钣金常用表面处理技术介绍

钣金常用表面处理技朮介绍

1.磷酸盐皮膜处理

也称为磷化处理

1.1 磷酸盐皮膜机理

2H3PO4+M→M(H2PO4)+H2

3M(H2PO4)2→4H3PO4+M3(PO4)2

M(H2PO4)2→MHPO4+H3PO4

生成的M3(H2PO4)2和MHPO4为磷酸盐膜的主要成分

1.2 磷酸盐皮膜的性质和用途

(1)耐蚀性

在大气条件下很稳定﹐在有机油类﹐苯﹐甲苯及各种气体燃料中有很好的耐蚀性。但磷酸盐皮膜不耐酸﹐碱﹐氨﹐海水及水蒸气等。磷酸盐膜经过封闭处理后能大大提高其耐蚀性。

磷酸盐皮膜的耐蚀性高于发蓝膜。

(2)吸附性

磷酸盐膜具有多孔构﹐有很好的吸附性﹐因此常用作油漆的底层和吸附润滑油后作为减摩层和润滑层。

(3)电绝缘性

磷酸盐膜是高电阻膜层﹐有很好的电绝缘性﹐击穿电压为240~250V, 涂绝缘漆后可耐1000~1200V,又由于磷酸盐膜不影响透磁性﹐因此常用作电磁装置的硅钢片。

(4) 不粘附熔融金属的特性

此特性用于在热浸锌﹑锡铅合金时保护不需要浸涂部分。在浇铸减摩合金和电机铸铝转子时﹐将钢膜作磷酸盐处理﹐以防粘附。1.3 邻酸盐膜成膜机理和构成

1.4 分类

钢铁用化成处理剂

铝用化成处理剂

锌用化成处理剂

不锈钢用化成处理剂

铜用化成处理剂

镁用化成处理剂

其它化成处理剂

塑性加工用化成处理剂

防锈用化成处理剂

耐磨用化成处理剂

绝缘用化成处理剂

塑料迭片用化成处理剂

结晶粗大会吸入涂料而减少光泽﹔不均匀会降低涂装后的耐蚀性﹔由于磷酸盐膜很硬很脆﹐皮膜过厚的话﹐涂装后遭到弯曲或冲击等外力时﹐即使别无缺陷﹐也可能脱落。

防锈用皮膜特点﹕致密﹐均匀﹐厚度越厚越好﹐孔隙率越低越好。

2.1 铝及铝合金的阳极化

2.1．1 氧化膜特性

(1)多孔性

硫酸阳极化膜每平方微米大约有800个孔﹐草酸阳极化膜每平方微米大约有60个孔。由于氧化膜具有多孔状结构﹐所以膜层有很好的吸附性﹐对各种染料表现出很好的吸附能力﹐故氧化膜能进行化学着色﹐染成不同的颜色﹔另外也可在膜孔底部电沉积金属﹐进行电化学着色﹐使氧化膜不仅具有防护作用﹐还有装饰作用。

(2)良好的耐磨性

由于阳极化膜硬度高﹐因此耐磨性好。

(3)氧化膜的电绝缘性和绝热性

良好的电绝缘性使阳极化产品可作为电机和变压器的绕线圈﹐但其缺点是弹性小。良好的绝热性使有氧化膜存在的情况下﹐可防止零件在瞬间高温的情况下熔化。

2.1.2分类

硫酸阳极化

草酸阳极化

铬酸盐阳极化

磷酸阳极化

硼酸阳极化

普通阳极化

硬质阳极化﹕膜层硬度高﹐具有很好的耐磨性和耐蚀性。硬氧化膜大多用于铝的活塞﹑汽缸﹑液压设备﹑减震器﹑齿轮及其它铝制零件。

超硬铝(LC4)经硬质阳极化后可以代替钢使用。同时耐热性很好﹐能经

受住短时间的2000˚C高温。因此硬氧化膜常作为一种能满足特殊要求

的功能性膜层。

2.1.3阳极化的反应过程和膜的构成

阳极反应﹕Al-3e→Al3+

2Al3+ +3O2-→Al2O3

阴极反应﹕6OH-→3H2O+3O2-

2H++2e→H2

2.1.4膜的组成

未封闭膜﹕Al2O3 78.9%Al2O3˙H2O 0.5% Al2(SO4)3 20.2%

H2O 0.4%

水封闭后的膜﹕Al2O3 61.7%Al2O3˙H2O 17.6% Al2(SO4)3 17..9%

H2O 2.8%

2.2 其它材料的阳极氧化

钛和钛合金的阳极氧化﹐

3﹑化学氧化

4.2.1.4 塑料电镀与化学镀

塑料电镀的工艺过程﹕脱脂→粗化(微观粗化)→敏化(吸附易氧化的物质)→活化(多用胶体钯﹐通过与敏化步骤吸附的氧化物反应而获得一层具有催化作用的金属膜)→还原处理(消除残余活化物质)→化学镀镍或镀铜→电镀

4.2.1.5 化学镀镍的用途

石油管道﹐计算器硬盘﹐耐磨组件等

4.2.2其它化学镀的用途

化学镀铜主要用于非金属材料表面金属化﹐特别是印制电路板的孔金属化﹐实现孔两边导通。

化学镀银用于生产保温瓶(银镜反应)﹐装饰物等

5.防锈油脂

5.1概述

防锈油脂是在矿物油(或合成油)中加入油溶性缓蚀剂和其它辅助添加剂而组成的一种防锈材料。具有取材容易﹐成本较低﹐工艺简单﹐适应性广﹐防锈效果显著等优点。广泛用于机械制造过程及金属制品的储存﹑运输过程中。它与气相防锈材料﹐可剥性塑料共称为暂时防锈中的三大防锈材料。

5.2防锈油防锈的原理

防锈油一般由油溶性缓蚀剂和溶解缓蚀剂的油类组成。油溶性缓蚀剂在分子结构上都同时具备极性和非极性基团。非极性基团使其能溶于油中

﹐极性基团则使其能吸附在金属表面﹐延缓金属腐蚀。油主要起保护缓蚀剂吸附分子﹐弥补吸附膜不完整之处﹐保障油膜的厚度等作用。由缓蚀剂和油在金属表面形成致密的吸附膜﹐有效阻止水分子﹑氧气﹑和其它腐蚀性介质的浸入﹐从而阻止金属腐蚀。

5.3 防锈油应具备的性能

(1)防锈性能良好

(2)无腐蚀性﹐与其所接触的金属或非金属部件不其作用。

(3)对人体无害﹑无特殊臭味或其它刺激性气味

(4)具有很好的化定性﹐在长期储存中不变质﹑不氧化﹑效果恒定。能有

效防止有害气体和水扩散到金属表面﹐同时对手汗有一定的置换性(5)涂层不因温度变化而流失或龟裂﹔涂层应有一定的强度﹔涂层要薄﹐

且除膜性好﹐并能适应多种包装材料的包装。

5.4 防锈油种类

工序间防锈油

防锈润滑两用油

封存防锈油

液体防锈油

硬膜油

软膜油

溶剂稀释型防锈油

不干性防锈油

半干性防锈油