钝化处理[精选].doc

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中发生水合反应，生成水合氧化铝(A1203·H20)，使氧化膜体积膨胀，其体积将增大约33％以上。由于膜的体积膨胀而使孔径变小，从而封闭膜孔。其反应式：?????? ?Al2O3十H2O→2AlO(OH)→Al2O3·H2O???????水合封闭法又分高压蒸汽封闭法和沸水封闭法两种。高压蒸汽封闭的效果比沸水封闭好，主要反映为封闭速度快，不受pH值影响，封闭后的氧化膜耐蚀性好，而且封闭质量稳定，特别是在封闭染色氧化膜时不会出现流色现象，因此尤其适合于染色氧化膜的封闭处理。高压蒸汽封闭的主要缺点是所需高压蒸汽设备投资较大，生产成本较高，大型工件封闭处理时不能连续生产，厚氧化膜封闭时易破裂，因此只在特殊情况下使用。而沸水封闭则恰好相反，因其生产成本相对较低，操作方便，是一种普遍采用的封闭方法。?????? 1)封闭工艺规范????? 高压蒸汽封闭法工艺规范如下所示。　? 蒸汽压力?? ? 1—3x105Pa???? ? 蒸汽温度??? 100～110???? ? 时间??????????? 20～30min??? ?? 操作注意事项：蒸汽温度不可过高，否则易使氧化膜的硬度和耐磨性降低。???? ?沸水封闭法工艺规范如下所示。???? ? 封闭用水??? 去离子水或蒸馏水?????? PH值??????? 5.5～6.5?????? 温度???????? 95～98?????? 时间????? ?? 每1um厚的氧化膜约需2～3min?????? 通常封闭的时间需要20～30min???? ? 操作注意事项：封闭用水应采用去离子水或蒸馏水，不用自来水，因为普通自来水易生水垢吸附于孔中，使膜的透明度下降。普通自来水中的C1-、SO2-4、Cu2+等均对封闭膜孔有不利影响。?? ?? 2)影响沸水封闭质量的因素??? ? 水质。水中的杂质离子或不纯物会严重降低封闭后氧化膜的耐蚀性，对其外观也有一定程度的危害，因此一定要严格控制用水的质量，保证其电阻率≥5x105Ω·cm。?? ? 在生产过程中应尽量避免前道工序残留在制品表面的酸或清洗水将有害离子带入封闭槽，为此最好在进入沸水封闭槽前先经过一道去离子水洗，以减少封闭槽的污染。为了保证封闭质量，应定期测定封闭水中的有害离子含量。??? ? 温度。水温越高封闭速度越快，但长时间沸腾会加大水的消耗，因此温度最好控制在95～98。当温度低于90时封闭速度将显著减