1、 了解不同的金属氧化膜或转化膜的性质、工艺规范以及溶液成分和工艺参数的影响；掌握溶液的配制与维护；熟练掌握各种不同的金属的氧化膜或转化膜的工艺流程以及常见故障现象、产生原因及纠正方法。铝及铝合金的化学氧化按其溶液性质可分为碱性和酸性两类。镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥非氧化面绝缘装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗碱洗温水洗流动冷水洗酸动冷水洗化学氧化流动冷水洗吹干去除非氧化面绝缘物流动冷水冼封闭流动冷水洗干燥检验包装。1.工艺流程2.工艺规范(见表-)表-工艺规范3.溶液配制与维护以酸性配方1为例，在槽中放入体积的水，将计算量的铬酐、氟化氢铵和磷酸氢二铵放入槽中，搅拌至完全溶解。()磷酸磷酸为成膜的主要
2、成分，若不含磷酸则不能成膜。()铬酐为氧化剂，是成膜的必要成分，若溶液中不含铬酐，溶液的腐蚀性就会加强，很难成膜。(3)氟化氢铵为溶液的活化剂，与磷酸、铬酐互相协同可生成致密的膜层。4.溶液成分和工艺参数的影响(4)硼酸加入硼酸是为了控制氧化反应速度和改善膜层的外观质量，使膜层更为致密。(5)磷酸氢二铵它具有稳定作用，可进一步改善膜层质量。(6)溶液温度溶液温度是决定膜层质量的主要因素。(7)时间要根据溶液的氧化能力和温度来确定氧化时间。经化学氧化处理后的工件，为了提高其耐蚀性，需要进行填充或钝化处理，其工艺规范见表。5.氧化膜的后续处理表-化学氧化膜的后续处理工艺规范6.常见故障现象、产生原
3、因及排除方法(见表-)表-常见氧化故障现象、产生原因及排除方法.不合格氧化膜退除(见表-)表-4不合格氧化膜的退除工艺规范铝及铝合金的电化学氧化膜，是由阻挡层和多孔层组成的，多孔层形似蜂窝状结构，孔壁的厚度是孔隙直径的2倍。(1)防护性提高零件的耐磨、耐蚀、耐气候腐蚀。(2)装饰性可制成本色光亮膜或彩色膜。(3)绝缘性可作为电容器介质膜、铝线圈绝缘膜，每微米厚度可耐25V电压。(4)作为涂装底层可提高基体与有机涂层的结合力。(5)作为电镀、搪瓷的底层可提高基体与无机覆盖层的结合力。(6)其他功能用途在多孔膜中沉积磁性合金可制成记忆元件、太阳能吸收板以及超高硬质膜、干润滑膜、触媒膜等。铝及铝合金
4、的阳极氧化膜，在建筑工业、航空和航天工业、电气和电子工业、食品工业、化工和医药工业、轻工业、交通运输业等领域都获得了广泛应用。()硫酸法硫酸法电解液成分简单稳定，操作容易，成本低廉，常温阳极氧化可获得厚度为25的无色透明膜，具有多孔，吸附性强，容易着色；硫酸低温硬质氧化可获得数十至数百微米的硬质膜。1.各种阳极氧化法的工艺特点(2)铬酸法铬酸法所得膜层厚度只能达2，膜层质软，弹性高，能保持原件的精度和表面粗糙度，基本上不降低材料的疲劳强度；膜层不透明，呈灰白至深灰色，孔隙少，不能着色。(3)草酸法草酸对膜层溶解力小，容易获得硬而厚的膜层，膜孔隙少，耐蚀、耐磨和绝缘性比硫酸法高，但不容易着色。(
5、4)混酸法混酸法以硫酸为主，加入少量草酸等二元酸，可获得较厚的氧化膜层，可扩大使用温度的上限值，其氧化膜的特性与硫酸氧化膜相似。(5)瓷质阳极化在特殊的电解液中，在硬铝的抛光表面上可获得光滑的、类似搪瓷般的不透明白色膜层而得名。(1)工艺流程镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥非氧化面绝缘装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗碱洗温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗阳极氧化流动冷水洗中和流动冷水洗吹干去除非氧化面绝缘物流动冷水洗着色流动冷水洗封闭流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表-)2.硫酸阳极氧化表-常用的硫酸阳极氧化工艺规范(3)溶液配制与维护)溶液配制：在槽中加入总体积的去离子水，起动空气搅拌机，将计算
6、量的硫酸缓慢加入槽中，按配方要求加入草酸或丙三醇，搅拌至完全溶解，加水至总体积，然后再加一些脱脂的铝屑或旧氧化液，使铝离子含量达到1，即可使用。)溶液维护 每槽氧化件的面积与槽液体积有关，每1溶液最多一次可氧化3.3的工件。硫酸溶液的体积电流密度一般不应大于0.3。阳极氧化可能产生和带入的杂质有、等。阴离子对氧化影响最大，允许量为0.05、0.01、0.02。这些离子含量高时，氧化膜的孔隙率升高，表面粗糙和疏松，甚至造成局部腐蚀，严重时造成工件穿孔。、使氧化膜产生黑条纹、发暗等，着色困难，可采用低电流密度电解去除。(4)溶液成分和工艺参数的影响)硫酸：在一定的氧化时间内，氧化膜的厚度取决于氧化
7、膜的溶解和生长速度的比率。)铝离子：新配槽时，必须要有以上的铝离子存在，才能获得均匀的氧化膜。若溶液中无铝离子，氧化膜的耐蚀、耐磨性差；A含量在，氧化膜的耐蚀、耐磨性能好；含量继续增加，则耐蚀、耐磨性能明显下降。)草酸和丙三醇：草酸和丙三醇可提高氧化膜的硬度、耐磨性和耐蚀性。)溶液温度：溶液温度是一个对氧化膜性质起主导作用的工艺参数。)阳极电流密度：这是阳极氧化的重要参数，提高电流密度，氧化膜生成速度加快，生产效率提高，孔隙率增加易于着色。)电源波形和电压的影响：铝合金阳极氧化可以使用直流电源、脉冲电源、交流电源以及交直流叠加电源。硫酸法一般采用连续波直流电源，电流效率高，氧化膜硬度高，耐蚀性
8、好，但操作条件不当时容易出现起粉和烧焦等现象。)搅拌：阳极氧化时产生的热量如果积存在氧化膜表面附近的液层，会导致氧化膜溶解和综合性能下降，因此除冷却溶液外尚需搅拌溶液，使工件附近的热量迅速散失。)时间：硫酸法氧化膜的厚度与氧化时间的关系取决于温度和电流密度。氧化时间延长，氧化膜厚度并不会按正比例增加，反而还会降低氧化膜层质量。()常见故障现象、产生原因及排除方法(见表-)表-常见故障现象、产生原因及排除方法表-常见故障现象、产生原因及排除方法()工艺流程镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥非氧化部位绝缘保护装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗碱洗温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗阳极氧化流动冷水洗中和流动冷水洗吹干
9、去除非氧化部位绝缘流动冷水洗着色流动冷水洗封闭流动冷水洗干燥检验包装。(2)硫酸硬质氧化工艺规范(见表-)3.硬质阳极氧化表-硫酸硬质氧化工艺规范()混酸硬质常温阳极氧化工艺规范(见表-)表-混酸硬质常温阳极氧化工艺规范()操作方法硬质阳极氧化常采用恒电流法。(5)溶液成分和工艺参数的影响)溶液浓度：采用硫酸硬质氧化时一般采用体积分数为浓度范围。)有机酸：在硫酸溶液中加入适量的有机酸，如丙二酸、乳酸、苹果酸、磺基水杨酸等，可扩大溶液温度的上限值直到常温，这样不但使操作简化，节约能源，降低成本，而且还能使膜层质量有所提高。)D添加剂：高硅铸铝合金采用常规氧化时，电流密度分布不均，会导致氧化膜不连
10、续，局部容易烧焦。)溶液温度：溶液温度对膜层的硬度和耐磨性影响很大，一般来说低温氧化时膜层硬度高，耐磨性好，但温度过低膜层脆性大，工件尖棱部位质量变差。)电流密度：提高电流密度，膜层生长速度加快，氧化时间缩短，膜层硬度提高，耐磨性好。)合金成分：铝合金成分和杂质对硬质氧化有较大影响。表-不同材质硬质氧化膜的硬度()氧化注意事项2.合金化学成分百分数为质量分数。)为防止电流集中引起局部过热导致工件烧伤，工件的所有棱角需要倒圆，其半径不应小于0.5，不允许有毛刺。)工件表面应较光滑，因为硬质氧化后表面粗糙度值会降低一级。)一般来说硬质氧化后工件增加的厚度为氧化膜厚度的50%左右，所以工件在机械加工
11、时应考虑氧化前后的尺寸公差。)硬质氧化时工件要承受很高的电压和电流，因此工件与夹具要保持良好的接触，以免烧伤工件。)对只需局部硬质氧化的工件，其不氧化的部位应绝缘，即将配制好的绝缘胶涂在工件上，涂层要均匀，每涂一次烘干一次，共需涂次。()硫酸和混酸硬质阳极氧化常见故障现象、产生原因及纠正方法(见表-)。表-硫酸和混酸硬质阳极氧化常见故障现象、产生原因及纠正方法()工艺规范(见表-)4.草酸阳极氧化表-草酸阳极氧化的工艺规范(2)溶液配制先在槽中放入体积的去离子水，加热到。(3)溶液使用和维护要点(以绝缘用氧化为例)1)操作方法：工件应带电入槽(小电流密度)，为防止氧化膜不均匀，在高压区出现电击
12、穿，必须采用如下的阶梯式升压方式：060（使电流密度保持在25/）)溶液补充和调整：在氧化过程中，草酸参与电极反应而被消耗，所以一定要定期分析溶液中草酸总量、游离草酸含量和含量并及时补加。溶液中的是杂质，其含量不得超过2；含量不大于02，否则需稀释或更换部分溶液。(4)常见故障现象、产生原因及纠正方法(见表-)表-常见故障现象、产生原因及纠正方法(1)工艺规范(见表-)5.铬酸阳极氧化表-铬酸阳极氧化的工艺规范(2)溶液配制在槽中加入总体积的去离子水，将计算量的铬酐加入槽中，搅拌至铬酐完全溶解，再稀释至总体积，搅拌均匀后经分析调整即可投产。(3)操作方法)采用配方1时，在氧化开始15内逐步将电
13、压由0升到40V，在40V下氧化45至终点。)采用配方2时，氧化开始5内逐步将电压由0升至20V，并保持该电压至氧化结束前1内再将电压降至0。(4)杂质的影响及去除溶液中硫酸根含量不得超过0.5，氯离子含量不得超过0.2。溶液中SO含量高时可添加0203的沉淀除去；氯离子含量过高时必须更换部分溶液。(5)溶液的维护和调整由于氧化过程中铝的溶解，铝离子与铬酸反应生成(）及碱式铬酸铝()，导致游离铬酸降低，氧化能力下降。由于不断加入铬酐，溶液中含铬量增加，在体积分数为的铬酸氧化液中，铬的总含量（换算成）超过70，这时氧化能力也下降，应进行稀释或更换部分溶液。(6)常见故障现象、产生原因及排除方法(
14、见表-)表-常见故障现象、产生原因及排除方法(1)溶液种类)在草酸或硫酸电解液中添加稀有金属盐(如钛、锆、钍盐等)，在氧化过程中由于这些盐的水解作用产生的色素体沉积于膜孔中，可形成类似釉的膜层。)以铬酸为基础的混酸电解液，具有成分简单，价格低廉，形成的膜层弹性好等特点。6.铝瓷质阳极氧化(2)工艺流程氧化前验收轻微机械抛光化学脱脂热水洗冷水洗硝酸中和出光两次冷水洗瓷质阳极氧化冷水离子水洗染色冷水洗去离子水洗封闭处理清洗干燥轻度机械抛光成品。(3)工艺规范(见表-)表-工艺规范(4)溶液配制(以配方1为例)按槽体积计算所需各种药品量，首先将草酸钛钾溶于5060的热水中，倒入槽内，然后加入草酸、柠
15、檬酸，搅拌至完全溶解，最后加入去离子水至总体积，搅拌均匀，用草酸调节值到1.82.0，再经调试氧化合格后投产。(5)操作方法)采用配方1时，氧化开始电流密度为，在调节电压到90110V，然后保持电压恒定，让电流密度自然下降，经过一段时间，电流密度便可达到一个相对稳定值，直至氧化结束。氧化过程中溶液会变成棕色，这是生成了偏钛酸之故。)采用配方2时，氧化开始电流密度为，在内将电压逐渐升到40V。溶液中杂质的最大允许量分别为：30；:003004；：1，超过此值需要稀释溶液或更换溶液。(6)溶液成分的影响)草酸钛钾：其含量不足时，所得氧化膜疏松，甚至是粉末状的，其含量必须在工艺范围内才能使膜层细密。
16、)草酸：它能促进氧化膜成长，其含量低则膜层薄；其含量太高溶液对膜层溶解加快，导致氧化膜疏松。)柠檬酸和硼酸：它们均对膜层的光泽和乳白有明显的影响，还能起缓冲作用，适当提高其含量，可提高膜层的硬度和耐磨性。)铬酸：在配方2、3中，铬酸除了影响电导率和氧化膜生长速度外，还影响膜层外观颜色。铝及铝合金阳极氧化膜具有多孔性和化学活性，很容易进行着色处理。(1)化学浸渍着色法化学浸渍着色法包括有机染色体着色和无机盐着色两种。1.阳极氧化膜着色法的分类和特点无机盐着色和带“铝”字头的有机染色，有较好的耐光、耐晒性能，可用于室外装饰。()电解着色法电解着色法是在阳极氧化之后，再在含金属盐的电解液中进行交流电
17、解。(1)化学着色机理铝及铝合金阳极氧化膜有20%30%的孔隙率(硫酸膜)，故有巨大的比表面积和化学活性，染料分子通过氧化膜的物理和化学吸附积存于内表层而显色。2.化学浸渍着色法无机盐浸渍着色的色紊体是金属氧化物或金属盐，例如（金黄色）、（橙色）。(2)化学着色工艺)有机染色工艺规范(见表-)表-有机染色工艺规范)染料的配制方法：先将染料用少量水调成糊状，然后加入总体积的去离子水，加热煮沸10，过滤到染色缸中，稀释至总体积，搅拌均匀。)染色工艺参数的控制 值：值对染色色调和牢度有重要影响，其他条件相同时，染色液值不同，色调相差很大，因为值影响氧化膜表面的电位和染料的化学结构。酸性染料宜采用的值
18、为，其他染料(除碱性染料之外)值为，茜素染料值为。染色温度：染色温度影响着色速度和色牢度，随着温度升高，上色加快，色牢度提高，一般应选择。温度太高，由于水化反应，氧化膜处于半封闭，反而影响着色速度。染色时间：应视色调要求和染料性质而定，染浅色时间可短些，染黑色时间可长些，通常为。)有机染色时注意事项 氧化后应立即进行染色，在水中浸泡会降低氧化膜的化学活性和吸附能力。硫酸阳极氧化膜透明可染任何颜色。草酸氧化膜带黄色，孔隙少，染色性差。铬酸氧化膜不能染色。染浅色时氧化膜的厚度为，染深色时为，染黑色时为以上。含硅高的铝氧化膜带灰色，只宜染深色。染色槽要防止带入氯离子和金属盐。每道工序之后都要认真清洗
19、，阳极氧化后先在稀氨水中中和然后再染色，有利于染色液值的稳定。)无机盐浸渍着色工艺规范(见表-)表-无机盐浸渍着色工艺规范)无机盐浸渍着色操作：本法中只有草酸高铁铵着金黄色是一次浸渍液。()化学着色常见故障现象、产生原因及排除方法(见表-)表-化学着色常见故障现象、产生原因及排除方法表-化学着色常见故障现象、产生原因及排除方法()电解着色原理电解着色是金属离子在膜孔底部的阻挡层上还原而显色。3.铝阳极氧化膜的电解着色电解着色的色调依金属盐种类、金属沉积量而异，除了金属的特征色以外，还与金属胶粒的大小、形态和粒度分布有关，如果胶粒的大小处于可见光波长范围，则胶粒对光波有选择性吸收和漫射，从而可见
20、到不同的色调。(2)电解着色工艺)铜系着色工艺规范(见表-和表-)表-9单锡盐着色工艺规范表-20镍锡混合盐着色工艺规范)电解着色液的配制(以配方1为例)：在着色槽中加入总体积的去离子水，加入计算量的化学纯硫酸(在搅拌条件下缓慢加入)，加入稳定剂并搅拌溶解，趁热加入硫酸亚锡和硼酸，搅拌至完全溶解，必要时加热到5060促进溶解，但不得超过70，以防亚锡氧化。)锡盐和镍锡混合盐着色的工艺特点 单锡盐着色法色调广泛，可获得从香槟色至黑色多种色调（咖啡色、纯黑色除外）。镍锡混合盐着色法综合了单镍、锡盐的优点，工艺范围宽，色系更完整，能获得从香槟青铜咖啡纯黑色。)溶液成分和工艺参数的影响 镍锡盐：为参与
21、着色的主盐。当亚锡含量一定时，随着硫酸镍含量升高，着色速度加快，通常应保持2530。若需要着纯黑色，则需要提高到40以上。硫酸亚锡的作用是提高着色速度、提高着色液分散能力和重现性，促进与镍共沉积。硼酸：它在膜孔内可起缓冲作用，促进共析，提高着色均匀性，防止色差和色散现象。其含量以左右为宜，主要是带出损失。GKC1稳定剂：稳定剂的优劣关系到着色工艺的技术经济性。亚锡在溶解氧的作用下极易氧化成四价锡。由于采用交流电着色，电极极性变化更容易氧化，如不加入稳定剂数小时就会有沉淀，溶液很快就会失效。水解后-Sn是一种悬浮于液体中的溶胶，很难沉降，会导致着色均匀性下降、药品消耗量增大和着色制品合格率低等疵
22、病。加入稳定剂后能有效地防止亚锡的氧化和水解，保持着色稳定。硫酸：硫酸是保持着色稳定性、防止亚锡水解和提高溶液电导的必要成分。其含量低于15g/L时，着色液稳定性差，表面容易沉积氢氧化物(灰色膜)。其含量过高，则着色速度变慢，色泽变暗，硫酸含量以1520g/L为好，但着纯黑色时宜升至25g/L。着色电压和电流：电解着色通常采用1220V的交流电压，以1416V为最佳。一般来说随着电压升高，电流增加，着色速度加快，色调加深。但是电压太高(大于氧化电压)时会发生阻挡击穿现象。为获得色调的重现，必须恒定电压，交流电流开始很大，数秒钟后会迅速下降，3min左右达到稳定值，所以电流时间曲线是一条衰减曲线
23、。这是由于着色时膜电阻增加造成的。所以，电解着色只控制电压而不控制电流，电流只表示电路导通与否。电解着色温度和时间：提高着色温度和延长着色时间，着色速度加快，反之亦然。含亚锡的着色液宜控制在2030下使用。为获得某一种颜色，必须固定电压、温度和着色时间这三个重要参数。生产中一般是恒定电压和温度，改变着色时间，以获得各种色调。5)操作注意事项 挂具：氧化和着色均应采用硬铝制作挂具，不导电部分需要绝缘，不能用钛制作挂具。因为氧化和着色采用同一挂具，必须保障足够的导电面积和牢固接触，防止松动错位。铝型材采用纯铝绑料，一定要绑紧每一根型材。对极：用耐酸不锈钢制作对极，呈栅栏式分布，其面积至少要与着色最
24、大总面积相等。在对极上挂一些纯锡条，可提高着色稳定性，防止亚锡氧化。氧化膜：着色氧化膜厚度要大于6，着纯黑色时要大于10。工艺衔接：氧化后要立即进行着色，放在清水中太久将会造成着色困难，这是因为发生了水化反应而降低了氧化膜的化学活性。软升压：氧化工件需要先浸入着色液中，让金属离子向膜孔扩散，然后在3060s内将电压缓缓升至额定值，这样可保障着色的均匀性。6)电解着色(混盐)表8-21镍-锡混盐着色工艺常见故障现象、产生原因及排除方法7)其他色系的电解着色工艺规范(见表8-22)表8-22其他色系电解着色工艺规范8)其他色系着色方法概述 红色系着色法：采用铜盐酸性溶液，为保持着色均匀性，铜盐浓度
25、不宜大于25。铜盐含量偏高，着色快，色调较红且艳丽，但色差较大。因为铜电位正，阻极极化小，其分散能力比镍或锡均差。硫酸浓度也不能太高，否则阻挡层容易击穿。着色电压宜采用；电压太高，氧化膜也容易击穿。GKC88(红)的作用是防止膜层击穿，提高着色均匀性，清除边缘效应。金黄色系着色法：有银盐和锰盐两种着色液。银盐可采用1g/L低浓度，成本低，1kg硝酸银可着色1216t铝型材，在光滑基体上可获得18K金色（6V、1min）。灰色系着色法此法采用镍锌混合盐。Ni/Zn摩尔浓度比要维持在4左右。着色液的pH值要调到78，pH值低于7时难以得到稳定的灰色，而pH值大于8时溶液不稳定。着色电压要在1820
26、V之间，低于17V时灰色度差，而高于20V时又容易导致阻挡层击穿。GKC93(灰)能起稳定溶液，抑制镍的析出而加快锌的析出速度，以保持良好的灰色度，其含量以25g/L左右为宜。花样电解着色法在电解着色液中加入少量GKC88(花)(16mL/m2液面积)，它不均匀地吸附在氧化膜上，电解着色时强吸附处不着色，弱吸附处着浅色，没有吸附的部位着深色，这样逐步形成不着色、深浅不同着色等层次分明的随机性图案花纹，如水波纹、大理石纹、田园风光等，很像一幅幅抽象画。如若先着一层浅色（如金黄），再在铜盐中进行花样着色，则可获得复合色图案花纹，具有很高的装饰效果和商品价值。铝及铝合金阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸
27、附能力，容易遭受污染和腐蚀介质浸蚀。1)利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙，如沸水法、蒸汽法。2)利用盐的水解作用吸附阻化封闭，如无机盐封闭(含高温法和常温法)。3)利用有机物屏蔽封闭，如浸油、浸漆、电泳涂漆、喷粉等。其中1）、2）两种方法用得最广。1.高温封闭()高温封闭机理高温封闭是将具有很高化学活性的非晶质氧化膜变成化学钝态的结晶质氧化膜的过程。水化反应在常温和高温下都能进行，水化反应结合水分子的数目为13个，依据反应温度而定，水温低于80时发生。()高温封闭工艺1)高温封闭工艺规范(见表8-23)表8-23高温封闭工艺规范2)影响高温封闭质量的因素 封闭温度：封闭温度越高，水向膜孔扩散
28、越快，氧化膜水化反应速度越快，封闭效果越好。封闭温度一定要达到95以上。水质：水中微量杂质会毒化水化反应(即抑制水化反应)，导致封闭失效。水纯度越高封闭质量越好。电阻为6010的去离子水较适合，最有害的杂质及其允许含量分别是、-、，每周需要更换一次纯水。粉霜抑制剂：高温封闭容易产生粉霜，这是一种过水化现象。它是由孔壁溶解下来的铝离子向外扩散到氧化膜表面产生水化作用的结果。市售粉霜抑制剂的组分是保密的，通常使用大分子团的多羟基羧酸盐、芳香族羧酸盐以及大分子膦化物。粉霜抑制剂含量过多会毒化水化反应，应控制使用。()常温封闭原理常温封闭原理是基于金属盐水解沉积的吸附阻化作用，根据其组分不同，还有水化
29、作用和生成化学转化膜等作用的综合结果。()常温封闭工艺2.常温封闭)常温封闭工艺规范(见表8-24)表8-24常温封闭工艺规范2)常温封闭剂的化学组成：市售的常温封闭剂的化学组成都是专利品，其主要成分为-、-，使用功能全面，但必须加入其他助剂，如极性溶剂、络合剂、缓冲剂、粉霜抑制剂以及表面活性剂等进行复配。3)溶液成分和工艺参数的影响 镍和氟：镍离子是封闭主剂，氟离子是封闭促进剂。膜孔封闭质量的优劣主要取决于进入膜孔中的镍含量，镍含量大于7mg/dm2以上，封闭质量才好。在生产中一定要控制离子大于0.8g/L，游离F-离子大于0.6。由于F-离子的消耗速度大于离子的消耗速度，所以配槽和补充应使
30、用两种制剂或者单独补充F-离子。pH值：常温封闭剂使用时的最佳pH值范围是5.86.2，pH值为6时是最佳值，pH值的影响实质是对金属的水解起制约作用，从而影响膜中的镍含量。pH值大于5.5时，封闭液呈弱酸性，金属盐水解受到抑制，故封闭效果差；pH值大于6.5时，镍等金属变成氢氧化物沉淀，丧失了有效成分，也会降低封闭效果。封闭温度和时间：这是影响封闭质量的重要因素，随着温度升高和封闭时间延长封闭度提高，常用的温度范围是2040，以3035为最佳。低于20封闭速度很慢，需要较长时间；高于40容易产生封闭粉霜。一般规律是温度每提高10封闭速度可提高1倍，反之亦然。封闭时间与膜厚的关系可用下式表示：
31、4)操作注意事项 每班前、中、后都要用pH计或精密pH试纸检查pH值，正常情况下pH值朝上升趋势，可用醋酸或氢氟酸调整。若pH值下降，说明工件清洗不洁净带入了硫酸。这是最危险的，要加强工件清洗。pH值低时可用氨水调节。每两天要分析一次和游离F含量，根据分析结果及时调整。适宜的操作温度为3035。冬春季要稍微加热，根据膜厚和温度确定封闭时间。正常情况下溶液中的絮状沉淀物不影响封闭质量，但沉淀物过多时则要过滤。封闭液的有害杂质是、。当杂质超标时，如、时将导致封闭液失效。5)常见故障现象、产生原因及排除方法(见表8-25)表8-25常见故障现象、产生原因及排除方法镁合金可在铬酸盐或氟化物等溶液中获得
32、化学氧化膜。镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥非氧化面绝缘装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗化学氧化流动冷水洗吹干去除非氧化面绝缘物流动冷水洗封闭流动冷水洗干燥检验包装。()工艺规范(见表8-26)1.工艺流程表8-26镁合金化学氧化工艺规范()溶液配制和调整1)溶液配制：在槽中注入总体积1/3的去离子水，分别加入计算量的化学药品，加温或室温下搅拌至完全溶解，然后稀释至总体积搅拌均匀，分析调试合格后投产。2)溶液调整：溶液中硝酸、醋酸、重铬酸盐等是主要的消耗材料。()溶液成分和工艺参数的影响1)重铬酸盐：为成膜的主盐。2)氟化物：为成膜的主盐。3)醋酸：主要起调节酸度的作用。4)硫酸盐：主要起
33、表面活化作用，能促进膜的生成，氯化物过多时会引起金属表面产生腐蚀。5)溶液温度溶液温度高，反应速度快，容易生成疏松的氧化膜；溶液温度低，反应速度慢，膜层薄。6)氧化时间：氧化时间要根据溶液的氧化能力、温度、镁合金的牌号而确定。()填充处理经过表8-26配方1、2号溶液氧化处理过的镁合金工件，为了提高氧化膜的耐蚀能力，氧化处理后应进行填充处理。表8-27镁合金化学氧化填充处理工艺规范()局部化学氧化处理局部化学氧化处理适合于氧化膜局部损伤及不宜采用全部化学氧化处理的镁合金工件，其工艺规范见表8 28。表8-28镁合金局部化学氧化工艺规范()常见故障现象、产生原因及排除方法(见表8-29)表8-2
34、9镁合金化学氧化常见故障现象、产生原因及排除方法镁合金可以在酸性或碱性溶液中采用电化学方法氧化(也称阳极氧化)，可获得较厚的膜层。镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥非氧化面绝缘装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗电化学氧化流动冷水洗吹干去除非氧化面绝缘物流动冷水洗封闭流动冷水洗干燥检验包装。2.工艺规范(见表8-30)1.工艺流程表8-30镁合金阳极氧化工艺规范在槽中放入总体积1/3的去离子水，然后将氟化氢铵和磷酸加入槽中，再将铬酐和氢氧化钠分别溶解后加入槽中，稀释至总体积并搅拌均匀即可试用。3.溶液配制4.氧化操作电源一般是采用50Hz的交流电（直流电亦可），由足够功率的自耦变压器或感应变压器
35、供电。表8-31几种镁合金酸性阳极氧化的最终电压5.不合格镁合金氧化膜的退除工艺规范(见表8-32)表8-32不合格镁合金氧化膜的退除工艺规范镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗出光流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗钝化流动冷水洗吹干烘干检验包装。1.工艺流程2.工艺规范(见表8-33)表8-33铜及铜合金的钝化工艺规范()铬酸盐与硫酸铬酸盐是钝化成膜的主要物质，它是强氧化剂。()氯化钠氯化钠的作用主要是提高钝化膜的厚度。3.溶液成分和工艺参数的影响()溶液温度溶液温度的高低对钝化膜的生成厚薄有影响。)钝化膜色彩应均匀，具有彩虹色和古铜色。2)钝化膜与基体结合应牢固，用
36、滤纸和棉花轻轻擦拭钝化膜不应脱落。3)将质量分数为50%的硝酸溶液滴在钝化后的工件表面上，观察产生气泡的时间，若大于6s则为耐蚀性能合格。4.质量检验5.不合格钝化膜层的退除(见表8-34)表8-34不合格钝化膜退除工艺规范铜及铜合金的氧化，就是将工件浸在碱性溶液中，用化学氧化或电化学氧化的方法，使工件表面生成一层氧化膜，其氧化膜由氧化铜组成，色彩为深蓝、蓝黑、黑褐色。1.化学氧化法()碱液化学氧化1)工艺流程：氧化工艺流程基本上与钝化工艺流程相同。2)工艺规范(见表8-35)表8-35碱液化学氧化工艺规范3)溶液成分和工艺参数的影响 过硫酸钠：过硫酸钠是生成氧化膜的基本组元，是一种强氧化剂。
37、其含量不足时，分解产生的原子氧就不足，影响氧化膜的生成；其含量过高时，尽管分解产生的硫酸和原子氧多，但过多的原子氧会生成氧气，过多的硫酸会加剧氧化膜的溶解，导致膜质疏松容易脱落。氢氧化钠：其主要作用是中和在氧化过程中所产生的硫酸，减少硫酸对氧化膜的溶解，保证膜层厚度。若氢氧化钠含量不足，硫酸则不能完全被中和，氧化膜就会变成微红色或微绿色；若提高氢氧化钠含量，会增大氧化膜的生成速度。所以，要获得优异的黑色氧化膜，就应保持氢氧化钠和过硫酸钾的比例恰当。溶液温度：溶液温度过高，会促使过硫酸钾分解，使槽液变化大，性能不稳定，消耗药品多，并使氧化膜生成速度急剧增大，不能获得致密的氧化膜；溶液温度过低，反
38、应速度减慢，氧化时间延长，氧化膜的质量下降。氧化操作时，必须严格控制溶液温度和溶液成分。溶液温度低，膜层疏松容易脱落；溶液温度过高，加快溶液中的过硫酸钾的分解，加大药品消耗。氢氧化钠浓度超过50时，会加快工件的腐蚀，生成疏松而厚的氧化膜，并加快过硫酸钾的分解。氢氧化钠浓度低于45g/L时，膜层呈褐色或微带绿色，膜层很薄。过硫酸钾浓度高于15g/L时，会生成较薄的氧化膜；过硫酸钾浓度低于5g/L时，会生成疏松而厚的氧化膜。氧化时间：氧化时间对氧化膜的质量影响较大。氧化时间过长，氧化膜反遭溶解，膜层变薄、疏松；氧化时间过短，达不到应有的氧化膜厚度。4)氧化操作 铜合金氧化前，需先镀一层35的纯铜。
39、在氧化过程中，需要经常摆动工件，以避免产生斑点。使用旧的铜制挂具时，应将其上的氧化膜退除后，方可使用。氧化好的工件经仔细清洗烘干后，进行油封保存。()氨-铜溶液化学氧化1)工艺流程：氧化工艺流程基本上与钝化工艺流程相同。2)工艺规范(见表8-36)表8-36氨-铜溶液化学氧化工艺规范3)工艺控制 黄铜中的锌容易溶解于强酸中，所以不能进行强酸腐蚀，脱脂清洗后可直接进行弱腐蚀，再经清洗后就可进行氧化，可获得黑亮的氧化膜层。装挂夹具。只能采用铝、钢、黄铜等材料制作，不能采用纯铜制作，以防止溶液恶化。工件氧化后，如发现氧化膜上有红斑、局部未能氧化上时，可将工件放入烘箱内加热至140150，保温1015
40、min，取出立即放入槽内继续氧化。在氧化过程中，溶液中氨的浓度会很快减少，使氧化膜产生缺陷，故需要经常调整溶液成分。黄铜件氧化前，最好先在20g/L的重铬酸钾和40g/L的硫酸溶液中于室温下预处理1520s，然后再在质量分数为5%10%的硫酸溶液中于室温下腐蚀515s，以保证获得满意的氧化膜。在氧化过程中，需要经常翻动工件，以免产生斑点，氧化后的工件需在100条件下烘干0.51min，使其充分干燥，然后再浸油处理，以进一步提高氧化膜的耐蚀性能。电化学氧化法，就是将工件作为阳极，浸入氢氧化钠溶液中进行通电处理，使其表面生成一层黑色氧化膜。()工艺流程电化学氧化工艺流程基本上与钝化工艺流程相同。(
41、)工艺规范(见表8-37)2.电化学氧化法表8-37电化学氧化工艺规范()溶液成分和工艺参数的影响1)氢氧化钠：其含量过高时，则成膜快，但质地疏松，结合力差；其含量不足时，则氧化膜薄，而且电流密度的允许范围变窄。2)溶液温度：溶液温度过高时，虽然能生成致密的氧化膜，并使电流密度范围变宽，但会使金属工件大量溶解；溶液温度过低时，生成微绿色的疏松的氧化膜。3)电流密度：电流密度对氧化膜的厚度和氧化时间都有很大影响。4)阴极：在氧化过程中，阴极钢板上会生成海绵状铜的沉积物。为了提高工件或制品的耐蚀能力，氧化后应在100110温度下烘干，然后再涂上工业凡士林。()工艺控制为获得深黑色的氧化膜，可加入0
42、.10.3g/L的钼酸钠或钼酸铵，工件入槽后，先预热12min，然后以0.10.5A/dm2的电流密度进行电解，最后再将电流密度升高到正常值。3.不合格氧化膜的退除(表8-38)表8-38不合格氧化膜的退除工艺规范钛及钛合金质量轻而强度高，与铝、镁合金一样是一种能迅速生成氧化膜的活泼金属。镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水流动冷水洗酸洗流动冷水洗阳极氧化流动冷水洗吹干检验包装。2.工艺规范(见表8-39)1.工艺流程表8-39钛及钛合金阳极氧化工艺规范先将工作体积的1/2左右的去离子水加到槽内，然后将计算量的磷酸和添加剂在不断搅拌条件下加入槽内，再用去离子水加至工作体积。()磷酸为成膜
43、的主要成分。(2)添加剂它是获得彩色膜层的必要成分。4.溶液成分和工艺参数的影响3.溶液配制与维护(3)温度常温下即可正常工作，温度对膜层的颜色影响不大。(4)电压它是获得各种颜色膜层的重要条件，钛及钛合金阳极氧化电压与膜层颜色的关系见表8-40。表8-40钛及钛合金阳极氧化电压与膜层颜色的关系5.常见故障现象、产生原因及排除方法(见表8-41)表8-41常见故障现象、产生原因及排除方法公差小于或等于0012的精密零件和粗糙度小于或等于08的零件上的氧化膜不允许退除，一般零件的氧化膜只能退除一次。6.不合格氧化膜的退除表8-42退除溶液成分和操作条件钢铁的发蓝又称为发黑，发蓝工艺分为高温发蓝和
44、常温发蓝。()工艺规范(见表8-43)表8-43高温发蓝工艺规范()溶液配制在发蓝槽内先加入2/3总体积的水，1.高温发蓝将计算量的氢氧化钠在搅拌条件下慢慢加入槽内，这是剧烈放热反应，要防止溶液溅出，待其溶解后，在搅拌条件下加入亚硝酸钠和硝酸钠，待全部溶解后稀释至总体积并搅拌均匀。新配制的溶液要进行铁屑处理，或加入体积分数为20%的旧溶液，使溶液中含有一定量的铁，否则对发蓝膜的附着力和均匀性会产生不良影响。()工艺流程镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂热水洗冷水洗酸洗两次冷水洗发蓝处理温水冷水洗浸肥皂水或重铬酸钠溶液填充干燥浸油检验包装。()溶液成分和工艺参数的影响1)氢氧化钠：氢氧化钠含
45、量影响钢铁件的发蓝速度，高碳钢的发蓝速度快，可采用较低的溶液浓度(650)。当溶液中氢氧化钠的浓度较高时，发蓝膜较厚，但膜层疏松多孔，容易出现红色挂灰。2)氧化剂：提高溶液中氧化剂的浓度，可加快发蓝速度，获得的膜层致密牢固；当氧化剂含量不足时，发蓝膜厚而疏松。3)铁离子：发蓝溶液中需要含有一定数量的铁离子，以获得致密而结合力好的发蓝膜，铁离子含量一般控制在0.52g/L之间。4)发蓝温度、时间与钢铁含碳量之间的关系见表8-44。表8-44发蓝温度、时间与含碳量之间的关系()常见故障现象、产生原因及排除方法(见表8-45)表8-45高温发蓝常见故障现象、产生原因及排除方法()发蓝后续处理为提高发
46、蓝膜的耐蚀性，钢铁发蓝后要进行肥皂或重铬酸盐填充处理(见表8-46)，然后清洗干燥，最后在105110的全损耗系统用油、锭子油或变压器油中浸泡510min，也可不经填充处理直接浸入含有TS1脱水防锈油的全损耗系统用油中(内含TS1脱水防锈油的体积分数为5%10%)。表8-46填充处理工艺规范传统的高温发蓝法存在着碱液浓度高、温度高、能耗大、时间长、生产效率低等缺点，发蓝膜还容易出现红色挂灰，对于含有、等元素高的合金钢及铸钢的发蓝膜则很难获得理想的外观。()常温发蓝基本原理2.常温发蓝常温发蓝使用的发黑剂是以亚硒酸盐和硫酸铜为基本成分，再辅以其他化学药品，以改善成膜环境和提高成膜质量。()常温发
47、蓝工艺1)工艺流程：常温发蓝工艺流程基本上与高温发蓝工艺流程相同。2)工艺规范(见表8-47)表8-47常温发蓝工艺规范3)溶液配制：以表8-47中配方1为例，在槽中注入总体积1/4的水，加入计算量的硝酸、磷酸和添加剂，搅拌均匀，然后分别加入亚硒酸、硫酸铜和磷酸二氢钾等，搅拌至全部溶解后稀释至总体积，搅拌均匀，调整pH值后即可使用。市售的钢铁发黑浓缩液等商品，使用时按说明书进行稀释，但稀释比要根据钢材成分有所调整，即铸铁和合金钢使用上限；中、低碳钢使用中限；高碳钢使用下限。4)溶液成分和工艺参数的影响(以表8-47中配方1为例)硫酸铜和亚硒酸：为发黑的主剂。其中，硫酸铜含量低时，发蓝膜黑度不好
48、；其含量大于5时，则铜置换速度过快，会引起发蓝膜结合力差，其含量以24g/L为宜。亚硒酸是氧化剂，其含量低于1.5g/L时，发蓝膜呈红色，其含量过高时发蓝膜黑度虽好，但溶液带出损失太大，其含量以35g/L为宜。磷酸和磷酸二氢钾：其作用有二，一是起缓冲pH值的作用，因使用中pH值呈上升趋势，它们可保持pH值相对稳定；二是的存在和、的去极化作用及氧化作用，有可能形成和等磷酸盐参与成膜，使发蓝和磷化协同，增强了发蓝膜的结合力和耐蚀能力。硝酸：起调节酸度和氧化作用。添加剂：它是由络合剂和稳定剂复配的，可选择一种与和起络合作用的物质，如柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐、磺基水杨酸、氨磺酸等，少量邻菲罗林能
49、起稳定作用，可防止大量泥渣的产生，泥渣的成分是(）、等。pH值：可控制氧化还原条件和反应速度。pH值过低，氧化能力强，反应速度过快，膜层疏松，附着力不牢(铜置换过快)和耐蚀性能下降，同时酸度高铁溶解多，泥渣也多。反应中pH值有上升趋势，当pH值大于3时，反应速度变慢，膜层不连续，外观不理想。pH值大于3时标志着此溶液已老化，需要补加浓缩液调节pH值，通常pH值以22.5为宜。溶液温度：溶液温度原则上可在545下使用。但温度低于10时，反应速度变慢，发蓝膜黑度和均匀性均差，此时溶液浓度应高一些；溶液温度高于40时，反应速度过快，发蓝膜结合力不好。通常溶液温度在1535为宜。发蓝时间：依据溶液种类
50、和使用温度而定，一般为48min，发蓝时间太短，发蓝膜不连续，黑度不足；发蓝时间过长，发蓝膜厚而疏松，结合力不好。5)发蓝操作和溶液维护 预处理：预处理一定要彻底，油锈务必除净，这是获得均匀发蓝膜的关键。油去除不净，会引起发蓝膜发花，附着力不牢；锈去除不净，发蓝膜黑度不均匀，耐蚀性差。除锈可采用硫酸和盐酸混合酸，并加入一定量的缓蚀剂为好。但铸铁除锈不宜采用浓盐酸溶液，可采用100150g/L的稀盐酸溶液。发蓝操作：发蓝时工件抖动不能太勤，可以1min抖动1次。根据工件材料成分、发蓝溶液新旧及使用温度控制发蓝时间。一般新配槽溶液发蓝时间为35min。随着槽液成分消耗和pH值升高，发蓝时间要相应延
