第八章 化学转化膜技术
锌合金压铸件表面处理
锌合金压铸件表面处理1. 简介锌合金压铸件是一种常见的金属零件，具有很高的强度和耐腐蚀性。
然而，其表面通常需要进行处理以提高外观和性能。
本文将详细介绍锌合金压铸件表面处理的方法和技术。
2. 表面处理方法2.1 机械处理机械处理是锌合金压铸件表面处理的基本方法之一。
它包括去毛刺、抛光和打磨等步骤。
去毛刺可以通过机械切削或研磨来完成，以去除零件表面的毛刺和尖锐边缘。
抛光和打磨则可以提高零件表面的光洁度和平整度。
2.2 化学处理化学处理是锌合金压铸件表面处理的另一种常用方法。
它主要包括酸洗、电镀和化学转化膜等过程。
酸洗可以去除锌合金表面的氧化物和污垢，提供一个干净的表面用于后续处理。
电镀可以在锌合金表面形成一层金属镀层，提高其外观和耐腐蚀性。
化学转化膜则可以在锌合金表面形成一层化学转化膜，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
2.3 热处理热处理是一种常用的锌合金压铸件表面处理方法。
它包括热处理和热喷涂两种方式。
热处理可以改变锌合金的组织结构和性能，提高其硬度和强度。
热喷涂则可以在锌合金表面形成一层涂层，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
3. 表面处理技术3.1 硅溶胶处理硅溶胶处理是一种常用的锌合金压铸件表面处理技术。
它通过在锌合金表面形成一层硅溶胶膜来提高其耐腐蚀性和耐磨性。
硅溶胶处理可以在常温下进行，具有成本低、工艺简单和效果显著的优点。
3.2 电化学抛光电化学抛光是一种通过电化学方法去除锌合金表面的氧化物和污垢的技术。
它可以提高锌合金表面的光洁度和平整度，使其具有更好的外观和耐腐蚀性。
3.3 电镀技术电镀技术是一种常用的锌合金压铸件表面处理技术。
它可以在锌合金表面形成一层金属镀层，如镍、铬或锌等，以提高其外观和耐腐蚀性。
电镀技术可以根据需要选择不同的金属镀层，以满足不同的要求。
3.4 化学转化膜技术化学转化膜技术是一种通过化学反应在锌合金表面形成一层转化膜的技术。
转化膜可以提高锌合金表面的耐磨性和耐腐蚀性，同时保持其原有的外观。
铝及铝合金的化学转化膜处理
铝及铝合金的化学转化膜处理
铝及铝合金的化学转化膜处理是一种表面处理技术，主要通过化学反应在铝及铝合金表面形成一层转化膜。
这层膜的外观和性质类似于金属的氧化物或氢氧化物，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能，如绝缘性、导热性、美观性等。
化学转化膜处理的过程通常包括以下几个步骤：
前处理：这一步主要是清洁金属表面，去除油污、锈迹、杂质等，以保证转化膜的附着力和均匀性。
常用的清洁方法有机械法、化学法和电化学法等。
转化处理：在清洁的金属表面放入特定的化学溶液中，通过化学反应在表面形成一层转化膜。
这个过程通常需要一定的温度和时间，以促进化学反应的进行。
后处理：转化处理完成后，需要对金属表面进行清洗和干燥，以保证转化膜的质量和稳定性。
铝及铝合金的化学转化膜处理有多种类型，其中最为常见的是阳极氧化和化学氧化。
阳极氧化是一种通过外加电流使铝或铝合金表面的氧化膜增厚的方法，生成的氧化膜厚度可达数十至数百微米。
化学氧化则是通过化学反应在铝或铝合金表面形成一层氧化膜，通常生成的氧化膜较薄，约为0.5至4微米。
总之，铝及铝合金的化学转化膜处理是一种有效的表面处理技术，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能。
这种处理方法广泛应用于航空、汽车、建筑、家电等领域。
金属表面处理对材料的防蛀性能的改善
金属表面处理对材料的防蛀性能的改善金属材料的蛀蚀问题一直是材料科学领域中的一大挑战。
蛀蚀不仅会导致金属材料的性能下降，还会对金属结构的安全性造成威胁。
因此，研究金属表面处理对材料的防蛀性能的改善具有重要的实际意义。
本文将从专业角度分析金属表面处理对材料的防蛀性能的改善。
1. 金属蛀蚀的机理金属蛀蚀是金属材料在特定环境下发生的一种电化学反应。
金属材料中的活泼金属原子在电化学反应中失去电子，形成阳离子，同时吸引阴离子，形成蛀蚀产物。
这个过程会在金属表面形成一个蛀蚀电池，导致金属材料的不断腐蚀。
2. 表面处理对防蛀性能的改善金属表面处理可以通过改变金属表面的化学成分和物理性质来提高金属材料的防蛀性能。
以下是几种常见的金属表面处理方法对防蛀性能的改善：2.1 镀层处理镀层处理是在金属表面沉积一层耐腐蚀的金属或非金属材料，以形成保护层，防止腐蚀介质与金属基体直接接触。
常用的镀层材料包括镀锌、镀铬、镀镍、陶瓷涂层等。
镀层处理可以有效地隔绝腐蚀介质，减少金属表面的蛀蚀速率。
2.2 阳极氧化处理阳极氧化处理是一种在金属表面形成氧化膜的方法。
在阳极氧化过程中，金属表面产生一层致密的氧化物保护膜，可以阻止腐蚀介质进一步渗透到金属内部。
这种处理方法适用于铝、钛等金属材料，可以显著提高其防蛀性能。
2.3 磷化处理磷化处理是在金属表面形成一层磷酸盐保护膜的方法。
磷化处理可以增加金属表面的疏水性，减少腐蚀介质的吸附，从而提高金属材料的防蛀性能。
磷化处理适用于铁、锌等金属材料。
2.4 涂层处理涂层处理是在金属表面涂覆一层抗腐蚀涂料，形成保护层，隔绝腐蚀介质。
常用的涂层材料包括环氧树脂、聚氨酯、氟碳涂料等。
涂层处理可以有效地防止腐蚀介质直接接触金属基体，提高金属材料的防蛀性能。
3. 结论金属表面处理是一种有效的手段来改善金属材料的防蛀性能。
通过选择合适的表面处理方法，可以有效地隔绝腐蚀介质，减少金属表面的蛀蚀速率，提高金属结构的安全性。
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
1.0 0.5
130C
150C
0 15 30 45 60 75 90 时间(min)
金属表面的化学转化膜
1.防锈功能
转化膜一方面降低金属本身的化学活性，提高了在环境介质 转化膜一方面降低金属本身的化学活性， 中的热力学稳定性，另一方面对环境介质的隔离作用。 中的热力学稳定性，另一方面对环境介质的隔离作用。作防 锈用的化学转化膜主要用于以下二种情况： 锈用的化学转化膜主要用于以下二种情况： ①对部件有一般的防锈要求：如涂防锈油等，转化膜作为 对部件有一般的防锈要求：如涂防锈油等， 底层很薄时即可应用。 底层很薄时即可应用。 对部件有较高的防锈要求，部件减少冲击等外力作用： ②对部件有较高的防锈要求，部件减少冲击等外力作用： 转化膜要求均匀致密，且以厚者为佳. 转化膜要求均匀致密，且以厚者为佳
2.耐磨 耐磨
耐磨用化学转化膜广泛用于金属与金属面互相摩擦 的部位。 主要作用是： ①提高硬度； ②减少摩擦阻力（如表面上的磷酸盐膜层具有很小 的摩擦系数）； ③吸油：如磷酸盐膜层具有良好的吸油能力，在金 属接触面间产生了一缓冲层，从化学和机械两方面 保护了基体,有各种色彩，如锌镀层 经过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。有的化学转化 膜由于多孔，可以进行染色，如铝及其合 金制品经过阳极化处理后可以染上各种色 彩。
金属表面的化学转化膜能起到防护作用的原因： 金属表面的化学转化膜能起到防护作用的原因：
降低了金属本身的化学活性， （1）.降低了金属本身的化学活性，使金属的 ） 降低了金属本身的化学活性 热力学稳定性提高 将金属与环境介质隔离开。 （2）.将金属与环境介质隔离开。 ） 将金属与环境介质隔离开 因此，按用途分为防护性转化膜、 因此，按用途分为防护性转化膜、减摩或 耐磨转化膜、装饰性转化膜、绝缘性转化膜、 耐磨转化膜、装饰性转化膜、绝缘性转化膜、 涂装底层转化膜、塑性加工用转化膜。 涂装底层转化膜、塑性加工用转化膜。
化学转化膜
100～150 130～135 15～20
150～200 140～150 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。
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
钢铁表面化学氧化生成的氧化膜是由Fe3O4组成 转化膜的形成：电化学和化学过程。
由于钢铁表面是不均匀的，当将其浸入电解质溶液中时，表面上
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 过
6Fe2+ + NO2- + 11OH- = 6HFeO2 + H2O + NH3
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。
1.5
膜厚(m)
双槽法氧 化中钢上 氧化膜的 成长
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。
材料表面工程技术练习题(答案)
材料表面工程技术练习题（答案）一、解释名词1.喷丸强化技术:利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度下产生弹、塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗压力腐蚀能力的表面工程技术。
2.干法热浸渗:先将经常规方法脱脂除锈清洗后的清洁工件或钢材进行溶剂处理，干燥后再将工件浸入欲渗金属溶液中，保温数分钟后抽出，水冷。
3.粘结底层:某些材料能够在很宽的条件下喷涂并粘结在清洁、光滑的表面上，而且这类涂层表面粗糙度适中，对随后喷涂的其它涂层有良好的粘结作用。
4.溅射镀膜:用高能粒子轰击固体表面，通过能量传递，使固体的原子或分子逸出表面并沉积在基片或工件表面形成薄膜的方法。
(在真空室中，利用荷能粒子轰击材料表面，使其原子获得足够的能量而溅出进入气相，然后在工件表面沉积的过程。
)5.分子束外延:在超高真空环境中，将薄膜诸组分元素的分子束流，直接喷到温度适宜的衬底表面上，在合适的条件下就能沉积出所需要的外延层。
6.激光合金化技术:激光合金化就是利用激光束将一种或多种合金元素快速熔入基体表面，从而使基体表层具有特定的合金成分的技术。
换言之，它是一种利用激光改变金属或合金表面化学成分的技术。
7.物理气相沉积:在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其粒子化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。
8.真空蒸镀:在真空条件下，用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9.热喷涂工艺:热喷涂是用专用设备把某种固体材料熔化并使其雾化,加速喷射到机件表面,形成一特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的一种工艺方法。
10.气相沉积:气相沉积技术也是一种在基体上形成一层功能膜的技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积单层或多层薄膜，从而使材料或制品获得所需的各种优异性能。
气相沉积技术一般可分为两大类:物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)。
铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展为的课题介绍
铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展为的课题介绍摘要本文对铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展进行了综述。
首先介绍了铝合金的应用领域和表面处理的重要性，然后详细讨论了不同制备方法对表面化学转化膜的形成和性能的影响，并总结了其特点和优势。
接着，重点介绍了几种常用的表面化学转化膜制备技术，包括阳极氧化、化学转化法、浸渍法和溶胶-凝胶法，并对它们的原理、工艺条件和应用进行了详细描述。
最后，展望了未来铝合金表面化学转化膜制备技术的发展方向和应用前景。
1.引言铝合金是一种重要的结构材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，由于其本身的易氧化性和低耐蚀性，铝合金在使用过程中容易受到氧化、腐蚀等损害，降低了其性能和寿命。
为了增强铝合金的耐蚀性和耐磨性，改善其表面性能成为了一个重要的研究方向。
化学转化膜作为一种有效的表面处理方法，可以形成均匀、致密、具有一定厚度的膜层，能够提高铝合金的耐蚀性、耐磨性和附着力。
2.表面化学转化膜的形成和性能影响因素表面化学转化膜的形成和性能受多种因素影响，包括铝合金种类、表面处理方法、处理液组成、处理参数等。
不同的因素会对膜层的形貌、成分、厚度和性能产生不同的影响。
在制备工艺上，需要考虑溶液浓度、处理时间、温度等因素。
通过优化制备工艺条件，可以得到具有良好性能的表面化学转化膜。
3.阳极氧化法阳极氧化是一种常用的表面化学转化膜制备技术。
它通过电解处理，在阳极上形成氧化膜。
这种方法制备的膜层致密、均匀，可以提高铝合金表面的耐蚀性和耐磨性。
本节主要介绍了阳极氧化的原理、工艺步骤、工艺参数和应用。
4.化学转化法化学转化法是一种在化学反应条件下形成膜层的表面处理方法。
通过在特定的处理液中浸泡铝合金，可以使其产生化学反应，形成具有一定厚度的膜层。
本节介绍了几种常用的化学转化法，包括硫酸法、硫酸铝法和磷酸法，并分析了它们的原理、工艺条件和应用。
5.浸渍法浸渍法是一种简单、易行的表面化学转化膜制备技术。
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8.3 氧化处理
铝在大气中形成4~5nm的氧化膜，不致 密，耐腐蚀性能差。
将铝工件作为阳极，其他材料（如铝、 铅）作为阴极置于电解液中，通直流电， 将发生下列反应：
铝合金阳极氧化
阳极反应： 2H2O-4e→O2↑+ 2Al+3O→ Al2O3
阴极反应： 2H+ +2e→ H2 ↑
电解液中的酸会溶解金属铝和氧化膜： 2Al+6H+ → 2Al3+ + 3H2 ↑
8.2 基本用途
防锈
一般防锈要求，转化膜作为底层，很薄， 外层涂防锈油等。
要求较高的防锈，转化膜要均匀致密， 以厚者为佳。
耐磨减磨
8.2 用途
减磨：磷酸盐膜具有很小的摩擦系数，
具有良好的储油作用，在接触面间产生 一缓冲层，从而减小磨损。
耐 很磨 高：，铝具阳有极很氧好化的耐，磨形性成能Al2。O3膜，硬度 活塞、轴承
成膜的典型反应式： mM+nAz- → MmAn+nze
直接化学反应、不需热处理－与化学热处理区别
分类
8.1 概述
氧化物膜：金属在含有氧化剂溶液中形成 的膜，其成膜过程叫氧化。
磷酸盐膜：金属在磷酸盐溶液中形成的膜， 其成膜过程称磷化。
铬酸盐膜：金属在含有铬酸或铬酸盐溶液 中形成的膜，其成膜过程称钝化。
铝合金着色
铝合金阳极氧化后在表面生产一层多孔 氧化膜，通过封孔和着色，可以形成各 种不同的颜色，装饰性并能提高耐腐蚀 性能。
吸附着色（化学着色）
铝合金着色
➢ 浸渍着色（无机、有机染料）
➢ 发色位置：氧化膜孔隙的上部
➢ 发色原因：吸附孔内——扩散——堆 积——离子键、氢键结合（氧化铝）
无机颜料着色
8.3 氧化处理
钢铁的氧化
把钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理， 在表面形成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的 过程，也称为钢铁的“发蓝”或“发黑”。 钢铁的化学氧化可分为：高温化学氧化和 常温化学氧化。
钢铁化学氧化
钢铁高温化学氧化（碱性化学氧化或发蓝）
用含有亚硝酸钠的浓碱性处理液，在 140℃左右温度下处理15~60min，得到以 Fe3O4 为 主 的 氧 化 膜 ， 厚 度 一 般 为 0.5~1.5μm，最厚为2.5 μm。
质量浓度 /g•L-1 50~100 10~50 10~50 10~100 50~100
100~200 50~100 12~25
温度 /℃ 室温
室温
室温
室温
时间 /min 5~10
生成的 有色盐 铁氰化钾
5~10 普鲁士蓝
5~10 铬酸铅
5~10 氧化钴
有机颜料着色
铝合金着色
物理吸附和化学反应共同作用 ➢ 氧化铝与染料分子上的磺基形成共介键。 ➢ 氧化铝与染料分子上的酚基形成氢键。 ➢ 氧化铝与染料分子形成络合物。
钢铁高温化学氧化工艺
氧化温度、时间与含碳量关系
钢铁含碳量（%）溶液温度（℃）氧化时间（min）
0.7以上 0.4~0.7 0.1~0.4 合金钢 高速钢
135~138 138~142 140~145 140~145 135~138
15~20 20~24 35~60 50~60 30~40
溶液的维护
15
20
35
20
20
10
5~20
5
25
15
20
17
13
25
氧化膜的封闭处理
无论是否着色，氧化膜都应封孔处理，提 高耐磨性、耐晒性、耐蚀性和绝缘性。 封孔的办法有： （1）热水封闭法 （2）水蒸气封闭法 （3）重铬酸盐封闭法 （4）水解封闭法 （5）填充封闭法
铝合金着色
物理吸附作用：无机颜料分子吸附于膜微孔。
无机颜料着色用颜料有两种：经过阳极氧化 的金属在两种颜料中交替浸渍，直至两种颜 料反应生成需要的颜色为止。
色调不鲜艳，与基体结合力差，但耐晒性好。
铝合金着色
无机颜料着色工艺
颜色 红色 蓝色 黄色 黑色
溶液 组成 醋酸钴 铁氰化钾 亚铁氰化钾 氯化铁 铬酸钾 醋酸铅 醋酸钴 高锰酸钾
铝合金化学氧化
铝在水中会发生以下反应： Al→Al3++3e-
2H2O+ 3e- →2OH - +H2↑ Al3+ + 2OH - →AlOOH+H+
2 H+ + 2e- → H2 ↑ 2AlOOH →•Al2O3•H2O
上述反应生成很薄的膜，要获得厚膜， 必须使膜溶解，生成新膜，结晶生长。
铝合金的阳极氧化
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 =
发黑的结合力和耐磨性能不如发蓝层；但 CuSO4和NaCl点滴试验和盐雾试验表明 其耐腐蚀性能优于发蓝层。
铝合金化学氧化
8.3 氧化处理
新鲜铝表面很快会形成氧化膜,厚度一般 只有4~5nm，通过化学氧化，可以得到 0.5~5μm的氧化膜，呈多孔，具有良好 的吸附性，可作为有机涂层的底层。
这种氧化膜的耐磨性能和耐腐蚀性能远 不如阳极氧化膜好。
及操作条件，热处理条件 Si-Al系合金氧化膜 Si固溶：无色；200℃，析出细长Si，呈黄色； 400 ℃，析出大颗粒Si，黑色
电解着色（电解着色二步法）
铝
具有良好的耐磨性、 耐晒性、耐热性、色泽稳定性； 广泛用于建筑装饰用铝型材。
显色原因：沉积金属颗粒直径不均匀，硫酸镍可以 得到粉红色、绿色、紫色和蓝色。
电绝缘性
8.2 用途
磷酸盐膜和阳极氧化膜都是不良导体， 可以用做绝缘体。磷化膜很早就用作硅 钢板绝缘层。
这种绝缘层的特点是占空系数小，耐热 性好。
转化膜应用对象
8.2 用途
几乎在所有的金属表面都能生成，应用较 多的是铁、铝、锌、铜及其合金。 氧化：钢铁、铝合金、镁合金等。 磷化：钢铁。 钝化：不锈钢、铜合金、锌合金等。
5~6
70~80 室温 室温 60~70 60~70
5~15 2~5 3~10 10~15 15~30
5~5.5 4.5~5.5
5~5.5
例：光盘的制作
铝合金着色
绿盘：花菁（Cyanine）：记录灵敏度很高，但 对强光过于敏感，在夏日中午阳光的暴晒下，绿 盘中的花菁染料会发生物理化学变化而使光盘报 废。
着色
8.2 用途
不同的化学膜有不同的颜色；改变化学膜厚 度，也可以改变颜色。 例：不锈钢用铬酸-硫酸溶液处理后可得到不同颜色
获得多孔结构的化学膜，进行着色处理，得 到需要的颜色。
例：铝合金阳极氧化、着色，有些铝合金氧化膜本
身就有颜色
塑性加工
8.2 用途
金属表面进行磷化处理后进行塑性加工，
如：钢管、钢丝等冷拔；可以减小拉拔力， 延长模具寿命，减少拉拔次数。
金盘：酞花青（Phthalocyanine）：酞菁染料具 有较高的稳定性，对室内和室外强光均不敏感， 对刻录机的写入激光功率要求较高。
蓝盘金属化偶氮（AZO）化合物：为了降低绿盘 和金盘的成本，三菱化学公司开发金属化的AZO 有机染料，价格便宜，具有长期保存数据的优点。
铝合金着色
自然发色法
阳极氧化＋着色 一步法 发色原因：膜层选择性吸收光线（七色光互补原理） 发色位置：孔层夹壁中 影响因素：材料成分、溶液种类、氧化膜厚度以
作为挤出工艺、深拉延长工艺的前道工序
塑性加工
一般钢材冷挤压时，由于变形而引起 升 温可达300℃远在磷化膜的热界以下，因此， 磷化膜的抗热粘附着好。
冷挤压工艺中，在一定温度的条件下，磷 化膜与润滑剂（皂液或乳化剂）发生化学 反应，部分脂肪酸皂与磷酸锌Zn3(Po4)2反 应，生成润滑性极强的脂肪酸Zn(RCOO)2， 从而加强了润滑作用。
钢铁高温氧化的反应机理
钢铁化学氧化
铁在热碱溶液和氧化剂——亚铁酸钠
3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑ 亚铁酸钠——铁酸钠
6Na2FeO2 +NaNO2+5H2O = 3Na2Fe2O4+ 7NaOH +NH3↑ 铁酸钠与亚铁酸钠相互作用生成四氧化三铁 Na2Fe2O4+Na2FeO2+2H2O=Fe3O4+ 4NaOH
金属Cu与H2SeO3发生氧化还原反应,生成黑色 的硒化铜膜,同时伴随副反应,生成CuSeO3及 FeSeO3: 3Cu + 3H2SeO3 →CuSe ↓+2CuSeO3 + 3H2O
特点
钢铁常温化学氧化
发黑比发蓝时间短：由15~60min缩短到 3~8min，生产成本降低一半。
发黑对粗糙表面、未淬火表面特别有效
铝合金着色
电解着色工艺
颜色 金黄色
电解液组成 硝酸根 硫酸
质量浓度/g•L-1 0.4~10 5~30
温度/℃ 电压/V 时间/min 室温 8~12 0.5~1.5
青铜色 硫酸镍 →褐色 硼酸 →黑色 硫酸铵
硫酸镁
紫色 硫酸铜 →红褐色 硫酸镁
硫酸
硫酸钴 黑色 硫酸铵
硼酸
25
25
20 7~15 2~15
色泽鲜艳，颜色范围广，但耐晒性差。
有机染料着色工艺
颜色
溶液组成
茜素红（R） 红色 酸性大红（GR）
活性艳红 铝红（GLW） 直接耐晒蓝 蓝色 活性艳蓝 酸性蓝