电镀工艺学-钢铁的氧化和磷化
电镀复习资料
电镀的基本概念电镀是用电化学方法在固体表面沉积一层金属、合金或金属与非金属复合电沉积的过程。
金属电沉积：以电化学方法使金属离子还原为金属的过程，称为金属电沉积。
无论什么金属及其合金，为了提高耐蚀性或装饰性，一般都需要保护层常规电镀对电镀层的基本要求通常对电镀层要求：镀层与基体结合牢固，一定的厚度及厚度均匀,镀层结构致密、孔隙率小等。
进一步要求：镀层内应力小、柔韧性好、有一定的硬度，色彩、表面光亮或均匀沙面等。
对于防护性镀层有耐腐蚀的具体要求其它获得金属及其合金涂层的方法：（1）热浸镀：将被镀金属熔溶，再将工件浸入熔溶液中.如：水管件浸镀锌，线路板浸镀锡等.（2）物理镀：采用真空镀、离子镀等方法：如手表、首饰、工具等真空镀TiN，镜子的生产。
（3）化学镀：采用化学还原剂催化还原形成镀层，其特点是镀层均匀，致密性好，控制含磷或硼的比例可得到非晶态镀层，如化学镀镍（碱性电池铁壳内表面）、化学镀铜线路板孔金属化等表面处理的其它方法1 电泳：可获得彩色，防腐性能好；2 氧化与磷化：钢铁的化学氧化生成氧化膜；钢铁的磷化生成磷化膜；铝的电化学氧化生成氧化膜。
电镀层的分类 : 按电化学性质分类1. 阳极性镀层当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位比基体金属更负，首先受到腐蚀溶解，这时镀层为阳极性镀层。
阳极性镀层不仅能对基体起到机械保护作用，还能起到电化学保护作用，如：铁上镀锌：Zn2+/Zn=－，Fe2+/Fe=－形成腐蚀电池时，Zn为阳极，Fe为阴极2. 阴极性镀层当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位比基体更正，基体金属首先受到腐蚀溶解，这时镀层为阴极性镀层。
阴极性镀层仅能对基体起到机械保护作用，不能起到电化学保护作用，如：铁上镀Sn：Sn2+/Sn=－，Fe2+/Fe=－形成腐蚀电池时，Sn为阴极，Fe为阳极特点：阴极性镀层对基体金属起机械保护作用，所以镀层应是足够厚和孔隙尽量少，并且完整无缺时，才对基体金属起保护作用。
电镀磷化工艺
电镀磷化工艺
电镀磷化工艺是一种表面处理技术，它包括在金属表面形成磷化膜的过程。
磷化膜可以提高金属的耐蚀性和润滑性，同时也能增强金属与其他材料之间的黏附性。
磷化工艺的步骤包括表面准备、预处理、磷化和后处理。
首先，需要对待磷化的金属表面进行清洁和预处理，以去除表面的油脂、氧化物和其他杂质。
然后，将金属浸泡在含有磷酸盐的溶液中，通过化学反应在金属表面形成一层磷酸盐化学转化膜，即磷化膜。
磷化膜的厚度和性质可以通过调整磷化液的成分和工艺参数来控制。
电镀是磷化工艺中的一个重要环节。
电镀是指在金属表面涂覆一层金属或合金的过程，可以增强金属的耐腐蚀性和美观性。
在磷化工艺中，电镀可以进一步提高磷化膜的性能和使用寿命。
磷化工艺在工业生产中广泛应用，特别是在金属防腐蚀、润滑减摩、电镀前处理和涂装前处理等领域具有重要作用。
它可以提高金属制品的性能，延长使用寿命，并且为金属制品提供有效的表面处理解决方案。
铁件电镀前处理工艺
铁件电镀前处理工艺一、引言铁件电镀前处理工艺是指在进行电镀之前对铁件进行一系列的处理工艺，以提高电镀层的附着力和耐腐蚀性，保证电镀质量。
本文将介绍铁件电镀前处理工艺的主要步骤和注意事项。
二、表面清洗在进行电镀前，首先要对铁件表面进行清洗。
清洗的目的是去除表面的油脂、氧化物和其他杂质，以保证电镀层与基材的结合牢固。
常用的清洗方法有碱洗、酸洗和溶剂清洗等。
碱洗可以去除铁件表面的油脂和污垢，酸洗可以去除氧化层和铁锈，溶剂清洗可以去除残留的油脂和有机物。
三、机械处理机械处理是指对铁件表面进行物理性处理，以去除表面的毛刺、凹坑和氧化层等不良状况，提高表面的光洁度和平整度。
常用的机械处理方法有打磨、抛光和喷砂等。
打磨可以去除铁件表面的毛刺和凹坑，抛光可以提高表面的光洁度，喷砂可以去除表面的氧化层和污垢。
四、除锈处理除锈处理是指对铁件表面的铁锈进行清除，以减少电镀过程中的气泡和缺陷。
常用的除锈方法有机械除锈、化学除锈和电解除锈等。
机械除锈可以通过刷洗或打磨的方式去除铁锈，化学除锈可以使用酸性溶液溶解铁锈，电解除锈可以通过电解作用将铁锈还原。
五、活化处理活化处理是指对铁件表面进行化学性处理，以提高表面的活性和与电镀液的相容性。
常用的活化方法有酸洗和活化剂处理等。
酸洗可以去除表面的氧化物和污垢，活化剂处理可以在表面形成一层活性物质，增加与电镀液的接触面积。
六、防腐处理防腐处理是指在铁件电镀前对铁件表面进行一层薄膜的涂覆，以增加电镀层的耐腐蚀性。
常用的防腐处理方法有磷化和镀锌等。
磷化可以在铁件表面形成一层磷化膜，提高电镀层的附着力和耐腐蚀性，镀锌可以在铁件表面镀上一层锌，形成一层防护层。
七、表面调整表面调整是指在进行铁件电镀前对表面进行微调，以提高电镀层的均匀性和外观。
常用的表面调整方法有电解拋光和电解颜色调整等。
电解拋光可以在表面形成一层光亮的金属层，电解颜色调整可以通过改变电镀液的组成和工艺条件，调整电镀层的颜色。
电镀配方大全-金属的氧化和磷化处理
电镀配方大全-金属的氧化和磷化处理金属的氧化和磷化处理钢铁的氧化处理钢铁件通过氧化处理在表面生成保护性氧化膜，主要成分是磁性氧化铁（Fe3O4），膜的颜色一般呈黑色或蓝黑色，铸钢和硅钢呈褐色或黑褐色。
氧化处理方法有碱性氧化法、无碱氧化法和酸性氧化法等。
常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品的防护和装饰。
碱性氧化法一次氧化法配方1g/L g/L 组分组分NaOH 600 NaPO 15～20 34NaNO 60 2开始温度为138～140?；终止温度为148～150?；时间为60～90min。
配方2 g/L g/L 组分组分NaOH 750 NaNO 250 2开始温度为138～140?；终止温度为148～150?；时间为60～90min。
二次氧化法配方1g/L g/L 组分组分A槽 B槽NaOH NaOH 500～600 700～800NaNO NaNO 100～150 150～200 22温度为135～140?；时间为10～20min。
温度为145～152?；时间为60～90min。
氧化后处理为提高氧化膜防锈能力氧化后需进行皂化和填充处理，除需要涂装的，其他全都要用105～110?机油、锭子油或变压器油浸渍5～10min。
若不进行皂化或填充处理，氧化清洗后可直接浸TS-1胶水防锈油或P-2防锈乳化液。
配方1（填充）CrO 50～80g/L；温度为70～90?；时间为5～10min。
227K配方1（填充）g/L g/L 组分组分 CrO 2 85%HPO 1 334温度为60～70?；时间为0.5～1min。
配方3（皂化）肥皂30～50g/L；温度为80～90?；时间为5～10min。
酸性氧化法酸性氧化法的优点是可在常温下操作，节电节能、发蓝时间短、生产效率高、投资少、污染小。
缺点是膜层附着力差，耐蚀性不佳，有待于进一步完善。
配方1g/L 组分组分用量Cu(NO) HNO 1～3 30～40ml/L 323HSeO 3～5 添加剂适量 23对苯二酚 2～4pH值为1～3；温度为室温；时间为3～6min。
金属的氧化和磷化处理
发个资料，或许各位牛人们能用得上。
金属的氧化和磷化处理钢铁的氧化处理钢铁件通过氧化处理在表面生成保护性氧化膜，主要成分是磁性氧化铁（Fe3O4），膜的颜色一般呈黑色或蓝黑色，铸钢和硅钢呈褐色或黑褐色。
氧化处理方法有碱性氧化法、无碱氧化法和酸性氧化法等。
碱性氧化法一次氧化法配方1组分g/L 组分 g/LNaOH 600 Na3PO4 15～20NaNO2 60开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
配方2组分 g/L 组分g/LNaOH 750 NaNO2 250开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
二次氧化法配方1组分g/L 组分g/LA槽 B槽NaOH 500～600 NaOH 700～800NaNO2 100～150 NaNO2 150～200温度为135～140℃；时间为10～20min。
温度为145～152℃；时间为60～90min。
氧化后处理为提高氧化膜防锈能力氧化后需进行皂化和填充处理，除需要涂装的，其他全都要用105～110℃机油、锭子油或变压器油浸渍5～10min。
若不进行皂化或填充处理，氧化清洗后可直接浸TS-1胶水防锈油或P-2防锈乳化液。
配方1（填充）K2Cr2O7 50～80g/L；温度为70～90℃；时间为5～10min。
配方1（填充）组分 g/L 组分 g/LCrO3 2 85%H3PO4 1温度为60～70℃；时间为0.5～1min。
配方3（皂化）肥皂30～50g/L；温度为80～90℃；时间为5～10min。
酸性氧化法酸性氧化法的优点是可在常温下操作，节电节能、发蓝时间短、生产效率高、投资少、污染小。
缺点是膜层附着力差，耐蚀性不佳，有待于进一步完善。
配方1组分 g/L 组分用量Cu(NO3)2 1～3 HNO3 30～40ml/LH2SeO3 3～5 添加剂适量对苯二酚2～4pH值为1～3；温度为室温；时间为3～6min。
常用电镀技术的术语
常用电镀技术术语电镀技术常用术语一、电镀层种类1、硬铬在严格控制温度与电流密度（较装饰镀铬高）的条件下，从镀铬液中获得的硬度较高、耐磨性好的硬铬层。
2、乳色铬通过改变镀铬溶液的工作条件，获得的孔隙少、具有较高抗蚀能力、而硬度较低的乳白色铬镀层。
二、氧化及钝化1、阳极氧化通常指铝或铝合金制品或零件，在一定的电解液中和特定的工作条件下作为阳极，通过直流电流的作用，使其表面生成一层抗腐蚀的氧化膜的处理过程。
2、磷化钢铁零件在含有磷酸盐的溶液中进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的处理过程。
3、发蓝钢铁零件在一定的氧化介质中进行化学处理，使其表面生成一层蓝黑色的保护性氧化膜的处理过程。
4、化学氧化在没有外电流作用下，金属零件与电解质溶液作用，使其表面上生成一层氧化膜的处理过程。
5、电化学氧化以浸入一定的电解质溶液中的金属零件作为阳极，在直流电作用下，使其表面生成氧化膜的电化学处理过程。
6、化学钝化在没有外电流作用下，金属零件与电解质溶液作用，使其表面上生成一层钝化膜的处理过程。
7、电化学钝化以浸入一定电解质溶液中的金属零件作为阳极，在直流电作用下，使其表面生成一层钝化膜的处理过程。
三、电解1、电解在外电流通过电解液时，在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应，将电能变为化学能的过程。
2、阳极电解以零件作为阳极的电解过程。
3、阴极电解以零件作为阴极的电解过程。
四、镀前处理1、化学除油在含碱的溶液中，借助皂化和乳化作用，除去零件或制品表面油垢的过程。
2、有机溶剂除油利用有机溶剂对油垢的溶解作用，除去零件或制品表面油垢的过程。
3、电化学除油（即电解除油）在含有碱的溶液中，以零件作为阳极或阴极，在电流作用下，除去零件或制品表面油垢的过程。
4、化学酸洗在含酸的溶液中，除去金属零件表面的锈蚀物和氧化物的过程。
5、化学抛光金属零件在一定组成的溶液中和特定条件下，进行短时间的浸蚀，从而将零件表面整平，获得比较光亮的表面的过程。
《电镀工艺学》教学课件—18钢铁的氧化(发蓝)
8Na2FeO2+NaNO3+6H2O→4Na2Fe2O4+NH3↑+9NaOH
6N（a2部F１e分O）铁2F+e酸氧N3+FaN钠Ne化a水+ONN膜O2解a+3N5生成+HO2成22N膜O+氧a→5O机化N3HaN铁理→Oa的HN2（F→a水e223高F化ONe4物aO温+22N（F+型He红NO3）↑色a2+N+7挂HON2灰2aO+O）N+HNH，H3↑3↑
毒
性
无
常温发黑工艺
毒
问题提出原因？ 高温碱性发黑工艺能耗高、生产条件差。
常温如何发黑？ 硒铜体系---钼系、铜硫系、锰系、黑磷化系
常温发黑存在的问题 与基体的结合力弱，发黑液稳定性待改进。
均匀 、连续的覆盖膜
未作处理：腐蚀电位-450mv 未优化：腐蚀电位-380mv 优化后：腐蚀电位-344mv
含碳量高，氧化容易进行，需要时间较短； 含碳量低，时间较长，入槽和出槽温度都应高些。
9.5.2高温型氧化处理工艺
9.5.2高温型氧化处理工艺
2)氧化膜的后处理
填充溶液 肥皂溶液 重铬酸钾溶液
浓度/％ 3－5 3－5
温度/℃ 80－90 90－95
时间/min 1－2
10－15
将零件用流动温水洗净、吹干或烘干，最后在 105~110℃的机油、锭子油或变压器油中浸5～10min。
量的NaOH，防止溅出。待其溶解后搅拌下加入NaNO2 或NaNO3，全部溶解后稀释至总体积。
新配液要“铁屑处理”或加入20％以下的旧溶液， 以使溶液中含一定量的铁，保证膜的附着力和均匀性。
电镀工艺学钢铁的氧化和磷化
钢铁氧化和磷化技术的发展前景和展望
广泛应用
钢铁氧化和磷化技术在汽车、建筑、机械等领域具有广泛应用前 景，未来市场需求将持续增长。
技术创新
随着科技的不断进步，钢铁氧化和磷化技术将不断创新，推动行 业的发展和进步。
绿色发展
随着环保意识的提高，钢铁氧化和磷化技术将更加注重环保，推 动行业的绿色发展。
THANKS.
磷化处理过程
除油、除锈、磷化、钝化等步骤。
影响因素
温度、酸度、金属离子浓度、促进剂浓度等。
磷化的应用和防护措施
磷化的应用
提高金属表面的耐腐蚀性、增强涂层 的附着力等。
防护措施
定期检查磷化液的成分和浓度，控制 处理时间和温度，定期更换磷化液等 。
电镀工艺在钢铁氧
04
化和磷化中的应用
电镀在钢铁氧化中的应用
电镀工艺学钢铁的氧化 和磷化
contents
目录
• 电镀工艺学概述 • 钢铁的氧化 • 钢铁的磷化 • 电镀工艺在钢铁氧化和磷化中的应用 • 钢铁氧化和磷化的未来发展
电镀工艺学概述
01
电镀的基本原理
电解定律
电镀反应过程
在电镀过程中，阳极发生氧化反应， 阴极发生还原反应，遵循法拉第定律 。
电镀反应过程中，金属离子从溶液中 还原并在阴极上沉积形成金属镀层。
钢铁氧化原理
钢铁在潮湿环境中与氧气和水反应，导致表面形成氧化膜。
电镀在钢铁氧化中的作用
通过电镀工艺在钢铁表面形成一层保护性氧化膜，提高耐腐蚀性。
不同电镀方法的应用
包括化学氧化、阳极氧化和电镀氧化等，适用于不同场景和需求。
电镀在钢铁磷化中的应用
钢铁磷化原理
01
钢铁在酸性溶液中与磷反应，形成磷化膜。
电镀工艺学钢铁的氧化和磷化
电镀工艺学钢铁的氧化和磷化1. 介绍电镀是一种通过在金属表面形成一层薄膜来改善金属的性能和外观的技术。
氧化和磷化是电镀工艺学钢铁的两种常见方法。
本文将介绍电镀工艺学中钢铁的氧化和磷化过程。
2. 钢铁的氧化2.1 氧化的定义氧化是指金属与氧气发生化学反应，形成金属氧化物的过程。
在钢铁上形成的氧化物常常被称为铁锈。
2.2 钢铁的氧化机制钢铁的氧化过程是一个复杂的过程，它包括以下几个步骤：1.钢铁表面与氧气发生反应，生成氧化物。
2.氧化物在钢铁表面继续形成，形成一层紧密的氧化层。
3.氧化层的厚度逐渐增加，导致钢铁表面的颜色逐渐变暗。
2.3 钢铁氧化的原因钢铁氧化的主要原因是钢铁表面与空气中的氧气发生反应。
此外，湿度、温度和环境中的化学物质也会影响钢铁的氧化速度。
3. 钢铁的磷化3.1 磷化的定义磷化是指金属表面与含磷化学物质发生反应，形成一层磷化物覆盖金属表面的过程。
磷化可以改善金属表面的耐腐蚀性能和润滑性能。
3.2 钢铁的磷化机制钢铁的磷化过程可以分为以下几个步骤：1.钢铁表面与含磷化学物质发生反应，形成一层磷化物。
2.磷化物在钢铁表面进一步反应，形成一层均匀且致密的磷化层。
3.磷化层可以提供保护性的膜，减少钢铁表面的腐蚀。
3.3 钢铁磷化的应用钢铁的磷化广泛应用于冷轧钢板、汽车零部件、机械零件等领域。
磷化可以提高金属的耐腐蚀性能、润滑性能和胶接性能。
4. 比较氧化和磷化4.1 性能比较•氧化能增加钢铁的硬度，但会削弱其耐腐蚀性能。
•磷化能提高钢铁的耐腐蚀性能、润滑性能和胶接性能。
4.2 应用比较•氧化常用于装饰性电镀和防锈处理。
•磷化常用于提高钢铁的耐腐蚀性能和润滑性能。
5. 结论氧化和磷化是电镀工艺学中常用的对钢铁进行表面处理的方法。
通过氧化，钢铁可以获得增强硬度的特性，但会削弱其耐腐蚀性能。
而磷化可以提高钢铁的耐腐蚀性能、润滑性能和胶接性能。
根据不同的需求，可以选择氧化或磷化来对钢铁进行表面处理。
电镀工艺课件 转化膜(金属的氧化、磷化、着色)
• 氧化膜的特点 • 溶液配制 • 工艺流程 • 钝化处理和浸油处理 • 钢铁的常温发黑工艺 • 不合格氧化膜的退除
一、概述
钢铁的氧化处理：通常是在含有氧化剂 （硝酸钠或亚硝酸钠）的氢氧化钠溶液 中，接近沸点的温度下进行的。它使制 品表面生成一层均匀的蓝黑到黑色的磁 性氧化膜（四氧化三铁）转化膜。金属 上的转化膜（四氧化三铁）是由氧化物 从金属/溶液界面液相区的饱和溶液中结 晶析出的。钢铁的氧化也称发黑或发蓝。
• 镁及其合金转化膜。
§10.2 铝及其合金的氧化、着色
➢铝及其合金的氧化 ➢铝及其合金的着色 ➢阳极氧化膜的封闭 ➢阳极氧化膜的耐蚀性检测 ➢不合格阳极氧化膜的退除
一、铝及其合金的氧化
自然氧化膜：极薄，0.01~0.02微米， 非晶，疏松多孔，不均匀，抗蚀能力 差，易污染
铝及其合金的氧化
化学氧化 阳极氧化
+++ +++
氧化膜孔中的电渗液流示意图
二、铝及其合金的氧化膜的着色
着色
化学染色法 电解着色法
化学染色 法
• 概念：使有机染料或无机染料通 过化学吸附、物理吸附作用被吸 附在膜层的孔隙内，使氧化膜呈 现不同色彩。
• 特点：膜的颜色容易被擦掉，耐 光性差，色艳
电解着色 法
• 概念：是把经过阳极氧化的制件 浸入含有重金属盐的电解液中， 通过交流电的作用，发生电化学 反应，使进入氧化膜微孔中的重 金属离子被还原为金属原子，沉 积于孔底阻挡层上而着色。
转化膜的应用
• 铝的阳极氧化膜； • 铝、锌、镉上的铬酸盐膜； • 钢铁上的磷酸盐膜； • 钢铁上的发蓝膜等。
转化膜的应用
• 此外，还有如普通钢上的草酸盐膜，可 作为涂装时的前处理层。它能有效地保 护基体不受亚硫酸腐蚀；
钢制磷化镀铬工艺流程
钢制磷化镀铬工艺流程
钢制磷化镀铬工艺流程主要包括以下几个步骤：
1.预处理：
•除油：使用清洗剂或碱性除油剂，以去除钢材表面的油污和杂质。
•水洗：用清水冲洗，确保钢材表面无残留除油剂。
•除锈：若钢材表面有生锈，需进行除锈处理，如使用酸洗或机械除锈方法。
•再次水洗：除锈后，用清水冲洗，确保表面无残留除锈剂。
1.磷化处理：
•将钢材浸入磷化液中，磷化液中的磷酸盐与钢材表面的铁离子发生化学反应，生成磷化膜。
磷化膜能增强钢材表面的耐腐蚀性和附着力。
•磷化后，用清水冲洗，去除磷化液残留。
1.干燥：
•将磷化后的钢材进行干燥，确保表面无水分。
1.镀铬处理：
•预处理：再次对钢材表面进行清洗和活化，以提高镀铬层的附着力。
•镀铬：将钢材作为阴极，放入镀铬槽中，通过电解作用在钢材表面沉积一层铬金属。
镀铬层能提高钢材的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
•后处理：镀铬完成后，进行水洗和干燥，确保钢材表面无残留物和水分。
回答完毕。
钢铁件的氧化和磷化
钢铁件的氧化和磷化( 摘自中级电镀工工艺学)一. 钢铁件的氧化 1.. 碱性发蓝工艺钢铁件碱性氧化法,生成的氧化膜质量比较稳定，且槽液较易维护。
但槽液的操作温度较高(一般是130℃以上)，需加热，在经济上和劳动强度上均较高。
于是，低温氧化法就应运而生了。
低温氧化法可获得深黑色的氧化膜层，膜层外表美观，防蚀性能较好。
但当溶液中的硝酸含量不足时，氧化过程缓慢。
过剩的磷酸，会产生灰色的磷酸盐挂灰。
另外，槽液不稳定，且难维护。
3. 无碱氧化法：它是一种不含碱组分的氧化方法，实质上是一种氧化与磷化相结合的处理方法。
可获得致密、深黑(深灰或红黑)色的无光泽或稍亮的氧化膜层。
该膜层由碳酸钡和铁的磷化物组成，它的耐蚀性优于碱性配制溶液时，硝酸钡和酸式磷酸盐要在不断搅拌下单独用热水溶解。
由于二氧化锰仅微溶于水，会使槽液变浑，因此应将二氧化锰装于棉袋内置于槽底。
在氧化过程初期，会产生大量氢气泡。
当气泡停止析出时，说明金属零件上的氧化－磷化膜的形成过程巳经结束，即可出槽。
出槽后，用冷水清洗，热水冲洗，肥皂液中浸泡几分钟，干燥浸油，最后封存待用。
无碱氧化后也可作涂漆处理。
1.3. 钢铁件的黑色磷化法：对形状复杂的铸件表面常有气孔、砂眼等疵病。
若用碱性氧化法，则气孔、砂眼内易残留碱物。
若用普通磷化法，又会影响零件精度。
另外在光学仪器中，为减少仪器内壁漫反射的影响，零件表面应呈黑色。
于是开发了黑色磷化工艺。
黑色磷化膜结晶细致，色泽均匀，外观呈黑灰色，厚度约2～4μm ，耐磨性和耐蚀性比氧化膜有显著提高。
磷化前，需在5～10 g / L 的硫化钠溶液中，于室温下处理5～20 s 。
黑色磷化膜溶液成分及工作条件如下：4. 钢铁件的“四合一”磷化法：除油、除锈、磷化、钝化四个主要的磷化工序，综合在一个槽中完成的磷化法称为“四合一”磷化法。
它可简化工序，减少设备和作业面积，缩短工时，提高劳动生产率，降低产品成本，便于实行机械化、自动化生产。
钢铁的化学氧化处理和磷化处理
7.2 钢铁的化学氧化处理和磷化处理7.2.1、钢的氧化处理钢的氧化处理(又称发蓝或发黑):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。
根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化法和常温化学氧化法。
这两种方法所用处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理也不同。
1.钢铁高温化学氧化(碱性化学氧化)<1>化学反应机理：高温化学氧化是传统的发黑方法，一般是在强碱溶液里添加氧化剂（如硝酸钠和亚硝酸钠），在140ºc左右的温度下处理15～90分钟，生成以F e3O4为主要成分的氧化膜，膜厚一般为0.5～1.5微米，最厚可达2.5微米。
氧化膜具有较好的吸附性。
将氧化膜浸油或做其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。
由于氧化膜很薄，对零件尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。
其化学反应机理为：3F e＋N a N O2＋5N a O H－－>3N a2F e O2＋H2O＋N H36N a2F e O2＋N a N O2＋5H2O－－>3N a2F e2O4＋7N a O H＋N H3N a2F e O2＋N a2F e2O4＋2H2O－－>F e3O4+4N a O H在钢铁表面附近生成的F e3O4，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F e3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水合物N a2F e2O4＋（m＋1）H2O－－>F e2O3·m H2O+2N a O H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。
<2>钢铁高温氧化工艺：钢铁高温氧化工艺见表7－1。
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)<1>钢铁常温发黑机理：钢铁常温化学氧化是80年代以来迅速发展的新技术，与碱性高温氧化工艺相比,这种新工艺具有氧化速度快,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。
关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用
第5卷第1期2003年3月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol15N o11Mar12003【实验技术研究】关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用张玉梅(辽宁工程技术大学职业技术学院,阜新 123000) 摘 要:根据金属腐蚀的机理,文章主要介绍了钢铁氧化处理和磷化处理的实验技术及应用.实验结果表明:钢铁表面经氧化处理后所得氧化膜色泽美观、厚度薄、组织致密;经磷化处理后所得磷化膜其耐水、耐温、耐磨、防锈、防腐蚀等性能良好.关键词:金属腐蚀;氧化处理;磷化处理;氧化膜;磷化膜中图分类号:O611162 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2003)01-0103-03金属腐蚀给国民经济带来的损失是非常惊人的.据统计,全世界每年因腐蚀而报废的钢铁占年产量的30%,我国每年生产的钢铁有20%用于替换那些因腐蚀而丧失用途的产品.在我门周围的废物堆、废汽车厂里都可以见到这种腐蚀的后果.因此,如何提高金属的抗蚀能力,有效地控制金属腐蚀所造成的损失,是摆在我们面前的重大课题.1 金属腐蚀的机理 金属和周围的气体或液体等介质接触时,由于发生化学或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀.按照金属腐蚀的机理可将其分为化学腐蚀与电化学腐蚀.结合常见的钢铁腐蚀,简单阐明反应机理.111 化学腐蚀 金属与干燥的气体(如O2、S O2、H2S、Cl2等)接触,发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀.这种腐蚀的特点是只发生在金属的表面,使金属表面形成一层化合物.如钢铁在高温时容易被氧化,生成一层氧化皮,它由FeO、Fe2O3、Fe3O4所组成,主要反应过程为:2Fe+O22FeO;4FeO+O22Fe2O3;FeO+Fe2O3Fe3O41由于铁的各种氧化物组成的铁锈很疏松,没有保护金属使其不再继续被氧化的能力,也不具有金属原有的高强度和高韧性等优良性能,在金属的锻造及热处理时常见到这种腐蚀.112 电化学腐蚀 当不纯的金属和电解质溶液相接触形成原电池而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀.其腐蚀过程分两种.11211 析氢腐蚀当钢铁暴露在潮湿的大气中,由于表面吸附作用,会在钢铁表面形成一层极薄的、为C O2或S O2等气体所饱和的水膜,这种水膜显酸性.这样钢铁中的铁、杂质(C、S i、Mn等)同水膜电解质溶液就形成了原电池.电化学反应如下:负极 (铁) Fe-2e Fe2+;Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+;正极 (杂质) 2H++2e H2↑;总反应方程式 Fe+2H2O Fe(OH)2+H2↑.Fe(OH)2进一步被O2氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3.在腐蚀过程中因有H2放出,故叫析氢腐蚀.11212 吸氧腐蚀 一般情况下,水膜中溶解有O2,这时的电化学腐蚀的反应过程是:负极 (铁) Fe-2e Fe2+;正极 (杂质) O2+2H2O+4e4OH-;总反应方程式 2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;进一步发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3.在腐蚀过程中,因水膜中的O2参加反应,故叫做吸氧腐蚀.由于O2的氧化能力比H+强,故金属的电化学腐蚀一般是以吸氧腐蚀为主.析氢腐蚀和吸氧腐蚀最后得到的产物都是Fe(OH)3.Fe(OH)3及其脱水产物Fe2O3・xH2O等是红褐色铁锈的主要成分,由于它是疏松可导电物质,故铁锈产生之后又会形成更多新的微电池,加速了铁的腐蚀.一般情况下,这两种腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀在常温下比化学腐蚀要普遍得多,腐蚀的速度也快得多.2 用化学处理法提高钢铁的抗蚀能力 了解金属腐蚀的种类和原因,就要采取相应防腐蚀的措施.既然金属的腐蚀是金属与周围介质发生化学反应的结果,因此防止腐蚀的方法要从金属和介质两方面来考虑.一方面改变金属性质,合金化的金属基体电极电位提高了,使其不易失去电子,变成“惰性金属”;另一方面隔离介质,使金属与周围介质隔绝起来.例如在金属表面涂上油漆、塑料、沥青等非金属材料;还有用热镀、喷镀、电镀等方法在金属表面镀一层耐腐蚀的金属.但有些物品如枪支武器、精密仪器等既不能涂漆,也不宜用金属镀层,通常采用化学处理法使金属表面生成一层比较稳定的化合物薄膜,保护内部金属免于继续腐收稿日期:2002—12—10作者简介:张玉梅(1961-),女,辽宁义县人,高级实验师,主要从事化学教学研究,发表论文5篇.104辽宁师专学报2003年第1期蚀,从而提高金属的抗蚀能力.常用的化学处理方法有氧化处理(俗称发蓝处理)和磷化处理两种.211 氧化处理实验21111 实验原理氧化处理就是把钢铁工件放入一定组成的化学试剂中(主要成分NaOH、NaNO3、NaNO2)处理,使工件表面生成一层均匀致密的氧化膜过程.因为氧化膜具有深黑蓝色,所以又称发蓝处理.在一定的温度下,NaOH、NaNO2、NaNO3与金属铁作用,生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4),再由Na2FeO2与Na2Fe2O4相互作用生成磁性氧化铁(Fe3O4),即氧化膜.其主要化学反应如下:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑;8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O4Na2Fe2O4+3NH3↑Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH21112 主要药品 除油液:每升溶液中含NaOH60g,Na2C O340g,Na2S iO330g.除锈液:每升溶液中含HCl20%,乌洛托品(CH2)6N45%,水75%.氧化处理液:每升溶液中含NaOH600g,NaNO2180g,NaNO350g.21113 实验方法 除油:将小螺丝5只擦光,放入20ml除油液中,加热煮沸5min,取出后冲洗干净.除锈:将除油后的小螺丝放入20ml除锈液中,加热至60～80℃,5min后取出洗净.氧化处理:将小螺丝放入30ml氧化处理液中,加热者沸10min后取出冲洗.浸油:经氧化处理后的小螺丝表面呈现一层蓝黑色的氧化膜,但仍有微孔,将它置于热机油(60℃)中浸泡3min,取出吸干后,其表面呈现一层致密的蓝黑色的氧化膜.鉴定:将处理过的小螺丝2只浸入3%CuS O4溶液中,1min后取出吸干,观察并比较,结果是氧化膜色泽无变化,无单质铜析出.21114 结果与讨论 紧密的Fe3O4薄膜,能牢固地与金属表面结合.它对于干燥的气体抵抗力强,但在水中或大气中抵抗力较差.氧化处理工艺在我国已有很长的历史,广泛应用在机器零件、精密仪器和军械制造工业等.212 磷化处理实验21211实验原理钢铁磷化是用特定组成的磷化液[主要成分(锌系):H3PO4、Zn(NO3)2、ZnO]浸泡、喷泡、喷淋或涂抹在钢铁工件上,通过磷酸盐和钢铁相互作用,使得钢铁表面获得一层灰黑色不溶于水的复合磷酸盐薄膜保护层———磷化膜.磷化过程中金属表面发生一系列化学变化,其主要化学反应是:Fe+2H3PO4Fe(H2PO4)2+H2↑;Fe+Fe(H2PO4)22FeHPO4+H2↑Fe+2FeHPO4Fe3(PO4)2+H2↑;(氧化皮)FeO+2H3PO4Fe(H2PO4)2+H2O↑ZnO+2H3PO4Zn(H2PO4)2+H2O.随着磷酸铁盐和磷酸氢铁盐浓度的不断增加,当它们达到饱和后,即开始沉积在金属表面上,磷化层逐步增厚,且含Zn2+逐渐增多,直到生成了不溶于水的复合磷酸盐(磷酸铁锌)的膜,就是磷化膜. Fe(H2PO4)2+2Zn(H2PO4)2+H2O Zn2Fe(PO4)2・4H2O+4H3PO421212 磷化液的配制原则 磷化液应包括乳化性能优异的各种表面活性剂及洗涤剂等组成的去油剂;对金属锈蚀产物有较强溶解作用的酸液,包括有机酸在内组成的除锈剂;对金属表面垢质有较好分解作用和溶化性能的无机、有机酸和盐类所组成的去垢剂;为确保磷化液在使用中不腐蚀基体金属,加有相应的高效缓蚀剂;为增加对金属表面的保护作用,加入能和金属基体生成钝化膜层的钝化剂;以及在去锈、脱脂、去垢等作用后,能使金属表面生成很强防腐蚀性能的磷化剂等部分.21213 磷化液的配制方法 主要药品H3PO4、ZnO、浓H NO3、(CH2)6N4、Zn(NO3)2、Cu2(OH)2C O3.实验所用试剂均为分析纯,溶液用蒸馏水配制.(1)准确称取ZnO27g、Cu2(OH)2C O33g(先磨碎),放入同一大烧杯中.加蒸馏水200ml搅拌均匀后,再加入25ml的浓H NO3、45mlH3PO4、均匀搅拌至全部溶解,即得溶液(I).(2)准确称取(CH2)6N44g、,加蒸馏水100ml搅拌,使全部溶解,即得溶液(Ⅱ).(3)准确称取Zn(NO3)240g之后,加蒸馏水100ml搅拌,使全部溶解,即得溶解(Ⅲ).(4)将(Ⅱ)、(Ⅲ)两种溶液混合在一起,立即加入到(Ⅰ)溶液中,同时搅拌均匀.最后将混合溶液倒入1000ml的容量瓶中,加蒸馏水至刻度摇匀,即得到浅蓝色磷化液.21214 磷化实验及应用 该磷化液在实际生产中得到应用,并收到良好的实验效果.煤矿井下使用的采掘电气设备,在检修过程中所有的电器防爆面都要进行磷化处理.由于整台防爆电器设备无法采用浸泡的方法进行磷化,因而在实际检修过程中采用化石粉和磷化液混合在一起,搅拌均匀呈浆状,涂抹在防爆面上,涂抹厚度在2～3mm,常温下放置3h左右,然后除去涂层(不得用金属工具,以防划伤防爆面.并用棉布擦净.再涂上30#机械油即得到灰黑色的密质的磷化膜.张玉梅关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用105 21215 结果与讨论 经实际检测,未经磷化处理的电气设备防爆面在井下使用2个月后防爆面腐蚀深度(呈现麻点状)达013mm.这样会造成电气设备的失爆,不符合安全规程要求.而经过磷化处理后的电器防爆面,在井下使用6个月后,检查防爆面局部腐蚀深度最大为0105mm,仍具有良好的防爆性能.而井下电气设备使用周期一般不超过5个月即升井检修.由此看出,采用上述磷化液对钢铁表面进行磷化处理所得磷化膜,在大气中有良好的耐腐蚀性,对钢铁基体有较强的保护作用,能延长金属机器的使用周期.随着金属表面磷化处理技术的发展,磷化处理技术广泛应用于电镀、油漆或工件的加工前处理和封存处理,涉及各行各业的金属件热处理、除锈、除油、除垢处理等黑色金属及其合金上,如洗衣机、仪表、造船、机车等许多行业,而且还广泛应用到铝、锌、铜、镍、铬等各种材料和合金上的表面处理.本文所采用的钢铁氧化处理和磷化处理技术,是以金属腐蚀理论为依据、以实验为基础,并在实践教学和实际生产中得应用.参考文献:[1]陈嘉甫,谭光熏.磷酸盐的生产与应用[M].成都:成都科技大学出版社,1989.[2]王致勇.无机化学原理[M].北京:清华大学出版社,1983.(责任编辑 王心满,于 海)(上接32页)中的迷航现象.此导航页面设计结构简单明了、色彩淡雅,极利于学习者操作.213 菜单式导航块在课堂教学的每一章,页面设计中的左侧均设为菜单形式,学生可点击任一章进行学习.在每一章页面设计中的左侧也设为菜单形式,可点击进入本章的任何一节学习.这两个菜单导航的设计,确保学生在任何章、任何节中都能通过点击菜单栏转入所需要学习的章节,减少了不必要的反复切换操作,避免了迷航现象,提高了学习者的学习效率.3 《单片微机原理及应用》网络课程的导航界面设计 交互性是网络课程的一大特色.在交互界面设计时,采用以下几种形式:菜单、按钮、窗口、图标等等.由于它们直观、操作简单,是学习者与电脑进行信息交流的重要界面形式.交互界面设计中遵循的基本原则是简单性、可靠性、一致性、趣味性和反馈性.使《单片微机原理及应用》网络课程操作简单、容错性强、生动、形象、直观,学习者在学习过程中能集中精力学习内容.4 《单片微机原理及应用》网络课程的页面设计 网络课程是由一页一页的网页按照一定的顺序和结构组织起来的.页面既是网络课程的组成部分,也是《单片微机原理及应用》所有教学内容的展现形式.也就是说网页设计是构建整个网络课程的灵魂.411 页面的布局在《单片微机原理及应用》网络课程的页面设计中共有两大类页面设计.一类是“T”型结构设计如课程说明页面设计、章的页面设计、节的页面设计和自我测试页面设计.它们页面顶部为《单片微机原理及应用》网络课程的标题,其下部为主导航栏,下部左侧为主导航区,右侧为章、节、课程说明的具体内容.另一类是“三”型页面设计如学习导航页面设计和难点解答页面设计.412 页面文字页面文字本着尽最大可能突出主题的原则组织的.文字的字体不超过三种字体,字号的选择不宜过大,否则会使页面显得非常杂乱和拥挤,令学习者眼花缭乱,无从下手.字号的选择也不宜过小,这样会使学习者容易疲劳.413 页面颜色页面的色彩是页面设计中一项重要内容,它贯穿于整个页面设计的过程中.恰当使用不仅可以增加网络课程的艺术欣赏性,而且可以吸引学习者注意力,促进对屏幕上各部分的识别、突出差异.但如果使用不当,则会分散人的注意力,使视觉容易疲劳.在选择时应考虑课程内容表现的需要、课程的总体风格、教学对象的色彩心理特点以及色彩本身所表达的含义等等因素.总的来说,网络课程的页面色彩搭配要和谐、自然,给人以美感,请注意颜色数量的多少,避免色彩过多过杂,尽量作到风格统一.色彩的选择尽量鲜明、独特、与所设计的内容相协调一致.例如:整个网络课程所有页面都是以蓝色为基调,给学习者柔和、宁静的氛围.414 页面图形用图形说明、解释问题具有形象、直观、生动的特点,本网络课程的图形图像采用Photoshop610工具进行处理.415 页面趣味性为了增加学习者的学习兴趣,减少学习过程中的枯燥性,本网络课程,如实际应用部分采用了动画形式来展现教学内容,效果较好.5 结论 网络教育是本世纪教育方法的又一类型,是继续教育、终身教育发展的必然趋势,它解决了传统教育的时间、空间的限制,更大限度的调动了学习者的学习兴趣,突出了“以学生为主体”的建构主义教育思想,在这种背景下网络课程的设计将是今后网络教育的重要内容,具有广阔发展前景.(责任编辑 唐国民,于 海)。
10.磷化和氧化
四．影响磷化膜质量的因素
２．总酸度，游离酸度和酸比的影响
总酸度．表示所有的盐解离出来的H+的含量．TA低，成膜 所有的盐解离出来的H 总酸度．表示所有的盐解离出来的 的含量．TA低 缓慢，膜层粗糙疏松，沉淀多； TA过高 膜层结晶粗糙， 过高， 缓慢，膜层粗糙疏松，沉淀多； TA过高，膜层结晶粗糙， 易于产生浮灰．一般20~80点 温度低，TA高 易于产生浮灰．一般20~80点．温度低，TA高． 游离酸度．表示游离 的含量．FA过低 溶解作用小， 游离H 过低， 游离酸度．表示游离H+的含量．FA过低，溶解作用小，成 膜难，溶液不稳定，沉淀多； FA过高 反应激烈， 过高， 膜难，溶液不稳定，沉淀多； FA过高，反应激烈，成膜的 金属盐达不到饱和状态，膜层粗糙多孔，泛黄，浮灰多， 金属盐达不到饱和状态，膜层粗糙多孔，泛黄，浮灰多，甚 至膜层不完整，沉淀多．一般1~6点．温度低， FA低． 至膜层不完整，沉淀多．一般1~6点 温度低， FA低 酸比． /FA高 结晶细致，膜层薄．酸比过低， 酸比． TA /FA高，结晶细致，膜层薄．酸比过低，粗糙疏 需要升温；酸比过高，不易成膜，沉淀多， 松，需要升温；酸比过高，不易成膜，沉淀多，可降低温 一般5~25 度．一般5~25 ．
一．磷化处理原理
3．磷化膜的特点： 铁的溶解和参与成膜,提高了附着力, 铁的溶解和参与成膜,提高了附着力,降低了 耐蚀性 覆盖／转化膜
二．磷化膜的组成和结构
组成（与处理溶液有关）
• Zn2Fe(PO4)2·4H2O；（磷化膜底层） Zn3Fe(PO4)2·4H2O；Fe5H2(PO4)4·4H2O；Fe(II)多 Fe(II)多 • Zn2Ca(PO4)2·7H2O；（结晶细致，排列紧密） • (Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O, Fe5H2(PO4)4·4H2O, 溶液中Fe(II)3.5~5g/L 溶液中Fe(II)3.5~5g/L
钢铁部件的磷化处理与电镀
磷化处理与电镀姓名：***学号：**********学院：化学化工学院日期：10-4-27摘要：钢铁制件及设备往往在涂漆或储存前需要进行表面处理，其目的在于增强油漆在钢铁表面的附着力，提高金属的防腐能力，同时也可改善涂层的装饰效果。
采用化学反应使金属表面形成化学转化膜是常用的表面处理方法，磷化及发黑（发蓝）处理以及电镀是其中最常见的表面处理。
关键词：磷化电镀目录：1.金属的磷化处理2.电镀的简介3金属磷化处理与电镀的比较内容：（一）金属的磷化处理磷化是用磷酸及其盐的水溶液处理钢铁表面，在其表面获得一层磷酸盐覆盖层（磷化膜）的过程。
磷化膜的形成机理比较复杂，一般可分为两类。
一类是金属表面自身转化的磷酸盐膜，其组成是FePO4及Fe2O3.这类磷化液主要含碱金属的磷酸盐，多聚磷酸盐等。
其配方往往以每升磷化液中含组分的质量表示，如一种转化型磷酸液的组成及工作条件如下：组成（单位：g/L）：草酸5，磷酸10，草酸钠4，磷酸二氢钠10;浸泡温度：20℃；浸泡时间：5min。
这类磷化液的成膜机理可简要的描述如下：金属裸露部位（阳极）的电化学反应为:-4-3422e FePO PO Fe +=++在形成金属氧化物FexOy 的部位（阴极），氢离子接受来自阳极的电子而形成氢气，因而处理表面常有气泡产生。
但因氢气的生成会产生较高的超电势而使磷化难以继续进行，故在配方中往往加入促进剂（氧化剂），如33NaClO NaNO ， 等，以便降低超电势。
阴极反应可表示为O H =+ H =2e + 2H 22-[O]+总的反应式可表示为： O 3H +PO +2Na ↓O Fe 2FePO =9[O]+PO 4NaH +6Fe 24232442⋅，另一类转化膜称为假转化膜，其磷化液的组成主要是-2Zn +-2Ca +，-2Mn +，-2Fe +等的磷酸二氢盐。
以磷酸二氢锌为主体的磷化液称为锌系磷化液，其转化膜称为锌系膜。
如锌系膜配以适当ca2+，则称为锌-钙系膜。
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膜层的厚度随着溶液中碱的浓度升高而有所增加。由于溶 液中碱的浓度与溶液的沸点具有对应的关系，因此也可以说， 膜层的厚度将随着碱性氧化溶液沸腾温度的升高而有所增加。
随着溶液沸腾温度的升高，高铁酸盐与亚铁酸盐反应生成
磁性氧化铁的速度相应的减慢，同时磁性氧化铁在碱溶液中
10
表27－1 常温下水溶液中NaOH的浓度与沸腾温度的关系
NaOH g/L 沸腾温度 NaOH g/L 沸腾温度
400
117.5
1000
152
500
125
1100
157
600
131
1200
161
700
136.5
1300
165
800
142
1400
168.5
900
147
1500
172
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3Fe＋5NaOH＋NaNO2→3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
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亚铁酸钠盐在溶液中被氧化剂继续氧化,生成高铁酸钠盐：
6Na2FeO2＋NaNO2＋5N2O → 3Na2Fe2O4＋7NaOH＋NH3↑ 有人认为，亚铁酸盐被氧化成高铁酸盐是通过形成一种铁 的亚硝基中间化合物Fe(NO)m，过渡完成的，氧化的速度受 制于Fe(NO)m生成的速度，氧化剂含量高，则Fe(NO)m，的 生成速度加快。通常亚铁酸盐只能部份的被氧化成高铁酸盐。
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在碱性氧化溶液中通常使用硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠 作为氧化剂。硝酸钠可以与亚硝酸钠仪器使用，也可以单独 使用。如果单独使用硝酸盐时，常使用硝酸钾。
亚硝酸钠为氧化剂时，膜层色泽呈蓝黑色，有光泽；
硝酸 盐为氧化剂时，膜层色泽偏黑，略暗。
膜层色泽与钢铁的成分也有较大关系，含碳量低，较难成 黑色，反之容易成黑色。
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碱性氧化的后处理 皂化处理： 肥皂
温度 时间
30－50 g/L 85－90℃ 3－5 min
钝化处理： 重铬酸钾 50－80 g/L
温度 时间
80－90℃ 3－5 min
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磷化膜的符号也可以少于四个部分，例如，对不需要后处理的则只有 三部分。以Znphr3a磷化膜分类符号作为示例，其含义为：磷化膜层为 锌系磷化膜；功能为腐蚀防护，单位面积膜层质量为3g/m2±0.9g/m2， 后处理为涂装。
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碱性氧化膜层的结构、外观和防护性能，在很大程度 上是随着它的厚度不同而变化的。当膜层非常薄 (0.02μm～0.04μm)的时候，对于钢铁表面的外观和抗大气 腐蚀性能没有任何作用。当膜层的厚度超过2.5μm时，颜 色发暗，有时呈灰黑色。由于膜层与基体的结合力差，所 以膜层的抗擦拭能力很差。较适宜的膜层厚度通常在 0.6μm-lμm的范围内。这时的膜层外观呈蓝黑色或黑色， 有光泽，与基体结合牢固，有很好的抗擦拭能力。
的溶解度也在增加，零件表面附近溶液中的磁性氧化铁就不
像温度低一些的时候那样容易达到过饱和状态，因此在零件
表面上沉积出来的晶核相应要少，晶核要生长得大一些才能
最终形成比较致密的氧化膜，所以膜层就会增厚。当钢铁碱
性氧化的工艺温度超过175℃时，钢铁表面上已不能生成磁性
氧化铁膜层。
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(5)按促进剂的不同分类，有硝酸盐型、亚硝酸盐型、氯酸 盐型、钼酸盐型、有机硝基化合物型以及几种促进剂的组合 型等。
(6)按磷化液沉渣的多少分类，有低渣型和多渣型。
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28．1．3 磷化膜的表示方法
根据GB／T 11376—1997《金属的磷酸盐转化膜》的规定，不同类型 和不同功能的磷化膜可以用分类符号表示，符号由四部分组成：
(2)根据磷化工作温度的不同分类，有高温磷化(80℃以 上)、中温磷化(60～75℃)、低温磷化(35℃～55℃)和常温磷 化(15～35℃)。
(3)按磷化施工方式的不同分类，有喷淋式磷化、浸渍式 磷化、喷浸结合式磷化、涂刷式磷化。
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(4) 按磷化膜层的单位面积质量的不同分类，有重量级 (7.5g/m2以上)，中量级(4.5g/m2～7.5g/m2)、轻量级 (1.1g/m2 ～4.5g/m2)和特轻量级(0.1g/m2 ～1.1g/m2)。铁系磷 化膜最薄，其膜重只有0.3g/m2 ～1.1g/m2，属于特轻量级， 由于其成膜阳离子主要来源于基体金属，所形成的膜层呈无 定型(非结晶型)，因此称转化型磷化膜。其他类型的磷化膜 均为结晶型磷化膜，称为伪转化型磷化膜。用作有机涂层底 层的磷化膜，应该是轻量级或轻量级以下的磷化膜，膜重不 超过4.5g/m2，称这种磷化膜为薄膜磷化。锰系磷化膜的膜 重都比较大，但近年来配合使用表调处理以后，膜重也能降 低至中量级。重量级以上的磷化膜称为厚膜磷
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如果钢铁零件碱性氧化之后再浸防锈油脂或蜡，那末膜 层的抗盐雾试验能力就可以提高到24h～150h。碱性氧化工 艺特别适合于处理需要用黑色进行装饰的、并在良好条件下 使用的精密机械产品零件，例如，精密机床零件、光学产品 零件、枪械产品零件、仪器仪表零件、液压控制系统器件等。 由于膜层很薄，因此不会影响产品的装配。
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钢铁零件的碱性氧化是在处于沸腾温度条件下含有硝酸盐 和亚硝酸盐的浓碱溶液中进行处理的。溶液中碱的浓度和零件 处理时溶液的温度是否处于微沸条件下，对膜层的成膜过程、 外观、抗大气腐蚀性能起着决定性的影响。
钢铁碱性氧化成膜过程的机理比较复杂，前苏联科学
曾对此提出了一个简易明了的见解。他认为钢 铁的碱性氧化是一个电化学过程，由于钢铁表面微电池的作用， 使铁溶解成为二价铁离子，并在钢铁表面附近含有氧化剂的溶 液中发生下面的化学反应，生成亚铁酸钠盐：
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由于零件表面附近的溶液中既含有亚铁酸钠又含有高铁酸 钠，因此二者又通过下列化学反应，相互作用生成磁性氧化铁 (Fe3O4)。
Na2FeO2 + Na2Fe2O4+2H2O → Fe3O4 + 4NaOH
当溶液中的磁性氧化铁达到过饱和状态时，磁性氧化铁晶体 就开始在零件的表面上沉积出来并形成晶核，通过晶核的成长 形成了致密的磁性氧化铁膜层。
磷化适用于处理钢铁件，也适用于处理锌、铝、镉、镁等 有色金属件。随磷化膜的成分和厚度的不同，其用途也各异。 磷化膜有以下的一些用途：
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(1) 磷化膜广泛用作油漆、电泳漆、粉末涂层及其他有机涂
层的底层。磷化能够大幅度提高金属表面上有机涂层的附
着力和耐腐蚀性。它是一种工艺稳定可靠、成本相对低廉、
(3)锌系、锌锰系、锰系的中、厚膜磷化，常用于金属材 料或金属件的无切削冷塑变型加工。金属件磷化并浸润润滑 脂以后，可以显著的降低金属件在拉拔、冷挤压、冷冲压时 的摩擦系数，改善润滑性，延长模具寿命，提高生产效率。
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(4)锰系厚膜磷化常用于机械产品中的齿轮、凸轮轴、活塞环、 活塞、柴油机挺杆、花键、滚动轴承等零件的表面处理。它 们磷化并浸润适当的润滑脂以后，在高载荷下工作时，可防 止摩擦面之间发生相互咬合、降低摩擦系数，保证安全的运 转。
(5)由于磷化膜具有一定的电绝缘能力，大约lμm厚的干燥 磷化膜，可耐27V～36V的电压，常用于处理电机、变压器 用的硅钢片，大大减少了涡流损失。
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28．1．2磷化的分类
目前尚无统一规定的磷化分类方法，人们常以磷化膜的 几种特点进行分类：
(1)根据磷化溶液中使用的二价金属磷酸二氢盐的不同进 行分类，有磷酸锌系、磷酸锰系、磷酸锌锰系、磷酸锌钙 系、磷酸铁系等几种。
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28.2 磷化膜的成膜机理
28.2.1 锌系磷化的成膜
磷化溶液的基本成分是一种或多种金属的二氢磷酸盐，分 子通式为Me(H2PO4)2[工业上称为马日夫盐]，其中Me通常 是指锌、锰、铁等二价金属离子。当这些二氢磷酸盐溶于水 以后，在一定的浓度和pH值条件下会发生分解反应。这时 在磷化溶液中产生如下的物质平衡(以锌盐为例)：
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钢铁表面上的磁性氧化铁(Fe3O4)薄膜，可以通过多种途 径获得。
将钢铁表面置于温度高达570℃以上的过热蒸汽中进行化 学反应、将钢铁放在高温盐浴炉中加热、将钢铁放在含氧化 剂的浓碱溶液中进行处理，均可以在钢铁表面上形成一层磁 性氧化铁薄膜。
为了对钢铁零件表面进行装饰防护，采用在含氧化剂的 浓碱溶液中进行化学处理的工艺，比使用其他方法更易实施， 工艺过程易于质量控制。表面处理工艺习惯将该工艺称为 “碱性氧化”。由于磁性氧化铁薄膜(Fe3O4)呈蓝黑色或黑色， 所以，也有人称该工艺为“发黑”或“发蓝”工艺。
磷化膜提供了一层稳定的不导电隔离层，一旦涂层破损，
它具有抑止涂层下金属继续腐蚀的作用，从而大大提高了
被保护金属的耐蚀性。
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