部钝化现象，有待进一步完善。 二.表面钝化处理方法 铝及铝合金工件，无论是化学氧化法或阳极氧化法制取的氧化膜都是多孔的，易受污染，耐蚀性不高。例如，铝及铝合金阳极氧化膜是一种具有蜂窝状结构的多于L膜，其微孔数量达4～77×109个/cm2，比表面积非常高。因此，使得氧化膜的表面具有极高的化学活性，空气中或者使用环境中的腐蚀介质或污染物极易被吸附到膜孔内，所以未经封闭处理的铝合金阳极氧化膜耐蚀性和抗污染能力均不高。即使氧化膜在染色后也应进行钝化或封闭处理，以提高其耐蚀性。 1.化学氧化后钝化处理 铝及铝合金工件化学氧化后钝化处理的工艺条件及钝化液配方。 2.阳极氧化后钝化处理 铝及铝合金工件阳极氧化后钝化处理的工艺条件及钝化液配方。 3.氧化膜的封闭处理 氧化膜的封闭实际上就是封闭氧化膜的微孔，孔处理。铝及铝合金阳极氧化膜的封闭方法很多，如下：降低其表面活性，因此也称为封主要可分为以下几种方法，分述如下： (1)水合封闭法水合封闭的基本原理是氧化膜和孔壁的A1203在较高温度的热水或水蒸气

铝的阳极氧化和电解着色

实验二铝的阳极氧化和电解着色 一、内容提要 采用直流阳极氧化技术在铝表面生成阳极氧化膜，并对其进行染色或电解着色处理。 二、目的要求 通过实验掌握铝的硫酸阳极氧化基本原理，并了解铝的装饰性阳极氧化及染色和电解着色的一般工艺过程。 三、实验关键 1. 掌握铝的硫酸阳极氧化技术和铝阳极氧化过程中氧化膜的生长规律。 2. 掌握铝阳极氧化膜的染色或电解着色原理。 四、实验原理 铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。后者虽然能使金属稍微有些钝化，但由于它太薄，孔隙率大，机械强度低，不能有效地防止金属腐蚀。用电化学方法即阳极氧化处理后，可以在其表面上获得厚达几十到几百微米的氧化膜。后者的耐蚀能力很好。硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度在5 - 20微米之间，硬度较高，孔隙率大，吸附性强，容易染色和封闭。而且具有操作简便、稳定、成本低等特点，故应用最为广泛。 当把零件挂在阳极上，阴极用铅棒，通入电流后，发生如下反应 阴极上2H+ + 2e → H2 ↑ 阳极上Al-3e → Al3+ 6OH-→ 3H2O+3O2- 2Al3+ + 3O2-→ Al2O3 + 399 (卡) 硫酸还可以与Al、Al2O3发生反应 2Al + 2H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3H2↑ Al2O3 + H2SO4→ AL2(SO4)3 + 3H3O 铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中发生和发展的。通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层，或阻挡层)，它虽只有0.01 ~ 0.015 m，可是具有很高的绝缘性。硫酸对膜产生腐蚀溶解。由于溶解的不均匀性，薄的地方(孔穴)电阻小，离子可通过，反应继续进行，氧化膜生长，又伴随着氧化膜溶解。循环往复。控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。

金属钝化的基本原理是什么

1、金属钝化的基本原理是什么? 常温下，Fe或者Al遇到浓H2SO4或者浓HNO3都发生钝化。因为表面被氧化成一层致密的氧化膜，使金属不再被氧化。 我们知道，铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。 金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。 金属是如何钝化的呢？其钝化机理是怎样的？首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快的溶解。 金属表面的钝化膜是什么结构，是独立相膜还是吸附性膜呢？目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。成相膜理论认为，当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、复盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的溶解速度大大降低，而呈钝态。实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，钝化膜是怎样形 成的？当金属阳极溶解时，其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方面，溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累。另一方面，界面层中的氢离子也要向阴极迁移，溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移。结果，阳极附近有OH-离子和其他负离子富集。随着电解反应的延续，处于紧邻阳极界 面的溶液层中，电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是，溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜，这膜往往很疏松，它还不足以直接导致金属的钝化，而只能阻碍金属的溶解，但电极表面被它覆盖了，溶液和金属的接触面积大为缩小。于是，就要增大电极的电流密度，电极的电位会变得更正。这就有可能引起OH-离子在电极上放电，其产物（如OH）又和电极表面上的金属原子反应而生成钝化膜。分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组成（如铁之Fe2O3），但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐及难溶硫酸盐和氯化物等组成。

铝氧化和钝化的区别

阳极氧化、化学氧化（钝化、铬化）及其区别 ★阳极氧化的概念:铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程.阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧 1★阳极氧化的作用: ☆防护性 ☆装饰性 ☆绝缘性 ☆提高与有机涂层的结合力. ☆提高与无机覆盖层的结合力 ☆开发中的其它功能 2、铝合金的化学转化膜处理（化学氧化，钝化，铬化） ★铝合金的化学转化膜通过化学氧化取得，可参考美军标MIL-C-5541。 ★为什么要进行铝合金的化学转化膜处理？ ☆加强铝合金的防锈能力。 ☆可以起稳定接触电阻的作用。(曾经一客户产品要求导电氧化，其目的就是起稳定接触电阻及导电作用) ☆转化膜较薄(约0.5~4um)，质软、导电、多孔，有良好的吸附能力，通常做为油漆或其他涂料的底层。 ☆不改变材料的机械性能。 ☆设备简单、操作方便、价格便宜。 ☆不影响工件尺寸。 ★转化膜厚度 铝合金表面的化学转化膜较薄约0.5~4um，转化膜是一种凝胶体，很难直接测量，通常只是称量工件化学氧化前后的重量，或以表面色泽和盐雾试验来判断氧化膜的耐蚀能力。 ★划伤后的防腐功能 铝合金表面的化学转化膜是一种凝胶体，此胶体在转化膜划伤后可以移动，划伤痕周围的凝胶会移动至划伤表面，结合在一起，继续、阻挡铝合金被腐蚀，仍然有防腐功能。 ★颜色 铝合金化学转化膜的色泽有灰色、白色、草绿色、金黄色、彩虹色，转化膜的最终色泽，由采用的转化膜药水、操作工艺条件有关。 3、阳极氧化与导电氧化的区别 1）.阳极氧化是在通高压电的情况下进行的，它是一种电化学反应过程；导电氧化（又叫化学氧化）不需要通电，而只需要在药水里浸泡就行了，它是一种纯化学反应。 2）.阳极氧化需要的时间很长，往往要几十分钟，而导电氧化只需要短短的几十秒。 3）.阳极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米，并且坚硬耐磨，而导电氧化生成的膜仅仅0.01—0.15微米左右。耐磨性不是很好，但是既能导电又耐大气腐蚀，这就是它的优点。 4）.氧化膜本来都是不导电的，但因为导电氧化生成的膜实在是很薄，所以就是导电的了 4、前处理 铝在空气中极不稳定，易生成用肉眼也难以识别的氧化膜。由于铝件加工工艺的不同铸造成型，或是由延压板材直接剪切而成，或是机械精细加工成型，或是经不同工艺成型后又经热处理或焊接等等，经上述不同的加工工艺，工件表面会留下不同状态、不同程度的污物或痕迹，在前处理工序中必须根据工件表面的实际情况选择前处理的工艺方法。 精细加工件在前处理工序中需要注意的问题:精细加工件虽然表面的自然氧化膜才初生成、较易清除，但油腻重，特别是孔眼内及其周围(因机加工过程中润滑需要而添加的)，这类工件必须先经有机溶剂清洗，若直接用碱洗不但油腻重难以除净，且精细加工面承受不了长时间的强碱腐蚀，结果还会影响到工件表面的粗糙程度和公差的配合，最终成为废品。 铸造成型件在前处理工序中需要注意的问题:铸造成型件并非所有表面都经过机械加工的，未经机加工的表面留有浇铸过程中形成的过厚氧化层，有的还夹有砂层，一般情况下，机加工或喷砂方法先除去这一部位的原始氧化膜，或是经碱洗后再加工，

阳极氧化的工艺简介与维护

阳极氧化的工艺简介与维护 （1）铝氧化的概念：铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程称为阳极氧化。（2）铝氧化的优点：1：铝材轻，易造形。2：工艺流程简单，控制易。3：各种单色或双色外观选择。4：氧化膜硬度高，耐损耗（硬度为200—400HV）。5：耐气候强。（3）硫酸阳极氧化的工艺特点：成分简单稳定，操作容易，成本低廉，常温阳极氧化可获得厚5-25UM的无色透明，多孔吸附性强，容易着色的氧化膜。（4）氧化膜的生成过程：氧化膜的生成是在生长和溶解这对矛盾运动中发生和发展的。（5）装饰性阳极氧化常见工艺流程：工件——前处理——氧化处理——染色——封孔——成品A：前处理工艺：A1除油：由于铝材在前段工艺加工过程中，一方面由于环境因素以及储存堆放搬运会使铝材上粘附有灰尘等污物，另外加工过程中会用到各式各样的油脂，如拉伸油，保护腊等，因此除油工艺就变得非常重要，否则就会使后面的工艺受到影响，主要是因为铝材表面粘附有油污会使工件处理后表面状况不均匀从而影响最后产品的表面状况。化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，以出去皂化性油脂；利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂。A2碱蚀：碱蚀的目的是除去残存的自然氧化膜，脱脂溶解基体的残留物，深入基体表面的油脂等污物，除去工件表面的变质合金层，消除模具痕，划伤等其它表面缺陷，调整和整平基体表使其均匀一致。碱蚀的各成分和工艺条件的影响：1：氢氧化钠：碱蚀槽中的岢性碱系指游离量。其含量对于保障碱蚀质量，防止水解均起重要作用。40克每升以下碱蚀速度随氢氧化钠升高而加快，几乎成线性关系；50-60克每升之间碱蚀速度基本相同；大于70克每升碱蚀速度又随浓度升高而加快，所以控制在50-60克每升最好。2：温度：随温度升高，碱蚀速度呈线性升高，温度大于70摄氏度易产生过腐蚀，温度过高还会导致晶间腐蚀加剧，温度低于40度碱蚀速度很慢，挤压丝纹不易消除。最好在50-60下使用。3：时间：碱蚀时间受碱浓度，温度，铝离子容存量的影响，通常在50-60克每升碱量和50-60摄氏度下碱蚀2-5分钟是适当的。时间太短挤压纹不能消除，太长则易产生过腐蚀。A3化学抛光：通常为了获得较光亮的外观，可以有选择性的对铝型材进行化学抛光，配制化学抛光药水时需遵守浓硫酸的稀释原则。A4打砂，有时我们需要获得粗细均匀的砂面效果，需要对工件进行打砂或喷砂处理，通常用的较多的为酸性打砂。A5除渍，通常碱蚀，打砂，化学抛光后都必须进行除渍处理，除去工件表面的灰膜。B阳极氧化氧化膜特点：1透明度高：一般硫酸氧化膜无色，透明度高，易染色。铝越纯，其氧化膜透明度越高，合金元素Si,Fe,Mn会使透明度下降。2性能好：耐蚀性，耐磨性，硬度好。3颜色与氧化条件密切相关，当电流密度，溶液温度变化时，膜颜色也变化。4成本低：硫酸价格低，操作简单，电解电压低，耗电少，电解液中不含有毒物质。氧化槽溶液配方与工艺条件配 方工艺参数硫酸 (A.R) 160-200克每升铝离 子少于20克每升温 度 18-23摄氏度电 压 12-15伏电流密 度 0.8-2.0安每平方分米阴极材 料纯铝或铅锡合金板时 间 20-60分钟搅

钝化及阳极氧化的资料

钝化【dùn huà】 钝化的定义 一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。 钝化的机理 我们知道，铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。 金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。 金属是如何钝化的呢？其钝化机理是怎样的？首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快的溶解。 金属表面的钝化膜是什么结构？是独立相膜还是吸附性膜呢？目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。 成相膜理论认为，当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、复盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的溶解速度大大降低，而呈钝态。实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，钝化膜是怎样形成的？当金属阳极溶解时，其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方面，溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累。另一方面，界面层中的氢离子也要向阴极迁移，溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移。结果，阳极附近有OH-离子和其他负离子富集。随着电解反应的延续，处于紧邻阳极界面的溶液层中，电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是，溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜，这膜往往很疏松，它还不足以直接导致金属的钝化，而只能阻碍金属的溶解，但电极表面被它覆盖了，溶液和金属的接触面积大为缩小。于是，就要增大电极的电流密度，电极的电位会变得更正。这就有可能引起OH-离子在电极上放电，其产

铝及铝合金的钝化

铝及铝合金的钝化 深圳雷邦磷化液工程部编辑 摘要：铝及铝合金工件，无论是化学氧化或阳极氧化得到的氧化膜都是多孔的，易污染的，抗蚀性亦差，即令膜染色后亦应进行钝化戍封闭处理，以提高其耐蚀性。 一、铝及铝合金化学氧化后钝化 铝及铝合金工件化学氧化膜钝化处理见表1。 表1 铝及铝合金化学氧化后钝化液配方及工艺条件 铝及铝合金阳极氧化后钝化膜处理见表2 三、铝及铝合金氧化膜封闭处理 1. 热水封闭 (1)原理 氧化膜表面和孔壁的Al2O3在热水(温度大于80℃)中发生水合反应，生成水合氧化铝，令氧化膜体积膨胀(膨胀率33%～100%)，由于膜膨胀而使孔径变小最终封闭。反应式为: Al2O3 + H2O →2AlO(OH) →Al2O3 ·H2O 热水用蒸馏水或去离子水，不用自来水，因自来水易生水垢吸附于孔中令膜透明度下降。普通自来水中的Cl-、SO42+、PO43-、Cu2+均有封孔，因而有害。 (2)工艺 温度：95～100℃。 pH值：5. 5～6 (用乙酸调节)。 时间：10～30min。 2. 蒸汽封闭 (1)原理与热水封闭相同。 (2)特点封闭速度快，不受pH值影响，膜的耐蚀性高。在着色孔封闭时，染料损失比热水封闭时少。缺点是:压力容器费用高;大型工件封闭，不能连续操作，厚氧化膜处理时易破裂，成本较高。 (3)工艺

温度:100～110℃。 压力:0. 05～0. 1 MPa。 时间(按膜厚度计):4～5min/μm。 3金属盐封闭 将阳极氧化膜浸在金属盐溶液中进行封闭，称为金属盐封闭。所用金属盐有铁、钻、镍、辐、锌、铜、铝等醋酸盐，硝酸盐，硫酸盐。其封孔机理是:金属盐水溶液进人阳极氧化膜微细孔发生水解，产生氢氧化物沉淀，将孔封闭，目前常用有重铬酸盐封闭及水解盐封闭。 (1)重铬酸盐封闭 ①原理在重铬酸盐水溶液中，氧化吸附了重铬酸盐后发生化学反应，生成碱式铬酸铝[Al(OH)CrO4]和重铬酸铝[Al(OH)Cr2O7]，这些生成物填充进膜孔隙，从而起到封孔作用。 ②溶液配方及工艺条件见表3. a. 工件要求封闭处理前，工件一定要清洗干净，以免将酸带入封闭槽中。此外，应防止工件与槽接触，以免破坏氧化膜。 b. 二对封闭液中杂质进行限制当SO42+ > 0. 2g/L时，可加人适量铬酸钙(CaCrO4)沉淀过滤排除，否则会令封闭工件色变淡且发白;当SO42+ > 0.02g/L时，可添加硫酸铝钾[K2Al2(SO4)4.24H2O]0.1～0.15g/L，否则会令封闭工件发白，耐蚀性下降。当C l- > 1.5 g/L时，封闭液需稀释或更换，否则会对工件氧化膜产生腐蚀。 (2)水解盐类封闭 ①原理利用金属盐被氧化膜吸附后，发生水解作用，生成氢氧化物沉淀，填充在孔隙内，达到封闭目的。常用金属盐有Co、Ni盐类，反应式为： NiSO4 + 2H2O →Ni(OH)2↓+ H2SO4 封孔过程如下。 a. 水合过程产物(透明物)将孔封住。 b. 加水分解。在微孔中产生氢氧化物沉淀。 c. 这些沉淀物与染料分子发生化学反应，形成金属铬合物。 ②水解盐封闭溶液配方及工艺条件见表4。

三价铬钝化原理与基础配方

一、钝化机理 三价铬钝化膜的形成机理类似于六价铬钝化, 但是不包括六价铬还原成三价铬这一步骤。首先是在酸性介质中锌被氧化剂氧化并与三价铬形成锌铬氧 化物, 同时消耗酸使得接触界面的pH 升高, 然后在pH 增大的情况下三价 铬化合物在表面析出, 形成一层由锌铬氧化物组成的胶状膜。可用以下步骤表示: 锌的溶解: Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2 或4Zn+ NO3- + 9H+ =4Zn2+ + NH3 + 3H2O 膜的形成: Zn2+ + xCr(Ⅲ) + yH2O =ZnCr x O y+2yH+ 二、配方组成 2.1三价铬离子（主成膜剂）：硫酸铬、硝酸铬、氯化铬 2.2络合剂（产品稳定剂）：各大生产商所使用的络合剂不外乎两体系三种原料：有机酸体系－草酸、柠檬酸（通常所用的紫红色药水都是这个体系）；氟体系－氟化钠，氟化铵，氟化氢铵（通常所用的绿色透明药水都是这个体系）。 2.3氧化剂：现在主要用硝酸根离子。 2.4其它金属离子目的是为了提高耐蚀性并调整钝化膜的颜色。用的最多的有钴、镍及一些稀土元素。当锌层中含有镍、铁等金属时, 则可能得到黑色的钝化膜, 如Bishop 等人使用三价铬- 磷酸体系在含有镍的锌合金中得到了黑色的钝化膜。 2.5其它阴离子与金属离子的性质差不多，也是一种成膜促进剂。三．配方设计

3.1一度市场上卖的很火的兰白钝化粉配方研究 CrCl38~12g/L NaF 6g/L HNO3 6ml/L 这个配方主要特点：蓝度高，光亮好，发蓝速度快。但其盐雾效果极差，只适合低端市场。 这一配方还有一致命缺陷，在使用或放置一段时间后，就不能用。使用过的朋友应该能充分感受其中的痛苦。 这是因为：在些配方中氟离子起络合和发蓝作用。由于氟离子对铬的络合作用相对较强，在放置一段时间后，氟离子与铬完全络合，工作液中完全没有氟离子的存在，因此就达不到发蓝的效果。 这点可以从其工作液在工作或放置一段时间后，pH值反而降低来证明。因为氢氟酸属弱酸，在水溶液中的解离度不高。但氟与铬形成络合离子后，氢离子被释放出来，从而降低了工作的PH值。 HF＋Cr3+à[Cr(H2O)6-X F X](3-X)+＋H＋ 因此，产家配套了发蓝粉（氟化铵），提供氟离子，并适当提高工作液P H值。 3.2 现提供两个蓝白配方 配方一： Cr2(SO4)36H2O 7g/L CoSO47H2O 2.5g/l NaNO34g/L

揭开金属钝化的神秘面纱

题目：揭开金属的神秘面纱姓名：金柱 学号：g2******* 任课老师：何积铨

揭开金属钝化的神秘面纱 摘要 本文介绍了金属的钝化及其在工业生产中的应用，介绍了金属钝化理论：成相膜理论和吸附膜理论，以及两者的简要对比，介绍了金属钝化理论研究的新的进展，即金属钝化的电子理论和钢铁钝化双极膜学说的研究。 关键词：金属钝化；成相膜理论；吸附膜理论；电子理论；双极膜理论 引言 金属的腐蚀给国家带来的损失是巨大的。金属腐蚀后轻则色泽、外形和机械性能等方面受到影响，重则造成仪器、仪表的不能使用，停工停产。产品和环境的污染，厂房的倒塌严重威胁人们的生命和健康。而金属的饨化却能给人们和国民经济带来好处，所以逐步被人们所重视和利用。 所谓钝化是指很多金属与空气中的氧作用(例如铝)或与强氧化剂(钝化剂)作用(例如铁与浓硝酸)或进行阳极氧化时，由于金属表面状态的改变，金属的阳极过程（如Me-ne-→Me n+或2OH--2e→H2O+1/2O2)受到阻滞，而使金属本身的化学活动性大大降低，而耐腐蚀性大大增强的现象和过程。 研究钝化现象有很大的实际意义。因为处一钝态的金属具有很低的溶解速度，因此可能用它来达到减缓金属腐蚀的目的。为了提高金属的防护性能，可采用化学方法或电化学方法，使金属表面覆盖一层人工氧化膜。这种方法就是通常说的氧化处理或发蓝。它在机械制造、仪器制造、武器、飞机及吝种金属日用品中，作为一种防护装饰性覆盖层而广泛地被采用。比如一般钢铁经常采用浓硝酸、亚硝酸钠、重铬酸钾等溶液进行钝化处理，在铁中加入某些易钝化的金属成分(如铬、镍、铂、铁等)冶炼成吝种不锈钢在强氧化性酸中极易钝化，因此可用这类合金钢代替贵金属制造与强氧化性介质相接触的化工设备。

阳极氧化

阳极氧化铝板 阳极氧化铝板:苏州上宇铝业 是将铝板置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝板氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。阳极氧化后的铝板，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性，耐击穿电压高达2000V ，增强了抗腐蚀性能，在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理。 二、阳极氧化铝板应用范围 阳极氧化铝板广泛应用在机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，建筑装饰，机器外壳，灯具照明、电子消费品、工艺品、家用电器、室内装潢、标牌、家具、汽车装饰等行业。 三、阳极氧化铝板术语 1、表面预处理 （1）光亮化brightening 用化学或电化学抛光的方法，使金属表面光亮的过程。 （2）光亮浸渍bright dipping 金属在溶液中浸渍后，使金属表面光亮。 （3）抛光polishing 减小金属表面粗糙度的过程。 （4）软轮磨光buffing 金属表面通过旋转的软轮进行抛光。轮上所用的磨料为含有细小研磨粒的悬浊液、膏体或粘性油脂。 （5）电解光亮化electrobrightening 用适当的电解处理方法使金属表面光亮化。 （6）电解抛光electropolishing 铝在适当的电解液中作为阳极的抛光处理。 （7）电解浸蚀electrolytic etching 铝在适当的溶液中用电解法所进行的浸蚀。 （8）化学光亮化chemical brightening 铝浸入溶液中使其表面光亮化的处理。 （9）化学抛光chemical polishing 铝浸入化学溶液中的抛光处理。 （10）脱脂degreasing 用机械、化学或电解方法除去表面的油脂。 （11）酸洗pickling 通过化学作用（一般在酸里），除去表面的氧化物或其他化合物。 （12）清洗cleaning 用弱酸、弱碱溶液、溶剂及其蒸气，清除表面油脂和污垢的处理方法。这种处理可以采用化学或电解法。 （13）除灰desmutting 除去附着在铝表面上的灰状物（例如：铝在碱洗之后再浸入硝酸溶液中的处理俗称出光）。 （14）去氧化物处理deoxidizing 除去表面的氧化物。 （15）浸蚀etching，etch 金属材料的表面在酸性或碱性溶液中，由于表面全部或局部溶解使其粗糙化。酸浸蚀过程可以在通电或不通电的条件下进行。这种方法也可用于电解电容器铝箔、印刷电路板和装饰性结构等特殊生产工艺。 （16）刷光brushing 表面进行机械清理的一种方法，通常用旋转的刷子。 （17）磨光grinding 采用附着在刚性或柔性物体上的磨料去除表层物质的过程。 （18）带式磨光belt grinding，belt polishing 一种机械处理铝件的方法，铝件与粘有磨料的环行条带摩擦接触。 （19）滚筒磨光tumbling 为改善金属表面的光洁度，在滚筒中（有无磨料或弹丸均可）批量处理铝件的过程。 （20）喷磨abrasive blasting 用空气流将刚玉或玻璃砂射向物体表面的处理方法。也可采用悬浮在水或其他液体中的细小磨料进行喷磨（湿喷或蒸喷）。

金属钝化原理

金属钝化原理与应用机械与汽车工程学院 材料成型及控制工程

金属钝化原理及应用 （材料成型及控制工程） 摘要：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显着下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。 关键词：表面处理、钝化、铬酸盐、酸洗钝化 一、概述 钝化现象早在十八世纪30年代即被发现，自此得到了广泛的研究。 钝化现象——通常，电极电位愈正，金属溶解速度愈大。而实际中，常有电位超过一定数值后，电流突然减少，这种现象成为钝化现象。 金属在介质中具有极低的溶解速度的性质称为“钝性”。金属在介质中强烈溶解的性质叫做“活性”。活态向钝态的转变叫做钝化，能够使金属发生钝化的物质被称为钝化剂。钝化现象发生通常与氧化介质有关。有时在非氧化性介质中也可以发生钝化，如镁在氢氟酸中、钼和铌在盐酸中、汞和银在氯离子作用下等。 金属钝化的定义：在一定条件下，当金属的电位由于外加阳极电流或局部阳极电流而移向正方向时，原来活泼地溶解着的金属表面状态会发生某种突变，同时金属的溶解速度急速下降，这种表面状态的突变过程叫做钝化[1]。 金属钝化的两个必要标志：腐蚀速度大幅度下降、电位强烈正移。 金属钝化的特征[2]：

①金属的电极电位朝正值方向移动； ②腐蚀速度明显降低； ③钝化只发生在金属表面； ④金属钝化以后，即使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。 钝化的分类 化学钝化：金属与钝化剂自然作用产生（如：Cr，Al，Ti等金属在含氧溶液中）又称自钝化。 电化学钝化（阳极钝化）：外电流使金属阳极钝化，使其溶解速度大幅降低，并且能够保持高度的稳定性。 阳极钝化和化学钝化的实质是一样的。 机械钝化：在一定环境下金属表面沉积出一层较厚的，但不同程度稀松的盐层，实际上起了机械隔离反应物的作用。 研究金属钝化的意义 金属的钝化现象具有极大的重要性。提高金属材料的钝化性能，促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效控制之一。 二、铬酸盐钝化[3] 1.概述 生产中最常用的钝化方法就是铬酸盐处理，这种方法能够使金属表面转化成以铬酸盐为主要组成的膜以实现钝化处理。金属进行铬酸盐处理的目的如下： ①提高金属或金属镀层的抗腐蚀性能。对于金属镀层来说，在其上的

铝合金阳极氧化与表面处理技术

铝合极氧化与表面处理技术 第一章引论 1.铝及铝合金的性能特点 密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可焊接；易表面处理 2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1）腐蚀性：（1）酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀；（2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐蚀， 碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应生 成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶液中， 铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐 蚀。点腐蚀。 2）腐蚀形态：点腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关 电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的 金属受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀：两个表面接触存在缝隙，该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙产生腐蚀。 晶间腐蚀：与热处理不当有关，合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以是漆膜，或者其他涂层，一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合 金成分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯 化物； 层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。 3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面？ 表面机械预处理（机械抛光或扫纹等）（2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）（3）电化学处理（阳极氧化或电镀等）（4）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等。

铝表面阳极氧化处理工艺【大解析】

铝表面阳极氧化处理工艺 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。经过阳极氧化处理，铝表面能生成几个微米———几百个微米的氧化膜。比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。 一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬运手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。 （一）脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

（二）碱蚀剂 碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、硝酸钠），结垢抑制剂、（葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂。 （三）中和和水清洗 铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L 硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液，于室温下处理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清

铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析

铝表面阳极氧化处理方法 一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。 （一）脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。 二）碱蚀剂 碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、硝酸钠），结垢抑制剂、（萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂。（三）中和和水清洗 铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L 硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5 分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1 的混合液，于室温下处理5-15 秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L 和氧化铬5-15g/L 的溶液或氧化铬100g/L 加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L 溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40- 60 度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理，所以这道清洗应特别认真，以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留30-40 分钟，制品就需要重新蚀洗和中和。 二、阳极化处理 铝制品表面的自然氧化铝既软又薄，耐蚀性差，不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中，部分基体金属发生反应，使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程，常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可进行着色和封孔处理，表-3 介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比，膜薄得多，抗蚀性和硬度比较低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。 1、阳极氧化膜生成的一般原理