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1、化成處理工藝第一章.化成處理概述一.定義通過化學或電化學處理,在金屬(合金)表面形成穩定化合物膜層的方法,稱為化成處理.二.原理金屬與特定的腐蝕液接触而在一定條件下發生化學反應,由于濃度极化作用和陽极极化作用等,使金屬表面生成一層附著力良好的能保護金屬不易受水和其它介質影響的化合物膜,其典型反應為:mMe+nAz-MemAn+Ze2三.分類(1).氧化物膜:金屬在含氧化劑的溶液中形成的膜層.(2).磷酸鹽膜:金屬在含磷酸鹽或磷酸的溶液中形成的膜層.(3).鉻酸鹽膜:金屬在含鉻酸鹽或鉻酸的溶液中形成的膜層.也稱為鈍化.(4)
2、.有機(金屬)化合物膜:金屬在含有機(金屬)化合物的溶液中形成的膜層3四.化成皮膜特性:(1).在腐蝕性气氛中保護基材能力很強.(2).對基材的附著力強.(3).對涂層的附著性好(4).皮膜接觸電阻小,抗電磁波屏蔽性(EMI)好.(5).對涂裝烘烤溫度有耐熱性.4五.化成處理的目的(1).金屬防腐(2).改善涂料密著性(3).金屬滑動部分的耐摩耗化(4).金屬冷間塑性變形加工的潤滑的皮膜(5).電絕緣材用皮膜(6).塑膠疊片的底地處理(7).法蘭的底地處理(8).電氣及熔融鍍金的前處理皮膜(9).金屬熔射的前處理皮膜5六.
3、化成處理的方向:1.對新式涂料或涂裝方式,開發适合的處理劑2.免保養的處理劑開發3.改善開發可防止公害的皮膜劑4.開發工程簡易化的皮膜劑5.開發大型構造物用化成處理劑6.確立自動管理方式7.開發富可橈性皮膜劑6七.化成處理一般流程:除油水洗活化水洗表調水洗化成水洗八.化成處理要求的特性:1.品質穩定2.耐蝕性好3.導電性佳4.尺寸精密性好5.上漆性好6.無污染,環保,符合ISO140007第二章預處理一.脫脂1.目的:部分去除工件表面離型劑,切削油及其它油脂2.分類:有機溶劑脫脂,乳化劑脫脂,鹼性脫脂,超聲波鹼性脫脂,電化
4、學脫脂3.鹼性脫脂劑組成:NaOH,Na2CO3,Na2SiO3,Na3PO4,Na4P2O7及表面活性劑等84.現代脫脂理論:皂化,乳化,潤濕,滲透,分散,增溶,絡合,卷離.Na2CO3:皂化,緩沖PH值.Na3PO4:皂化,乳化,緩沖PH值.Na2SiO3:皂化,乳化,表面活性.Na4P2O7:緩沖PH值.表面活性,絡合.表面活性劑:降低界面張力,促進皂化,乳化,分散9二.活化:1.目的:去除工件表面剩余離型劑,切削油及表面氧化物.2.使用溶劑:無機酸,有機酸及相應無機鹽類;相關絡合物三.表調:1.目的:去除工件表面活
5、化后Smut,為之后成膜提供潔淨表面,更多的“活性中心”,使膜晶粒更細化均勻.2.使用溶劑:鹼液,鹼性鹽類與表面活性劑..10第三章氧化處理一.機理由於氧化物自金屬/溶液界面液相區的過飽和溶液中析出的結果.形成過程:(1).表面金屬的溶解;(2).溶解產物同化學氧化用的介質發生反應,導致某种中間產物的形成.(3).氧化物自飽和溶液中結晶析出.從電化學觀點講:在金屬與介質組成的體系中,金屬的自溶解可以視作局部電池的作用.在金屬表面上存在著:活性較高部位(純金屬微區)----陽极活性較低部位(晶界,介質,腐蝕產物)----陰极
6、11Keller和Faller曾假定:表面金屬的自溶解是整個化學氧化過程的控制步驟,且自溶解的速度又取決于其表面陽极區的面積,氧化膜的增長速度:dδ/dt=-dSa/dt=k*Sa‘δ----膜厚;t----時間;Sa----金屬表面上陽极區面積;k----常數;dδ/dt----膜的增長速度.JIAUHEP認為:氧化物自其過飽和溶液中結晶析出的過程,對所有膜層的厚度和結構起著決定性的作用,由細晶粒構成的膜是致密的,它同基底金屬結合牢固,最終膜層厚度較薄,粗晶粒構成較厚的膜,結構疏松,與基底金屬結合不牢固.12二.鋼鐵的化
7、學氧化(發黑,發藍)1.定義:鋼鐵在含有氧化劑的溶液中進行處理,使其表面生成一層均勻的藍色到黑色膜層的過程,分高溫化學氧化,常溫化學氧化.2.鋼鐵的高溫化學氧化:(1).機理:采用含有亞硝酸鈉的濃酸性處理液,在140℃左右的溫度下處理15-90min,得到磁性氧化鐵為主的氧化膜,膜厚為0.5-2.5μm,分三個階段:a.形成亞鐵酸鈉:3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3+H2Ob.形成鐵酸鈉:6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+7NaOH+NH3c.形成磁性氧化鐵:Na2Fe2O
8、4+Na2FeO2+2H2O=Fe3O4+7NaOH13(2).工藝:a.單槽法,雙槽法b.藥劑配方:NaOH,NaNO3,K2Cr2O7,NaNO2等3.鋼鐵的常溫化學氧化:(1).機理:a.Fe置換Cu2+,b.形成硒化銅膜(2).工藝:藥劑配方:CuSO4,H2SeO3,H3PO4,有機酸,十二烷
