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1、第四章金属的化学处理第1页，本讲稿共13页金属的化学处理法是通过化学或电化学手段，使金属表面形成一层附着力良好的、稳定的化合物膜层的方法。这种经过化学处理生成的膜层称之为化学转化膜。形成方法：将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，使被处理金属表面发生溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。与电镀层、化学镀层区别：基体金属发生溶解、参与反应，形成的是难溶的化合物膜层。第2页，本讲稿共13页 由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反应而成的，因而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大得多。成膜的典型反应可用下式表示：式中，M为参加反应的金属或镀层金属；A
2、为介质中的阴离子 第3页，本讲稿共13页根据形成膜时所采用的介质，可将化学转化膜为以下几类：（l）氧化物膜：是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜，其成膜过程叫氧化。（2）磷酸盐膜：是金属在磷酸盐溶液中形成的膜，其成膜过程称磷化。（3）铬酸盐膜：是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜，其成膜过程在我国习惯上称钝化。化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成，目前工业上应用较多的是铁、铝、锌。第4页，本讲稿共13页41 转化膜形成的基本方式使金属表面生成转化膜通常有两种方式：一种是在处理液中不含重金属离子，而使金属表面的金属与阴离子反应生成转化膜；此种使用的处理剂称为非成膜型处理剂，其使用实例有磷酸铁
3、、铅酸盐等；第5页，本讲稿共13页另一种是在处理液与底材金属之间虽然也发生了某种程度的溶解现象，但主要还是依靠处理液本身含有的重金属离子的成膜作用。此种使用的处理剂称为成膜型处理剂，其使用实例是磷酸锌、磷酸锰等。第6页，本讲稿共13页4.2 转化膜的基本用途 防锈 防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况：（1）对部件有一般的防锈要求，如涂防锈油等，转化膜作为底层很薄时即可应用；（2）对部件有较高的防锈要求，部件又不受挠曲、冲击等外力作用，转化膜要求均匀致密，且以厚者为佳。第7页，本讲稿共13页耐磨 耐磨用化学转化膜广泛地应用于金属与金属面互相摩擦的部位。表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数，因此
4、减少了金属面间的摩擦阻力。这种磷酸盐膜层还具有良好的吸油作用，在金属接触面间产生了一缓冲层，从化学和机械两个方面保护了基体，从而减小磨损。第8页，本讲稿共13页 涂装底层作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地均匀、薄厚适宜、晶粒细小。塑性加工金属材料表面形成磷酸盐膜后再进行塑性加工。例如进行钢管、钢丝等冷拉伸，是磷酸盐膜层最新的应用领域之一。采用这种方法对钢材进行拉拔时可以减小拉拔力，延长拉拔模具寿命，减少拉拔次数。该法在挤出工艺、深拉延工艺等各种冷加工方面均有广泛的应用。第9页，本讲稿共13页 绝缘等功能性膜磷酸盐膜层是电的不良导体，所以很早就用它作为硅钢板绝缘层。这种绝缘层的特点是占空系数
5、小，耐热性良好，而且在冲裁加工时可减少工具的磨损等。第10页，本讲稿共13页43 转化膜技术的发展动向 当前，世界上有关金属的化学成膜技术发展非常迅速，每月发表的有关专利文献就达数十篇之多。从目前看，化学成膜技术今后的主要发展动向是：（1）化学表面处理技术必须与新的涂装技术的发展相适应，即开发和研制适合于新型涂料和涂装方式的化学处理剂；（2）开发研制对金属件无需清理即可形成保护转化膜的化学处理剂；第11页，本讲稿共13页（3）开发研制不产生污染的化学处理剂；（4）开发研制能简化工艺、缩短流程的化学处理剂；（5）开发研制应用于大型构件的化学处理剂；（6）开发具有更致密、保护性能更好的转化膜；（7）开发具有更高硬度、更耐磨的转化膜；（8）开发具有特殊功能的转化膜。第12页，本讲稿共13页第13页，本讲稿共13页