化学转化膜-5
一般膜的结合力随温度的升高、酸度与电流密度的 降低和处理时间的延长而增加。
4．硬度和耐磨性 阳极氧化膜非常硬，使铝件的耐磨性大幅度提高。 5．柔韧性 膜的脆性直接随厚度增加而增加，膜的性质类似 晶体，稍加弯曲便趋于破裂，但在一定范围内它们都 是有弹性的，裂纹极细，除非剧烈变形，不会显著影 响膜的保护性能。在较高温度下，使用交流电进行氧 化可获得弹性较好的膜层。
工业上的化学氧化处理采用碱性溶液加适当的抑制 剂。
三、阳极氧化工艺
1．预处理 阳极氧化预处理与前面所述铝件预处理相同，其中 碱腐蚀处理要求较严格。
脱脂→大类氧化处理工艺。 (1)防护装饰性的阳极氧化
这种氧化膜一般为8—20μm厚的无色多孔膜，是优良 的可着色膜。 一般采用硫酸电解液，也使用草酸、铬酸溶液。硫酸 法最早由英国提出，但在美国最先被大量采用和发展 。
①按其形成机理 分为化学转化膜和电化学转化膜； ②按其成分 有氧化膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、草酸盐膜； ③按其用途， 可分为功能性膜如耐磨、减摩、润滑、电绝缘、 冷成形加工、涂层基底等及防护性、装饰性膜； 以化学方法形成的有磷化膜、铬酸盐钝化膜、草 酸盐膜、化学氧化膜等。 这些方法广泛用于处理钢铁、铝、锌等金属材料 。
区别: 与电镀层、化学镀层或有机涂层等其它表面处理层相比 转化膜： ①基体金属发生溶解、参与反应 ②形成的是“难溶的化合物膜层” ③不改变金属外观。
2．转化膜的性质和用途 (1)用于防护和装饰 (2)提高涂膜与基体的结合力 (3)耐磨减摩 (4)适用于冷成形加工 (5)电绝缘性
3．转化膜技术的分类
钢铁表面上的磷化膜是由磷酸锌及少量磷酸 铁组成，但在磷化的初始几秒钟形成的是磷酸铁 和氧化铁组成的混合物膜，然后再生成磷酸锌晶 体，中间并没有明显的界面，是一个整体结构， 有良好的结合力。
磷化膜是多孔的，孔的密度为每平方毫米一 百至数百个，一般占表面膜的0．5％—1．5％ (体积分数)。膜越厚，晶粒越细，孔隙度越低。
一、钢铁的化学氧化 钢铁的化学氧化俗称发蓝处理，膜的主要成分是 Fe3O4。 根据制件的表面状态、材料成分和氧化处理工 艺规范的不同，可获得蓝黑色和黑色的氧化膜。 但这类氧化膜防护性能较差，通过用肥皂或重 铬酸钾溶液处理，或者进行涂油处理，可提高氧化 膜的防护性和润滑能力。
钢铁的化学氧化常用于机械零件、精密仪器与仪表 、武器和日用品的防护与装饰。
6．耐蚀性 阳极氧化膜对制件具有防护性能。 7．膜的电性能 阳极氧化膜都是很好的绝缘体。 8．膜的热性能 阳极氧化膜的耐热性非常高，其保护性能甚至可以 维持到接近基体金属的熔点。
着色技术 金属着色是采用化学或电化学方法赋予金属 表面不同的颜色并保持金属光泽的工艺。
表面着色：是采用化学或电化学方法赋予金属表面不同 的颜色并保持金属光泽的工艺。
第五章 金属的化学处理 （化学转化镀（转化膜））
表面转化膜与着色技术是材料表面工程技术中的 重要分支之一，具有长久的历史，应用非常广泛。 近二十多年来，表面转化膜与着色技术的新工艺、 新方法层出不穷，发展极快。
过去它主要以防护及提高基体与涂层间的结合力 为主要目的，近年来主要在提高产品表面装饰性或赋 予其各种表面特殊性能方面进行研究开发，使转化膜 技术得到了极大的发展。
新鲜的铝表面会很快生成一层氧化膜，但这层膜 厚度一般只有4—5 nm，防护性低，选择适当的溶液 可以得到具有一定防护价值的化学氧化膜。
铝浸在水中就会发生下列反应：
上述反应的结果是在铝表面生成一层薄的氧化膜。
要使膜层加厚，溶液必须能适当地溶解膜层。 当铝进入酸性或碱性溶液时，将同时发生膜的生成 和溶解作用，得到一定厚度的膜层。
工艺条件是： 工业硫酸5％—22％(质量分数)， 溶液中含氯化物不超过0．02％(质量分数)， 电流密度1—1.5A/dm2， 槽液温度(20±2)℃ (13—26℃均可进行装饰性氧化)，
处理时间20—40min，电压为10—20V。
电化学氧化
电化学氧化→阳极氧化 用于轻金属材料的表面处理。 轻金属材料 优点：重量轻、导电导热性好； 缺点：耐腐蚀性差，容易产生晶间腐蚀，耐磨性比较 低。 通过阳极氧化处理，可在轻金属材料表面生成一层厚 度达几十到数百微米的氧化膜。 根据不同用途，阳极氧化膜可赋予表面防护、装饰性、 耐磨性、绝缘、隔热、光学性能等。
4．磷化膜的性质 高温磷化法从磷酸锰中得到的磷化膜具有较好 的防护性。磷化膜一般只有配合其它处理时，防护 性才大大提高，特别是作为有机涂层基底非常有利。 这种配合处理，其防护性有时大于金属镀层。
化学氧化
化学氧化处理特点： 成本低，设备简单，处理方便，使用范围不断扩大 。 化学氧化处理→ 在铝、铜、钢铁、锌、锡、镉等金属及其合金上进 行，获得不同性能、不同颜色的氧化膜。
2．孔隙度 膜的孔隙度对于耐腐蚀性、耐磨性以及对于膜上着 色和封孔的难易程度都有很大影响。 膜的微孔是由电解质溶液的溶解所致。它是溶液性 质和操作条件的函数，也与金属表面的光滑程度有 关，表面越光滑，孔隙度越小。
3．结合力 氧化膜的结合力是非常强的，但沿着垂直于表 面的方向易于横断破裂，即当弯曲时膜成平行线破 裂，而不像电镀层那样剥落。
其它金属的着色方法
其它金属着色多数是在金属基体或易 着色的金属镀层上直接进行的。 采用化学或电化学方法，在金属表面 产生一层有色膜或干扰膜；
这层膜层很薄(仅25—55nm)，有时几乎没有 颜色。而当金属表面与膜的表面发生光反射 时，部分波长的光波因为相互干涉而相互抵 消，形成各种不同的色彩。 当膜的厚度逐步增长时，色调随之变化， 一般自黄、红、蓝到绿色，直至显露膜层自 身的颜色。由于膜的厚度很难控制均匀，着 色膜易显现彩虹色或花斑的染色。
锰系
锌系 锌—锰系 锌—钙系磷化 高温(90℃以上) 中温(60-70℃) 低温(30—50℃) 常温(室温)磷化等。
一、钢铁磷化膜形成基本原理 1．磷化膜的形成
金属浸入热的稀磷酸溶液中，会生成一层磷酸亚铁 (锌、铝等)膜。 但这种膜防护性能差，通常的磷化处理是在含有 Zn2＋、Mn＋、Ca2＋、Fe2＋等离子的酸性溶液中进行 的。
磷化膜的形成：
金属浸入热的稀磷酸溶液中，会生成一层磷酸亚铁(锌、 铝等)膜。 磷化膜是多孔的，孔的密度为每平方毫米一百至数百个， 一般占表面膜的0．5％—1．5％(体积分数)。膜越厚，晶 粒越细，孔隙度越低。
磷化膜可在很多金属表面上形成，而以钢铁磷化处理应用 最广。 钢铁磷化膜按其厚度可分为厚膜和薄膜。 根据其处理溶液成分或温度：分为
四、阳极氧化膜的性能
1．膜的厚度 在整个生长过程中，膜厚并不是与时间严格地成直 线关系，而是随着处理时间的延长，膜的生长速度 与被电解质溶解的速度达到平衡，膜厚达到极限。
铝在常规电解液中形成的膜厚度为：铬酸溶液中3— 6μm，草酸溶液中10—60μm，硫酸溶液中防护装 饰性膜8-20μm，硬质膜40-μm。
吸附着色法是将生成了转化膜层的工件浸入加有无机盐 或有机染料的溶液中，无机盐或有机染料首先被多孔膜 吸附在表面上，然后向微孔内部扩散、渗透，最后堆积 在微孔中，使膜层染上颜色。
电解着色：电解着色是把经阳极氧化的铝及其合金放入 含金属盐的电解液中进行电解，通过电化学反应，使进 入氧化膜微孔中的重金属离子还原为金属原子，沉积于 孔底无孔层上而着色。
氧化膜生成过程中，开始时金属铁在碱性溶液中 溶解，在界面处形成氧化铁的过饱和溶液，此后氧化 铁晶体成核长大，形成一层连续的氧化膜，将金属表 面覆盖。 氧化膜的致密程度取决于晶核形成速度与晶体长 大速度之比。比值越大，膜层越致密，反之，则膜层 结晶越粗大、疏松，膜层也越厚。
二、铝及铝合金的化学氧化
氧化在碱性溶液中进行，氧化后没有氢脆影响 ，像弹簧钢、细钢丝及薄钢片件也常用氧化膜作为 防护层。
钢铁的化学氧化常用强碱溶液，称为碱性氧化法。 即在较高温度(130℃以上)下，在氢氧化钠溶液中加 入氧化剂(硝酸钠或亚硝酸钠)进行处理。
铁反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2FeO4) ，然后两者相互作用，生成磁性氧化铁(Fe3O4)膜
氧化膜的生成是两个不同过程同时进行的结果： 一个是电化学过程，它产生氧并与铝作用生成 Al2O3， 另一个是化学过程，生成的Al2O3膜被电解液溶 解成为多孔层。 没有溶解过程，Al2O3膜就不能导电，反应 不能继续。其次，氧化膜的生成速度必须大于 溶解速度，否则膜层不能增厚。
(2)硬质阳极氧化 硬质阳极氧化膜具有良好的耐磨性和隔热性 ，厚度一般在40μm以上，是专门用作强化铝表 面的功能性膜。
一、铝和铝合金的着色 铝和铝合金容易生成阳极氧化膜，阳极氧化膜层 是最理想的着色载体，所以铝材是最容易着色的金属， 其主要的着色方法分为自然显色法、吸附着色法和电解 着色法三类。
自然染色：在一定的电解液和电解条件下，将金属进行 阳极氧化处理时，由于电解质溶液、合金材料的组分及 合金组织结构状态不同而产生不同的颜色。
二、钢铁磷化工艺 1．预处理 a.脱脂浸蚀预处理
b.涂漆前磷化必须有表面调整工序 对于非涂装的防护磷化(厚膜)，表面调整可大大提高 其防护性。 表面调整的方法很多，包括机械方法(如擦、刷、喷 砂等)和化学方法(如钛盐、草酸、镍盐、铜盐等)， 其中最有效和最有实用价值的是钛盐活化。
2．磷化
厚膜磷化 通常在较高温度(92℃以上)及较长时间(15— 60min)下形成，膜厚可达20μm以上，膜重可达60g ／m2以上。
为了获得厚而硬的氧化膜，需要改变氧化工 艺条件，降低膜层溶解，增加膜的生长速度。
3．阳极氧化膜的封闭 氧化膜多孔，活性高，吸附性很强，容易被污染 或被腐蚀介质侵入，氧化后的膜层要通过封孔才能达 到最好的耐蚀效果。
封孔一般是使膜层在热水(95℃以上)中水化，使 Al2O3，成为Al2O3· 2O后体积膨胀，使膜孔堵塞，膜 H 层失去活性，从而大大提高耐蚀性。
转化膜的基本特性及用途 1．转化膜的形成方法 通过化学或电化学方法使金属表面形成稳定的化合物 膜层而不改变其金属外观的一类技术.
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表面工程学化学转化膜技术ppt课件
§1 氧化处理
影响氧化膜成膜速度、厚度、致密性的因素：
①氢氧化钠：浓度 δ 膜层疏松、多孔 浓度 δ 防护能力差
②氧化剂：浓度 氧化速度 膜层致密、牢固 浓度 氧化速度 膜层厚而疏松
③温度：T δ 膜层质量下降
④氧化液中铁离子含量： 应有一定量的铁离子，可使膜层致密、结合牢固
⑤钢铁中的含碳量：C% Fe3C δ 发黑后→热水清洗→ 干燥→在105~110℃浸油
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Ch11 化学转化膜技术
二、非铁金属的化学氧化
2、镁合金的化学 氧化
δ 0.5~3µm，膜
层薄、软，作 为底层
§1 氧化处理
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Ch11 化学转化膜技术
§1 氧化处理
为了提高膜层的耐蚀性，凡经1-3号处理 的膜层都要进行封闭处理：
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Ch11 化学转化膜技术
§1 氧化处理
2 钢铁常温化学氧化（常温发黑__节能高效简便、污染小）
1) 钢铁常温发黑机理 置换反应：CuSO4+Fe→FeSO4+Cu
3Cu+3H2SeO3 →2CuSeO3+CuSe+3H2O
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Ch11 化学转化膜技术精品课件15Ch11 化学转化膜技术
§1 氧化处理
3、铜及铜合金的化学氧化
生成CuO或Cu2O膜层，各种不同颜色的膜层
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Ch11 化学转化膜技术
第11章 化学转化膜技术
§11.1 氧化处理 §11.2 铝及铝合金的阳极氧化 §11.3 磷化处理 §11.4 铬酸盐处理
-化学转化膜(课堂PPT)
化学氧化机理
氧 化 膜
通过电化学反应和化学反应在钢铁表面附近生成Fe3O4。 由于Fe3O4在浓碱溶液中的溶解度极小，很快就从 溶液中结
的 晶析出，在钢铁表面形成晶核，
形 晶核逐渐长大，形成一层连续致密的黑色氧化膜。
成
在形成Fe3O4的同时，部分铁酸钠发生水解变为氢氧化铁(含
挂 水氧化铁)
1.0 0.5
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表面技术概论
——化学转化膜
山东科技大学材料学院 2015
主要内容
1 概述 2 钢铁的化学氧化和磷化处理 3 铝及其合金的氧化处理 4 微弧氧化 5 转化膜技术的发展动向
1.概述
1.1 什么是化学转化膜 1.2 化学转化膜的用途
1.概述
化学转 化膜：
将金属部件置于选定的介质条件下，使表 层金属和介质中的阴离子发生反应，生成 附着牢固的稳定化合物。
金属接触部件之间的电偶腐蚀可以大大减小。
对钛、铝及其合金，因表面易钝化而导致电镀层结
涂镀底层 合不良。采用具有适当膜孔结构的化学转化膜作底层，
可以使镀层与基体金属牢固结合。
2 钢铁的化学氧化和磷化处理
2.1钢铁的氧化处理
钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成 一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。
1.2 化学转化膜的用途
锌镀层铬酸盐处理可以得到彩虹色、军绿色、亮 白色、黑色等不同外观。
装饰作用 铝及其合金制品经过阳极化处理后获得多孔膜，
可以染上各种色彩。
润滑和减磨
如磷酸盐膜和草酸盐膜可以同时起到润滑和减摩 的作用，从而允许工件在较高的负荷下进行加工。
防止电偶腐蚀 化学转化膜电阻大，使较活泼的金属电位正移，异
第八章 化学转化膜技术.
钢铁高温化学氧化机理
Fe3O4在碱性溶液中的溶解度极小，钢铁 表面附近生成的Fe3O4很快就从溶液中析 出，在钢铁表面成核，并不断长大，形 成连续的、致密的黑色氧化膜。
钢铁高温化学氧化机理
在生成Fe3O4的同时，部分铁酸钠可能发 生水解，生成氧化铁水合物。 Na2Fe2O4+ （m+1） H2O = Fe2O3 • m H2O +2NaOH 含水氧化铁在高温下失水，形成红色沉 淀物吸附的黑色氧化铁膜上，形成“红 霜”，这是一种缺陷。
第八章 转化膜与着色技术
8.1概述
概念
基体金属＋处理液——难溶性膜层（转化膜） 在一定条件下，金属与特定的腐蚀液接 触发生化学、电化学反应，由于浓差极 化作用和阴极极化作用等，在金属表面 生成一层性质稳定，附着力良好的、能 保护金属的化合物膜。
8.1 概述
金属基体直接参与成膜反应生成，膜与 基体的结合力比电镀、化学镀和热喷涂 等这些外加膜层大得多。 成膜的典型反应式： mM+nAz- → MmAn+nze
钢铁化学氧化
钢铁常温化学氧化（酸性化学氧化或发黑）
80年代以来迅速发展的新技术。 具有氧化速度快, 膜层抗蚀性好, 节能、高 效,成本低,操作简单,环境污染小等优点。 钢铁表面的发黑处理,可得到均匀的黑色或 蓝黑色外观，其表面膜的主要成分是 CuSe ， 功能与Fe3o4相似。
钢铁常温化学氧化
常温发黑溶液在市场有商品供应 ， 其主 要成分是CuSO4、 二氧化硒， 还有各种催 化剂、缓冲剂、络合剂与辅助材料。
钢铁高温化学氧化工艺
溶液的维护
溶液的组分在使用过程中会发生变化， 要定期检测并作调整。 当沸点过高时，表示溶液过浓，易形成 红色挂灰，应加水稀释；沸点过低时， 表示浓度不足，此时不能发蓝或氧化膜 颜色不深，应补加氧化剂或蒸发去水。
化学转化膜
化学转化膜
化学转化膜是金属（包括镀层金属）表层原子与介质中的阴离子发生反应，在金属表面生成附着力良好的隔离层，这层化合物隔离层称为化学转化膜。
转化膜的形成既可以是金属—介质之间的纯化学反应，也可以是电化学反应。
化学转化膜具有防护性、装饰性、导电性、抗蚀性、减磨性、密封性等功能，它的防护性能和装饰性能已被广大用户所认识。
随着科技的发展，对材料表面性能的要求越来越高，对表面防护层的性能要求也越来越高。
化学转化膜由于其优异的性能，越来越受到人们的重视。
转化膜
化学反应机理为：
3Fe＋NaNO2＋5NaOH－－>3Na2FeO2＋H2O＋NH3 6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O－－>3Na2Fe2O4＋7NaOH＋NH3 Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O－－>Fe3O4+4NaOH 在钢铁表面附近生成的Fe3O4，其在浓碱性溶液中的溶解度极 小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核 逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。 在生成Fe3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水 物Na2Fe2O4＋（m＋1）H2O－>Fe2O3· 2O+2NaOH mH 含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜 表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障， 应尽量避免。
表1－1铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件
组成物的质量浓度 /G· L-1 碳酸钠 铬酸钠 配 方 编 号 1 40～60 15～25 2 50～60 15～20 3 40～50 10～20
氢氧化钠
磷酸三钠 硅酸钠 温度/℃ 时间/MIN
2～5
1.5～2 0.6～1.0 85～100 5～8 95～100 8～10 90～95 8～10
3.氧化膜的后处理 钢铁工件通过化学氧化处理,得到的氧化膜其防 护性仍然较差,所以氧化后还需进行皂化处理、浸油 或在铬酸盐溶液里进行填充处理。 4.不合格氧化膜的退除 不合格氧化膜经脱脂后,在10～15％(体积分数) 的HCl或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即可退除,然后 可再重新氧化。
2.1.2钢铁的磷化处理
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)
◇ 钢铁常温发黑机理：钢铁表面的发黑处理,可
化学转化膜
浸油：在105～110℃的机油、锭子油或变压器油中 浸5～10分钟。
（1）高温化学氧化（碱性化学氧化）
钢铁化学氧化单槽法工艺
溶液组成及工艺条件
1
2
氢氧化钠 亚硝酸钠 重铬酸钾
g/L
550～650
600～700
g/L
150～200
200～250
g/L
25～32
温度 氧化时间
℃ 135～145 130～135
g/L 500～600 700～800 550～650 700～800
g/L 100～150 150～200
g/L
100～150 150～200
℃ 135～140 145～152 130～135 140～150
min 10～20 45～60 15～20 30～60
双槽法:将钢铁部件在两个浓度和工艺条件不同的氧化溶液中进行两 次氧化处理，氧化膜较厚，耐蚀性高，能消除零件表面的红色挂灰。
将形成无数微电池。
电 ✓ 在微阳极区发生铁的溶解：Fe = Fe2+ + 2e 化 ✓ 在有氧化剂的强碱性介质中，溶解的铁发生转化，生成偏铁酸： 学 6Fe2+ + NO2- + 11OH- = 6HFeO2 + H2O + NH3
过 ✓ 在微阴极区偏铁酸被还原:
程
HFeO2 + e = HFeO2-
配方1：可以获得保护性能好的蓝黑色光亮氧化膜，
配方2：可以获得较厚的黑色氧化膜。
化学氧化双槽工艺
1.5
膜厚(m)
双槽法氧 化中钢上 氧化膜的 成长
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第6章 化学转化膜
➢表面膜的主要成分：CuSe（硒化铜） ➢发黑溶液：CuSO4, SeO2
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➢发黑溶液：CuSO4, SeO2
Se2 O H2O H2Se3O Cu 4 S F O eFe4 S CO u
F e 2H F2e H 2
3 C 3 u H 2 S3 e C O u 2 C Su e 3 3 S H 2 O eO
（4）填充封闭法
有机物质 如：透明清漆、熔融石蜡，各种树脂及干性油等。
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谢谢！
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N 2 i 2 H 2 O N ( O i)2 H 2 H C 2 o 2 H 2 O C ( O o ) 2 H 2 H
Ni(OH)2, Co(OH)2沉积在氧化膜的微孔中，将孔封闭
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（3）重铬酸盐封闭法
原理：填充及水化双重封闭作用 ✓较高温度下生成碱式铬酸铝及重铬酸铝沉淀于膜孔， ✓热溶液使氧化膜产生水化
缘性，多孔，有很好的吸附能力
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1、氧化膜的形成与生长
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➢发黑溶液：CuSO4, SeO2
Se2 O H2O H2Se3O Cu 4 S F O eFe4 S CO u
F e 2H F2e H 2
3 C 3 u H 2 S3 e C O u 2 C Su e 3 3 S H 2 O eO
（4）填充封闭法
有机物质 如：透明清漆、熔融石蜡，各种树脂及干性油等。
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N 2 i 2 H 2 O N ( O i)2 H 2 H C 2 o 2 H 2 O C ( O o ) 2 H 2 H
Ni(OH)2, Co(OH)2沉积在氧化膜的微孔中，将孔封闭
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（3）重铬酸盐封闭法
原理：填充及水化双重封闭作用 ✓较高温度下生成碱式铬酸铝及重铬酸铝沉淀于膜孔， ✓热溶液使氧化膜产生水化
缘性，多孔，有很好的吸附能力
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1、氧化膜的形成与生长
化学镀及化学转化膜
铝及铝合金阳极氧化膜的应用
•防护层：空气中有足够的稳定性，提高表面耐蚀性
•防护－装饰层： 着色处理可得到各种鲜艳色彩 •绝缘层：很高的绝缘电阻和击穿电压， 可作电解 电容器的电介质或电器绝缘层
•耐磨层：有高硬度， 提高表面耐磨性
•喷漆（电镀）层：底层：多孔、良好的吸附性 提高漆、其他有机物膜（金属电镀层）与基体结合力
>9％完全非晶态
化学镀镍层的特点
Ni-P 合金平衡图
化学镀镍层的特点
非晶态Ni－P镀层的微观显微组织 ×1000
化学镀镍层的性能
非晶Ni－P层在酸性介质中浸泡前后表层P的分布
化学镀镍层的性能
• Ni－P镀层厚度均匀、能精确的控制厚度，省 去镀后加工过程。
• 易于钎焊、抗腐蚀性好。 • 硬度高、镀层经低温处理后可弥散强化，获
化学镀
• 利用合适的还原剂，使溶液中的金属离子有选
化学镀 择地在经催化剂活化的表面上还原出金属镀层
的一种化学处理方法。
金属离子在溶液中得到所需电子 原理 还原成金属而形成镀层。
种类
化学还原镀：还原剂将溶液中金属离子还原； 化学置换镀：被镀金属将溶液中金属离子还原。
化学镀的特点
优点
•不需要直流电源及电解设备，工艺操作方便； •镀层厚度均匀，分散性好； •不受电力线分布不均的影响，适于复杂形状零件； •镀层外观好，较电镀层耐蚀性好，晶粒细，致密空隙少； •可在非导体、塑料、陶瓷、玻璃表面沉积成镀层。
原子氢态理论
化学镀液
主盐 镍盐，提供二价镍离子，用氯化镍或硫酸镍。
还原剂
次磷酸盐，通过氧化脱氢，提供活泼氢原子， 将Ni离子还原成金属，并使镀层中有P的成分。
络合剂
化学转化膜
化學轉化膜承認：檢印：作成：化學轉化膜是金屬表面物質參與化學或電化學反應所形成的膜層，它有良好的附著性。
常用的化學轉化膜有：磷化膜、氧化膜、陽極膜、鈍化膜。
一、磷化膜（發黑）磷酸鹽膜，也稱為磷化膜。
鋼鐵以磷酸鹽處理的成膜過程，即磷化，俗稱發黑.磷化膜為多孔的晶體結構,有磷酸鋅型膜和磷酸錳型膜，磷化處理方法有浸液法和噴液法。
鋼鐵磷化處理的工藝流程①①表中“+”表示需要，“－”表示不需要，“±”表示視情況可要可不要。
②封閉處理在70~90℃的重鉻酸鉀溶液（50~80 g/l）中進行，處理時間為10~15 min。
③據處理目的決定，可用油漆、油料或潤滑劑。
塗油或塗漆，應在磷化後24 h內進行。
④經噴砂後形成的磷化膜質量最佳，但磷化需在噴砂後6 h內進行。
二、氧化膜（發藍）氧化物膜，也稱氧化膜。
鋼鐵經氧化處理的成膜過程俗稱發藍。
發藍膜是一種磷性氧化物，通常膜厚約0.5~1.5 μm，抗蝕性較差，不宜用於戶外，但塗覆油，蠟劃清漆後，防護性及摩擦性能均可改善。
鋼鐵的發藍採用在沸騰的濃溶液中浸漬處理，分單槽、雙槽兩種不同方法。
三、陽極膜陽極氧化膜，也稱陽極膜。
鋁和鋁合金經氧化處理的成膜過程，稱為陽極化。
它是在電解液中以鋁零件為陽極經電解形成的。
普通陽極氧化膜（軟膜）用於防護、裝飾、電絕緣、防接觸腐蝕和無損探傷等。
鋁和鋁合金陽極氧化用的溶液組成和特點四、鈍化膜鉻酸鹽膜，也稱鈍化膜。
銅和銅合金在鉻酸或重鉻酸酸鹽溶液中的處理進程，俗稱鈍化。
鈍化膜很薄，具有防護性，可防止表面因硫化物作用而發暗。
鈍化溶液配方和工作條件是：重氧酸鈉Na2Cr2P7·2H2O 100~150 g/l硫酸（1.83）5~10 g/l氯化鈉4~7 g/l溫度室溫時間3~8 s。
第六章-化学转化膜
Surface of mild steel coupon as observed by SEM before incubation with P. putida mt2 in 6 mM benzoate medium (A) and AFM directly after breakdown of the potential to Emin (B). In panel B, areas with crystalline (cr) and amorphous (am) material can be clearly distinguished from unaltered surface (un). Incubations with Rhodococcus sp. strain C125 gave very similar results.
第六章 化学转化膜
Chemical Conversion Coatings
Chemical Conversion Coatings
• 金属表面在除油、除锈后，为了防止重新 生锈，通常要进行化学处理，使金属表面 生成一层保护膜，该膜通常只有几微米， 主要起增强涂层和底材附着力的作用，较 厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面 化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。
各种磷化方法的特点
6.3 铬酸盐处理（ Chromating）
• 铬酸盐处理是指使金属表面转化成以三价 铬和六价铬组成的铬酸盐主要组成的膜的 一种工艺方法。
• 提高抗蚀能力； • 提高与涂料的黏附能力； • 获得好的装饰效果。
• 铝及铝合金铬酸盐处理
Chromated 6XXX aluminium alloy surfaces.
• (3)低温磷化 磷化处理温度为35～55℃。低温磷 化成膜动力主要依赖配方中的促进剂等物质，形 成的磷化膜薄而致密，平整光滑，槽液稳定，沉 渣较少，能耗小，维护简便，使用综合成本低， 是目前国内外涂装底层处理的主要技术。 • (4)常温磷化 常温状态下，不加温的磷化工艺。 磷化成膜的动力完全依赖于配方中的促进剂成分。 节能，减少设备投资，是新的发展趋势，但磷化 速度较侵，对大批量产品不适用。磷化配方复杂， 槽液维护调整难度较大，槽液浓度较高，但综合 成本较低，是发展方向。