3.4 磷化

3.4.1 什么是磷化處理？

金屬（主要指鋼鐵）經(jīng)含有鋅、錳、鉻、鐵等磷酸鹽的溶液處理后，由于金屬和溶液的界面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成主要為不溶或難溶于水的磷酸鹽，使金屬表面形成一層附著良好的保護(hù)膜，此過(guò)程稱為磷化。

3.4.2 磷化處理有什么作用？

磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜應(yīng)用于鐵、鋁、鋅、鎘及其合金上，既可當(dāng)做最終精飾層，也可作為其他覆蓋層的中間層，其作用主要有以下方面。

（1）提高耐蝕性 磷化膜雖然薄，但由于它是一層非金屬的不導(dǎo)電隔離層，能使金屬工件表面的優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)椴涣紝?dǎo)體，抑制金屬工件表面微電池的形成，進(jìn)而有效阻止涂膜的腐蝕。

（2）提高基體與涂層間或其他有機(jī)精飾層間的附著力 一方面，磷化膜與金屬工件是一個(gè)結(jié)合緊密的整體結(jié)構(gòu)。例如，鋅系磷化，開(kāi)始形成的是磷酸鐵和黑色氧化鐵，在其上再成長(zhǎng)為磷酸鋅，即在工件上直接生成磷化膜，其間沒(méi)有明顯界限。另一方面，磷化膜具有的多孔性，使涂料可以滲透到這些孔隙之中，涂料與磷化膜緊密結(jié)合，附著力提高。

（3）提供清潔表面 磷化膜只有在無(wú)油污和無(wú)銹層的金屬工件表面才能生長(zhǎng)，因此，經(jīng)過(guò)磷化處理的金屬工件，可以提供清潔、均勻、無(wú)油脂和無(wú)銹蝕的表面。

（4）改善材料的冷加工性能 如拉絲、拉管、擠壓性能等。

（5）改進(jìn)表面摩擦性能 以促進(jìn)其滑動(dòng)。

3.4.3 磷化膜怎樣進(jìn)行分類及其各自特征是什么？

可把磷化分為鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。各種磷化膜的分類及特點(diǎn)見(jiàn)表3-28。

表3-28 磷化膜分類及特點(diǎn)

3.4.4 磷化膜的分類、縮寫(xiě)符號(hào)及有關(guān)特征是什么？

磷化膜的分類、縮寫(xiě)符號(hào)及有關(guān)特征見(jiàn)表3-29。

表3-29 磷化膜的分類、縮寫(xiě)符號(hào)及有關(guān)特征

注：①為當(dāng)基體為鋼鐵時(shí)的縮寫(xiě)符號(hào)，基體為其他金屬時(shí)，縮寫(xiě)符號(hào)由供需雙方協(xié)商決定。

②Me表示堿金屬離子或NH₄⁺。

3.4.5 磷化膜具有怎樣的特性？

（1）多孔性 磷化膜具有多孔性的主要原因是磷化膜通常由許多大小相差懸殊的結(jié)晶組成，這些結(jié)晶從晶棱散布開(kāi)來(lái)，然后連接在一起，逐步覆蓋整個(gè)工件的磷化表面。磷化膜的空隙率由許多因素確定，一般占磷化表面積的0.5%～1.5%。一般磷化膜越厚，空隙率越低；結(jié)晶的細(xì)度越細(xì)密，空隙率越小；磷化膜質(zhì)量增大，空隙率減少；但空隙率還與磷化膜的化學(xué)成分等有關(guān)系。

（2）膜重 磷化膜的厚度一般為1～50μm，對(duì)于涂裝預(yù)處理的磷化膜膜重一般用每單位面積的質(zhì)量來(lái)表示，單位為g/m²。膜重與磷化膜的用途有極大的關(guān)系，涂裝前磷化膜的膜重要求小于10g/m²，一般在1～4g/m²。

（3）耐蝕性 磷化膜可為基體提供重要的防護(hù)作用，可防止腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬工件的侵蝕。這是因?yàn)榱谆ぞ哂胁涣紝?dǎo)體性質(zhì)，可以抑制金屬工件表面微電池的形式，有效阻止腐蝕。但由于磷化膜是多孔的，所以單純磷化膜的耐蝕性是有限的。

（4）與金屬工件的結(jié)合力 磷化膜與金屬工件的結(jié)合力，決定于磷化膜在晶界的生根情況，也取決于最佳定向結(jié)晶的百分?jǐn)?shù)。

（5）與涂膜的結(jié)合力 磷化膜能為涂膜創(chuàng)造良好的底層，由于是多孔性的膜體表面，涂料可滲入其中，增加金屬工件的表面積，同時(shí)涂料形成的涂膜和磷化膜可以相互滲透，提高涂層的結(jié)合力。

（6）絕緣性能 磷化膜是非金屬涂層，是電的不良導(dǎo)體，它能使金屬工件表面由優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)椴涣紝?dǎo)體。

3.4.6 磷化處理的基本原理是什么？

磷化處理材料的主要組成為酸式磷酸鹽，其分子式為Me（H₂PO₄）₂，Me通常可以為鋅、錳、鐵等。這些酸式磷酸鹽能溶于水，在含有氧化劑、催化劑的情況下，酸式磷酸鹽的水溶液與潔凈的金屬表面相接觸時(shí)，酸式磷酸鹽分解，產(chǎn)生游離磷酸：

3Me（H₂PO₄）2=Me₃（PO₄）₂+4H₃PO₄

游離磷酸把被磷化金屬（以鋼鐵為例）表面的鐵溶解下來(lái)，并放出氫氣，這使金屬與磷化液相接觸的界面處酸度下降。

Fe+2H₃PO₄=Fe（H₂PO₄）₂+H₂↑

反應(yīng)所釋放出來(lái)的氫氣被吸附在待磷化金屬的表面上，從而阻止了磷化膜結(jié)晶的形成。為加速磷化反應(yīng)的速度，使磷化處理時(shí)間短，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，在磷化處理溶液內(nèi)加有氧化劑與催化劑（又稱去極化劑）以除去氫氣。現(xiàn)以亞硝酸鈉作催化劑為例，亞硝酸鹽分解產(chǎn)生的NO₂可使氫氣氧化生成水，在鋼鐵表面（被磷化的工件）溶解下來(lái)的亞鐵離子被NO₂氧化成三價(jià)鐵離子（FePO₄），在磷化工作液的酸度下，它幾乎完全不溶解，于是就成為淤渣沉淀下來(lái)。其反應(yīng)式如下：

2Fe+2H₂PO₄^-+2H⁺+3NO₂=2FePO₄↓+3H₂O+3NO↑

上述反應(yīng)消耗氫離子，從而降低了酸度。在鋼鐵表面上氫離子的唯一來(lái)源是酸式磷酸鹽，于是磷化膜就按下式沉積下來(lái)

3Me²⁺+2H₂PO₄^-=4H⁺+Me₃（PO₄）₂↓

將上述兩個(gè)反應(yīng)式結(jié)合起來(lái)，磷化過(guò)程的總反應(yīng)方程式如下：

4Fe+3Me²⁺+6H₂PO₄^-+6NO₂=4FePO₄↓+Me₃（PO₄）₂（磷化膜）+6H₂O+6NO↑

實(shí)際的磷化反應(yīng)遠(yuǎn)較上述復(fù)雜，因?yàn)橛幸恍└狈磻?yīng)生成。磷化淤渣的主要成分是FePO₄，但其中也有少量的Me₃（PO₄）₂。磷化膜的主要成分是Me₃（PO₄）₂、H₂O，但也有磷酸鐵與黑色的氧化鐵。在鐵鹽磷化過(guò)程中，由于所采用的酸式堿金屬磷酸鹽都是水溶性的，不能存在于磷化膜中。堿金屬的磷酸二氫鹽溶液在氧化劑的存在下，例如空氣中的氧，與鋼鐵表面產(chǎn)生下列反應(yīng)。

4Fe+4NaH₂PO₄+3O₂=2FePO₄↓+Fe₂O₃+2Na₂HPO₄+3H₂O

3.4.7 磷化液的組成是什么？

磷化液由成膜物質(zhì)、改性劑、促進(jìn)劑、降渣劑及各種添加劑等組成，各自起著不同的作用。

（1）成膜物質(zhì) 主要有磷酸、磷酸二氫鋅和各種堿系磷酸鹽和硝酸鈣鹽等，主要作用是：與鐵反應(yīng)生成磷化膜。

（2）改性劑 主要有可溶性的鋅、錳、鎳、鈣鹽，主要作用是：增加晶核，減少空隙，復(fù)合成型，提高耐蝕性等。

（3）促進(jìn)劑 主要有硝酸鹽、亞硝酸鹽和過(guò)氧化物等，主要作用是：促進(jìn)磷化膜生長(zhǎng)，減少沉渣、改善外觀等。

（4）降渣劑 有很多種材料可以起到降渣作用，主要有絡(luò)合劑（如EDTA）、防垢劑（如聚丙烯酸）和緩蝕劑，其主要作用是吸附鐵，使磷化膜結(jié)晶致密，提高質(zhì)量。

（5）其他添加劑 如酒石酸可以降低膜重，提高藥液穩(wěn)定性；氨基多酸可以增加膜重；多磷酸鹽可以降低膜重，節(jié)約藥劑，減少沉渣。

3.4.8 常用磷化液配方及工作條件是什么？

常用磷化液配方及工作條件見(jiàn)表3-30。

表3-30 常用磷化液配方及工作條件

3.4.9 新型磷化溶液的發(fā)展趨勢(shì)是什么？

磷化處理中，磷化液的組成和使用對(duì)磷化效果的影響較大。目前隨著國(guó)內(nèi)外環(huán)保形勢(shì)的發(fā)展，新型磷化液的發(fā)展趨勢(shì)如下：

（1）低溫型磷化液 這類磷化溶液主要指磷化溫度在35～55℃的低溫磷化藥劑和冬季也不需要加溫的常溫磷化藥劑。

（2）低污染、低毒性 這類磷化溶液要求不含或少含亞硝酸鹽和重金屬鹽類，尤其是既無(wú)亞硝酸鹽又無(wú)鎳的磷化溶液。

（3）長(zhǎng)壽命、低成本 這類磷化溶液要求使用壽命長(zhǎng)、單耗少，綜合成本低。

（4）能滿足新型涂裝方式 這類磷化溶液要求能滿足陰極電泳、靜電噴涂等新型涂裝需求。

（5）操作簡(jiǎn)便、管理簡(jiǎn)單 這類磷化溶液要求添加方便，所含組分少，管理容易。

在磷化處理中，已經(jīng)很少單獨(dú)使用單一金屬鹽的磷化液，常在金屬表面形成復(fù)合型磷酸鹽膜。在對(duì)金屬工件表面進(jìn)行磷化處理時(shí)，添加加速劑、調(diào)整pH值、時(shí)間的控制及表面封閉都是非常重要的。

3.4.10 磷化工藝流程是什么？

磷化處理一般工藝為：脫脂→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→磷化→冷水洗→鈍化→冷水洗→去離子水洗→烘干。具體工藝流程的設(shè)定根據(jù)使用目的和磷化方法而不同見(jiàn)表3-31。

表3-31 磷化工藝流程

注：?—需要；△—選用。

3.4.11 磷化處理有何要求？

1）為了獲得質(zhì)量更好更均勻致密的磷化膜，可以采用表面調(diào)整的方法，有輕度噴砂和拋丸等機(jī)械處理，酸洗和能產(chǎn)生表面吸附作用的表面調(diào)整劑。

2）由于磷化膜薄且多孔，耐蝕性有限，所以在磷化處理后，通常進(jìn)行鈍化，常用的方法是在空氣中進(jìn)行氧化，質(zhì)量更好的方法是用鉻酸鹽進(jìn)行浸泡處理。

3）磷化后水洗的目的是去掉磷化膜表面吸附的可溶性鹽，防止涂膜起泡。注意要用干凈的水進(jìn)行多次沖洗，尤其是最后一道沖洗必須用去離子水。

4）水洗后干燥可盡快去除磷化膜中的結(jié)晶水，為下道涂裝做好準(zhǔn)備。最好采用烘干的方式，對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、要求不嚴(yán)的工件也可采用簡(jiǎn)單的自然干燥。

3.4.12 磷化操作方法有哪些？

1）磷化前工件表面的質(zhì)量對(duì)磷化質(zhì)量影響很大，要除掉油污、氧化皮、鐵銹、殘酸、殘堿等，以免影響磷化膜的厚度和致密度，從而影響耐蝕性。因此，通常采用強(qiáng)酸強(qiáng)堿處理、噴砂、噴丸處理等方法使表面無(wú)油污、無(wú)銹蝕，表面狀況良好。其中，噴砂、噴丸效果最好；采用強(qiáng)酸強(qiáng)堿處理，易使工件表面產(chǎn)生過(guò)腐蝕，因此要嚴(yán)格按工藝規(guī)程進(jìn)行操作，以保證磷化質(zhì)量。

2）根據(jù)磷化液的工作溫度，分為低溫磷化、中溫磷化和高溫磷化三種。操作前，根據(jù)選用的配方要求，將磷化槽和熱水槽分別加熱至工藝規(guī)定的溫度。對(duì)磷化槽加熱，不要采用直接加熱方式，以免造成沉渣浮起，附在工件表面上，影響磷化質(zhì)量。經(jīng)過(guò)脫脂、除銹、中和、水洗后的工件，要及時(shí)移入磷化槽，入槽的速度應(yīng)緩慢平穩(wěn)。磷化時(shí)，磷化液應(yīng)將工件完全浸沒(méi)。按工藝規(guī)定達(dá)到浸漬時(shí)間后，將工件平穩(wěn)地從槽中提起，移入熱水槽中浸漬1min左右。熱水槽的溫度不宜低于80℃。待工件熱透，用起重機(jī)將工件從槽中提出，待表面水分全部蒸發(fā)后，從起重機(jī)上卸下，用潔凈的擦布和壓縮空氣把工件內(nèi)腔和凹陷部位的積水清理干凈，然后轉(zhuǎn)入下道工序。浸漬磷化方法的優(yōu)點(diǎn)是適用于處理形狀復(fù)雜的工件，沉渣量少，設(shè)備維護(hù)容易。缺點(diǎn)是磷化時(shí)間較長(zhǎng)，處理濃度高，膜層結(jié)晶粗糙。

3）噴射法一般在自動(dòng)生產(chǎn)線上進(jìn)行操作。被處理工件經(jīng)過(guò)前道工序處理后，隨輸送線進(jìn)入磷化噴射槽，這時(shí)應(yīng)及時(shí)起動(dòng)循環(huán)泵，對(duì)工件進(jìn)行磷化處理。采用噴射法前要對(duì)配制的磷化液進(jìn)行多次過(guò)濾，確保磷化液清潔無(wú)雜質(zhì)和沉淀物。噴射時(shí)，調(diào)整好噴射壓力，壓力過(guò)小，容易使工件表面局部磷化不上；壓力過(guò)大，磷化膜薄，較適宜的壓力一般為0.05～0.15MPa。噴射的時(shí)間為1～2min。磷化后的工件可直接進(jìn)入烘干室進(jìn)行干燥處理。干燥溫度為100℃，烘干時(shí)間為5～10min。然后，用毛刷刷掉表面浮灰，即可轉(zhuǎn)入涂裝工序。噴淋磷化方法的優(yōu)點(diǎn)是適用于處理幾何形狀較為簡(jiǎn)單的板材，而且由于噴射時(shí)沖擊力和磷化時(shí)化學(xué)作用的結(jié)合，使噴淋磷化的速度提高，濃度較低，膜層結(jié)晶較為細(xì)密、均勻。缺點(diǎn)是工件內(nèi)部部位不易磷化，還易遭受腐蝕，噴淋的沉渣較多，設(shè)備投資大，維護(hù)困難。

4）刷涂法是直接將處理液通過(guò)手工刷涂的方式涂到工件上面，達(dá)到化學(xué)處理的目的。涂刷磷化方法的優(yōu)點(diǎn)是適用于大型鋼鐵構(gòu)件的磷化或局部磷化，能獲得中等和較薄的磷化膜，設(shè)備投資少，磷化方便。缺點(diǎn)是磷化膜不夠均勻，受人為因素影響較大。

3.4.13 浸漬磷化有何特點(diǎn)？

浸漬磷化處理按照工藝流程，將工件順序浸入磷化液槽中進(jìn)行處理。大型工件可用吊掛方式，小件用籃筐盛裝。它是一種最早采用的磷化方式，目前應(yīng)用最廣。

浸漬磷化的優(yōu)點(diǎn)是磷化槽液可以達(dá)到的地方均能進(jìn)行處理，即適合于各種形狀和結(jié)構(gòu)的工件，設(shè)備維護(hù)工作量小，槽液浪費(fèi)少，日常管理簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是沒(méi)有類似噴淋工藝機(jī)械沖刷的輔助作用，處理速度相對(duì)較慢，處理時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，特別是連續(xù)懸掛輸送工件時(shí)，除了工件在槽中處理的時(shí)間外，還有工件空走時(shí)間、上槽下槽時(shí)間等，設(shè)備投資大，占地面積多，形成磷化膜結(jié)晶比較粗糙，磷化液濃度比較高。

3.4.14 噴淋磷化有何特點(diǎn)？

噴淋磷化是按工藝流程，將工件傳遞到處理位置，用泵將磷化液加壓，并以0.1～0.2MPa的壓力將磷化液形成霧狀，噴淋在工件表面，從而達(dá)到磷化的一種處理方式。廣泛用于家用電器、汽車處理等。

噴淋磷化的優(yōu)點(diǎn)是具有噴射力沖刷和溶液更新作用，一般處理時(shí)間短，只需要1～2min，磷化膜結(jié)晶相對(duì)比較致密、膜薄，設(shè)備尺寸小，占地少，可以自動(dòng)控制，槽液濃度較低。

其缺點(diǎn)是只適用于有油無(wú)銹的工件或幾何形狀簡(jiǎn)單的鈑金件，對(duì)于幾何形狀復(fù)雜或有封閉內(nèi)腔的工件，不易處理。設(shè)備維護(hù)量大，磷化液消耗較大，一般不適用有銹的工件。

3.4.15 涂刷磷化有何特點(diǎn)？

涂刷磷化是直接將磷化液（或多合一綜合性處理液）通過(guò)手工刷涂在工件表面上，而達(dá)到磷化目的的一種處理方式，一般用在不宜采用浸漬處理或噴淋處理的大型鋼鐵構(gòu)件或局部磷化，或沒(méi)有磷化設(shè)備的廠家。設(shè)備投資極少，適應(yīng)性強(qiáng)，操作方便，但對(duì)于不易涂刷的部位不適用，人為因素影響大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易造成殘液的加速腐蝕。

3.4.16 噴浸結(jié)合的磷化有何特點(diǎn)？

噴浸結(jié)合是將工件先噴淋，然后入槽浸漬，出槽后再噴淋，所有的浸漬噴淋均采用同一槽內(nèi)的槽液。目前汽車車身的磷化已大部分采用這種方式。既保留了噴淋磷化速度快、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，又保留了浸漬磷化對(duì)工件所有部位均可進(jìn)行有效處理的優(yōu)點(diǎn)。

3.4.17 怎樣檢驗(yàn)磷化處理的質(zhì)量？

經(jīng)過(guò)磷化處理的工件，磷化膜的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)根據(jù)GB/T6807—2001《鋼鐵工件涂裝磷化處理技術(shù)條件》，主要質(zhì)量指標(biāo)是三項(xiàng)：外觀、磷化膜重、耐蝕性。

1.外觀

磷化后的工件顏色應(yīng)為淺灰色到灰黑色或彩色，膜層應(yīng)結(jié)晶致密、連續(xù)和均勻。

磷化后的工件具有下列情況或其中之一時(shí)，均為允許缺陷：輕微的水跡、鈍化痕跡、擦白及掛灰現(xiàn)象；在焊縫處無(wú)磷化膜；由于局部熱處理、焊接以及表面加工狀態(tài)的不同而造成顏色和結(jié)晶不均勻。

磷化后的工件具有下列情況之一時(shí)，均為不允許缺陷：有銹蝕或綠斑；疏松的磷化膜層；表面嚴(yán)重掛灰；局部無(wú)磷化膜（焊縫處除外）。

2.磷化膜的厚度

磷化膜的厚度分類見(jiàn)表3-32。

表3-32 磷化膜厚度（膜重）分類

3.耐蝕性

耐蝕性主要包括磷化膜的耐蝕性和磷化后涂漆漆膜的耐蝕性兩部分。其檢驗(yàn)方法如下所示：

（1）磷化膜耐蝕性檢驗(yàn) 應(yīng)將已降至室溫的磷化試樣浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氯化鈉水溶液中，并在15～25℃下，保持1h，取出試樣，洗凈、吹干，目視檢查磷化表面不出現(xiàn)銹蝕（棱邊、孔、角及焊縫處除外），則為合格。

（2）涂膜耐蝕性檢驗(yàn) 將磷化后的工件噴涂厚度為25～35μm的白色氨基烘干磁漆涂膜試樣，進(jìn)行耐中性鹽霧試驗(yàn)，鐵系磷化膜的涂裝試樣經(jīng)8h耐中性鹽霧試驗(yàn)后，除劃痕部位（指劃痕任何一側(cè)的附近寬度0.5mm范圍內(nèi)）外，涂膜應(yīng)無(wú)起泡、脫落及銹蝕等現(xiàn)象則為合格。在涉及磷化膜質(zhì)量檢測(cè)中，還有一些其他相關(guān)的檢驗(yàn)項(xiàng)目，如附著力試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、硫酸銅試驗(yàn)、晶粒形貌與晶粒尺寸等。

1）附著力試驗(yàn)，應(yīng)采用GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的劃格試驗(yàn)》和GB/T1720—1979《漆膜附著力測(cè)定法》進(jìn)行。

2）杯突試驗(yàn)，應(yīng)按照GB/T 9753—2007《色漆和清漆 杯突試驗(yàn)》進(jìn)行。

3）鹽霧試驗(yàn)，其方法應(yīng)參照GB/T 1771—2007《色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測(cè)定》和GB/T 10125—1997《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行。

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，這些標(biāo)準(zhǔn)（附著力試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、硫酸銅試驗(yàn)、晶粒形貌與晶粒尺寸等）可由供需雙方協(xié)商確定。

3.4.18 常見(jiàn)的磷化質(zhì)量問(wèn)題及解決方法是什么？

常見(jiàn)的磷化質(zhì)量問(wèn)題及解決方法見(jiàn)表3-33。

表3-33 常見(jiàn)的磷化質(zhì)量問(wèn)題及解決方法

（續(xù)）

（續(xù)）

3.4.19 靜電噴粉前磷化工藝是什么？

典型家用電器靜電噴粉前磷化工藝見(jiàn)表3-34。

表3-34 典型家用電器靜電噴粉前磷化工藝

（續(xù)）

3.4.20 混合散件磷化工藝是什么？

混合散件磷化工藝見(jiàn)表3-35。

表3-35 混合散件磷化工藝

3.4.21 電泳前磷化工藝是什么？

電泳前磷化工藝見(jiàn)表3-36。

表3-36 電泳前磷化工藝

3.4.22 什么是氧化？

通過(guò)氧化反應(yīng)使金屬表面產(chǎn)生保護(hù)性氧化膜的方法稱氧化，經(jīng)過(guò)氧化處理的工件可以大大提高金屬的防銹能力，提高表面耐蝕性，是一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)的金屬保護(hù)方法。有化學(xué)氧化和電化學(xué)氧化兩類。

鋼鐵材料的氧化，俗稱發(fā)藍(lán)，是通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)的方法，在表面形成一層薄氧化膜（厚度一般為0.5～1.5μm）。根據(jù)工藝條件的不同（堿性、酸性、熱氧化等），呈現(xiàn)不同的顏色，從藍(lán)色至深黑色。

3.4.23 鋼鐵材料的氧化工藝是什么？

鋼鐵材料的氧化工藝見(jiàn)表3-37所示。

表3-37 鋼鐵材料的氧化工藝

注：1.1號(hào)氧化速度快，膜致密，光亮性較差。

2.2號(hào)含磷酸三鈉，當(dāng)鐵含量多時(shí)，對(duì)氧化膜有增益作用。

3.3號(hào)為通用配方。

4.4號(hào)為二步法，第二步的藥液濃度比第一步高，第一步完成后，直接進(jìn)入第二步，氧化膜性能好。

鋼鐵經(jīng)過(guò)氧化處理后，耐蝕性提高，但防護(hù)性仍然較差，需要進(jìn)一步用鉻鹽、皂液、浸油等進(jìn)行鈍化處理，如果不進(jìn)行涂裝直接使用，需經(jīng)常涂防銹油保持防銹狀態(tài)。堿液法氧化工藝流程為：脫脂→水洗→酸洗→水洗→化學(xué)氧化→浸洗→水洗→鈍化→水洗→吹干。不合格的氧化膜可以用濃度為100～150g/L的鹽酸或硫酸溶液浸漬數(shù)秒即可清除，然后重新氧化。

3.4.24 鋼鐵材料表面氧化膜常見(jiàn)缺陷及處理方法是什么？

鋼鐵材料表面氧化膜常見(jiàn)缺陷及處理方法見(jiàn)表3-38。

表3-38 鋼鐵材料表面氧化膜常見(jiàn)缺陷及處理方法

3.4.25 什么是銅及銅合金的氧化？

銅及銅合金的氧化是指通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)的方法在銅及其合金的表面形成一層薄氧化膜（厚度一般為0.5～2μm），其氧化膜顏色一般為黑色、藍(lán)黑色。銅及銅合金化學(xué)氧化和電化學(xué)氧化工藝分別見(jiàn)表3-39和表3-40。

表3-39 銅及銅合金化學(xué)氧化工藝

表3-40 銅及銅合金電化學(xué)氧化工藝

銅及銅合金的氧化工藝流程為：脫脂→水洗→化學(xué)氧化（或電化學(xué)氧化）→浸洗→水洗→吹干。

銅及銅合金氧化操作時(shí)，要注意控制添加氧化液的濃度，濃度過(guò)低，膜生成不足，起不到防銹作用；濃度過(guò)高氧化膜則會(huì)溶化、脫落、疏松、結(jié)合力差。操作過(guò)程中要經(jīng)常翻動(dòng)，以保持氧化均勻。不合格的氧化膜可以用濃鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%，全書(shū)同）或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸溶液清洗掉，重新氧化。盡管經(jīng)過(guò)氧化處理后生成的銅氧化膜比氧化鐵致密性要高得多，但仍需涂油或涂料做進(jìn)一步保護(hù)，以保持良好的防銹耐蝕狀態(tài)。

3.4.26 什么是鋁及鋁合金的氧化？

鋁及鋁合金氧化指通過(guò)天然、化學(xué)或電化學(xué)的方法，在表面形成一層薄氧化膜（厚度一般為0.5～20μm），根據(jù)氧化液的不同，呈現(xiàn)從白色到彩色不同色彩的氧化膜。

鋁及鋁合金通過(guò)不同方法得到氧化膜質(zhì)量的比較見(jiàn)表3-41。

表3-41 鋁及鋁合金通過(guò)不同方法得到氧化膜質(zhì)量的比較

3.4.27 鋁及鋁合金化學(xué)氧化工藝是什么？

鋁及鋁合金化學(xué)氧化工藝見(jiàn)表3-42。

表3-42 鋁及鋁合金化學(xué)氧化工藝

（續(xù)）

3.4.28 鋁及鋁合金電化學(xué)氧化工藝是什么？

鋁及鋁合金電化學(xué)氧化工藝見(jiàn)表3-43。

表3-43 鋁及鋁合金電化學(xué)氧化工藝

注：配方1、3適用于一般要求的鋁及其合金。配方2適用于高硬度、高耐磨鋁及其合金。

鋁及鋁合金氧化處理的工藝流程為：拋光→脫脂→清洗→中和→清洗→化學(xué)氧化（或電化學(xué)氧化）→浸洗→水洗→吹干→烘烤→成品。

不合格的氧化膜可以用250g/L的磷酸溶液清洗掉，再次重新氧化。由于氧化鋁的致密性比氧化鐵要高得多，其防護(hù)性能也要好得多，鋁及鋁合金經(jīng)氧化反應(yīng)得到的氧化膜不需再進(jìn)行涂裝保護(hù)。

3.4.29 鋁及鋁合金氧化膜的常見(jiàn)缺陷及處理方法是什么？

鋁及鋁合金氧化處理時(shí)氧化膜和電化學(xué)氧化膜的缺陷及處理方法分別見(jiàn)表3-44和表3-45。

表3-44 鋁及鋁合金氧化時(shí)氧化膜的缺陷及處理方法

表3-45 鋁及鋁合金電化學(xué)氧化膜的缺陷及處理方法

氧化鋁的致密性比氧化鐵要高得多，其防護(hù)性能也要好得多，經(jīng)反應(yīng)得到的氧化膜不需要再進(jìn)行涂裝保護(hù)。

3.4.30 什么是鈍化？

金屬和鉻酸鹽作用生成三價(jià)和六價(jià)鉻化層的過(guò)程稱為鈍化，也稱鉻化；一般用于鋁、鎂及其合金的處理，對(duì)鋼鐵也能形成鉻化層，但很少單獨(dú)使用。通常與磷化相結(jié)合，對(duì)磷化膜進(jìn)行鈍化處理，以封閉磷化膜中的空隙，進(jìn)一步增強(qiáng)耐蝕性。

3.4.31 鋼鐵磷化膜的鈍化有何特點(diǎn)？

鋼鐵磷化處理后再次鈍化的主要作用是封閉孔隙，進(jìn)一步提高其耐蝕性。鈍化液規(guī)格是按照其含鉻量的高低劃分為中鉻鈍化、低鉻鈍化、超低鉻鈍化和無(wú)鉻鈍化。

1）中鉻鈍化能褪除磷化膜上的粉狀物，質(zhì)量好，但存在含鉻量大，廢水難于處理等問(wèn)題，目前已較少使用。

2）低鉻鈍化含鉻量為2～5g/L，鈍化液穩(wěn)定，鈍化時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，鈍化質(zhì)量好，但含鉻量仍然偏高，廢水處理費(fèi)用偏高，應(yīng)用較少。

3）超低鉻鈍化，含鉻量0.0125～0.05g/L，具有鈍化液穩(wěn)定、鈍化速度快、含鉻量低、使用成本較低的優(yōu)點(diǎn)，且兼具含鉻鈍化的優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的方法。

4）無(wú)鉻鈍化可分為有機(jī)聚合物鈍化和無(wú)機(jī)鈍化，其中比較成功并批量生產(chǎn)使用的是以六氟化鋯為主要成分的鈍化液，還有鈦鹽鈍化液、鉬酸鹽鈍化液、亞錫鹽鈍化液等，從總體性能上看，還未完全達(dá)到含鉻鈍化液的水平，其應(yīng)用還不太廣泛。常用的鋼鐵磷化膜的鈍化液配方見(jiàn)表3-46。

表3-46 常用的鋼鐵磷化膜的鈍化液配方

3.4.32 銅及銅合金的鈍化有何特點(diǎn)？

銅及銅合金表面鈍化的工藝流程為：脫脂→熱水洗→冷水洗→酸洗（濃鹽酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H₂SO₄，室溫30s）→水洗→強(qiáng)酸洗（H₂SO₄與HNO₃體積比為1∶1，每升加入1.5gNaCl，室溫3～5s）→水洗→表調(diào)（30～90g/LCrO₃，15～30g/LH₂SO₄，15～30s）→水洗→酸洗（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H₂SO₄）→水洗→鈍化→水洗→烘干。銅及銅合金鈍化處理時(shí)不合格的鈍化膜可采用熱的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H₂SO₄溶液、濃鹽酸或300g/L的氫氧化鈉溶液浸泡去除。銅及銅合金的鈍化液配方見(jiàn)表3-47。

表3-47 銅及銅合金的鈍化液配方

3.4.33 鋁、鎂及其合金的鈍化有何特點(diǎn)？

鋁、鎂及其合金的鈍化即用鉻酸鹽進(jìn)行的酸性氧化。鋁、鎂及其合金鈍化處理時(shí)的工藝配方見(jiàn)表3-48。

表3-48 鋁、鎂及其合金鈍化處理時(shí)的工藝配方