材料工藝學(xué)第十章1材料工藝學(xué)第十章1第十章電鍍工藝第十章電鍍工藝

10－1電鍍概述

10－2金屬表面電鍍

10－3塑料電鍍

2第十章電鍍工藝第十章電鍍工藝2第十章電鍍工藝10—1電鍍概述

電鍍是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中經(jīng)常要涉及到的一種工藝，而電鍍效果是使用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝也較為成熟的一種效果，可以得到一些金屬色澤的效果，如高光，亞光等，搭配不同的效果構(gòu)成產(chǎn)品的效果的差異性，通過(guò)這樣的處理為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增加一個(gè)亮點(diǎn)。電鍍的定義：

電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過(guò)程，就叫電鍍。簡(jiǎn)單的理解，是物理和化學(xué)的變化或結(jié)合。3第十章電鍍工藝10—1電鍍概述3第十章電鍍工藝10．1．1電鍍的作用電鍍是重要的面飾方法之一，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中電鍍的主要作用表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）改善金屬表面的抗腐蝕性能

（2）對(duì)產(chǎn)品表面的裝飾性

（3）能提高表面硬度和耐磨性能

（4）提高工件的導(dǎo)電性能

（5）提高導(dǎo)磁性能

（6）提高光的反射性能

（7）修復(fù)工件尺寸

（8）其他作用

4第十章電鍍工藝10．1．1電鍍的作用4第十章電鍍工藝10．1．2金屬鍍層的分類按鍍層的應(yīng)用來(lái)分為：（1）防護(hù)性鍍層該鍍層主要用于防止金屬制品或組合件的腐蝕。（2）裝飾防護(hù)性鍍層它要求鍍層不但能防止制品腐蝕，而且應(yīng)能賦予制品某種經(jīng)久不變的金屬光澤外觀。這種類型的鍍層在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是最廣的。這種鍍覆，即首先在基體上鍍上“底”層，而后再鍍“表”層，有時(shí)甚至還有‘中間層”。在電鍍工藝中常采用銅錫合金做底層，它的防腐能力較強(qiáng)，但易氧化變色，然后在其上再鍍上一層光亮鉻，它具有經(jīng)久不變的銀藍(lán)光澤，且耐磨。5第十章電鍍工藝10．1．2金屬鍍層的分類5第十章電鍍工藝（3）特殊性能鍍層在這一類中腐蝕防護(hù)相對(duì)并不重要，但鍍層本身的特殊性能卻很重要。其鍍層主要有以下幾種：①耐磨和減磨鍍層，耐磨鍍層是借提高制品表面硬度以增加它的抗磨損能力，工業(yè)上常采用鍍硬鉻，減磨鍍層多用于滑動(dòng)接觸面，在這些接觸面上能起固體潤(rùn)滑劑作用的韌性金屬（減磨合金）就可以減少滑動(dòng)磨擦。這種鍍層多用在軸瓦或軸套上，現(xiàn)有錫、鉛錫合金、銀鉛合金、銅鋁合金以及鉛錫三元合金等。

②導(dǎo)電性鍍層，在無(wú)線電及通訊技術(shù)中大量使用提高表面導(dǎo)電性能的鍍層。用于一般情況的有鍍銅、鍍銀。③磁性鍍層，是用于提高有些金屬工件的磁性要求的鍍層，在錄音機(jī)及電子計(jì)算機(jī)等設(shè)備中的錄音帶、磁環(huán)線、磁鼓（記憶鼓）等貯存系統(tǒng)，一般鍍以鎳鐵、鎳鈷、鎳鈷磷等合金鍍層。6第十章電鍍工藝（3）特殊性能鍍層在這一類中腐蝕防護(hù)相第十章電鍍工藝④熱加工用鍍層，用于作為鋼件局部不能進(jìn)行熱處理（如防滲碳和防滲氮）的屏蔽。如防滲碳鍍銅、防滲氮鍍錫等。另外還用于使金屬工件易釬焊的鍍錫、銅、銀、鉛鋁合金等。⑤高溫抗菌素氧化鍍層，用于保護(hù)金屬工件在高溫下的腐蝕。比如轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔就需要用鍍鉻來(lái)防護(hù)。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片也采用鉻合金鍍層。在更特殊場(chǎng)合下，甚至采用鉑銠合金鍍層做高溫抗氧化層。⑥修復(fù)性鍍層，用于重要的機(jī)械零件的修復(fù)。如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、齒輪和花鍵、紡機(jī)的壓輥、深井泵軸等都可進(jìn)行電鍍修復(fù)。用于修復(fù)性的鍍層有銅、鐵、硬鉻等。⑦其他鍍層，為了增加鋼絲和橡膠加熱時(shí)的粘合性，可給鋼絲鍍以黃銅，利用黃銅鍍層的化學(xué)特性而不是物理特性，來(lái)改善橡膠與金屬之間的結(jié)合力。為了抵抗硫酸的腐蝕而鍍以鉛。為了增加反光能力而鍍以鉻、銀、高錫青銅等。7第十章電鍍工藝④熱加工用鍍層，用于作為鋼件局部不能第十章電鍍工藝10.1.3對(duì)鍍層的要求不同金屬的鍍層有不同的特性，同一種鍍層因應(yīng)用場(chǎng)合差異則要求也不同。作為金屬鍍層，無(wú)論其品種和性質(zhì)如何，應(yīng)有的共同要求是：鍍層結(jié)構(gòu)細(xì)致緊密，鍍層厚度均勻一致，鍍層與基體材料的結(jié)合牢固等。8第十章電鍍工藝10.1.3對(duì)鍍層的要求8第十章電鍍工藝10－2常用金屬表面電鍍10.2.1鍍鉻鍍鉻是目前應(yīng)用最廣泛的鍍層品種。鉻是微帶藍(lán)色的銀白色金屬。不能用做防護(hù)性鍍層，一般常用銅—錫合金、銅或鎳層做底層、以防止基體金屬遭受腐蝕。鍍鉻層主要有五種類型。1．防護(hù)——裝飾鍍鉻在銅、鎳或合金鍍層表面上鍍一層鉻，可獲得結(jié)晶細(xì)密、美觀光亮、有像鏡面一樣的銀藍(lán)色光澤（有的稱為軍藍(lán)），如汽車、機(jī)床以及日常用具外部零件的裝飾。2．鍍黑鉻主要用于航空、儀表、相機(jī)等光學(xué)系統(tǒng)中，以及其他產(chǎn)品上用于裝飾、作標(biāo)志等場(chǎng)合。9第十章電鍍工藝10－2常用金屬表面電鍍9第十章電鍍工藝3．乳白鉻乳白鉻的特點(diǎn)是無(wú)光澤、硬度低、無(wú)裂紋網(wǎng)、隨鍍層厚度的增加，氣孔減少、抗蝕性好，在乳白鉻鍍層作刻度容易，且使用者不感到眼睛疲勞。乳白鉻廣泛用于工量具、機(jī)械設(shè)備中的分度盤(pán)、刻度盤(pán)、醫(yī)療器械等。4．鍍硬鉻這種鍍層的特點(diǎn)是通過(guò)厚的鍍層來(lái)突出鉻層本身的特殊性能。包括耐熱、耐磨損、耐腐蝕，以及低的摩擦系數(shù)等。硬鉻一般是直接鍍?cè)阡撹F件表面，它的用途比較廣泛。如機(jī)床主軸、曲軸軸頸等，經(jīng)過(guò)鍍硬鉻修復(fù)后可大大延長(zhǎng)使用期限。5．多孔性鍍鉻多孔性鍍鉻是耐磨鍍鉻的一種特殊形式，所不同的是鍍層表面具有網(wǎng)狀溝紋或點(diǎn)狀孔隙，便于貯存潤(rùn)滑油，從而減小鍍鉻工件與其滑動(dòng)配合工件間的摩擦，提高工件的耐磨性。主要用于內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)腔、活塞環(huán)、滑動(dòng)軸承等。10第十章電鍍工藝3．乳白鉻10第十章電鍍工藝10.2.2鍍鎳鎳鍍層的性質(zhì)：外觀略帶米黃色的銀白色金屬光澤，有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠保持其光澤外表。它在工業(yè)產(chǎn)品面飾中是目前世界各國(guó)應(yīng)用最廣泛、最重要的鍍層之一。鎳鍍層主要用作防護(hù)——裝飾性鍍層。常采用雙層電鍍法，如：銅一鎳、鎳一銅一鎳一鉻、銅一鎳一鉻、銅錫合金一鎳一鉻等，還可以采用雙層鎳、三層鎳等工藝，以減少鎳層孔隙，提高鎳層的抗蝕性能。用于裝飾性表面處理還有鍍黑鎳。鍍黑鎳是利用電解液中含有鋅時(shí)，會(huì)使鎳發(fā)黑的特性，在電解液中添加一定數(shù)量的鋅鹽和含硫物質(zhì)而獲得。鍍黑鎳多用于光學(xué)儀器、儀器儀表工業(yè)等精密機(jī)械裝置上的某些特殊零件的裝飾且滿足物理特性。鍍黑鎳色質(zhì)柔和、不反光、又有金屬的質(zhì)感，比用涂料獲得的黑色效果好。11第十章電鍍工藝10.2.2鍍鎳11第十章電鍍工藝10.2.3鍍銀銀是一種白色光亮、可鍛、可塑及具有極強(qiáng)反光能力的貴金屬。其硬度比銅稍低，比金高。另外銀有優(yōu)良的電性能，在所有金屬中，銀是導(dǎo)電性能最好的金屬。由于銀的導(dǎo)電性能好，因此它的接觸電阻小，可以提高產(chǎn)品的電性能。銀有美麗的銀白色光澤，常用于裝飾的目的。銀鍍層主要用于儀器儀表工業(yè)、輕工產(chǎn)品、燈具、反光鏡、探照燈等需要防護(hù)裝飾性的電鍍層和反光面鍍層的物品表面。鍍銀的物件一般多是銅或銅合金件。鋼鐵金屬構(gòu)件鍍銀，必須先鍍上一層能防止金屬受腐蝕的其他金屬或合金層（如銅、黃銅、青銅等），經(jīng)常與硬橡膠（含有硫）接觸的零件不宜鍍銀。如果需要高度的光澤，則在鍍前和鍍后必須對(duì)零件進(jìn)行精細(xì)的拋光處理。鍍銀的方法主要有兩大類，即氰化鍍銀和無(wú)氰鍍銀。12第十章電鍍工藝10.2.3鍍銀12第十章電鍍工藝10.2.4鍍金金是一種黃色，可鍛及塑性極好的金屬。它質(zhì)軟，易于拋光。鍍金一般在銅或銀鍍層上進(jìn)行。為克服金鍍層具有質(zhì)軟和不耐磨的弱點(diǎn)，若在氰化鍍金電解液中加入銀、鎳、鈷等金屬離子或采用酸性光亮鍍金溶液，能提高金鍍層的硬度和光潔度，減少金的消耗。另外，鍍鉻、鍍鎳、鍍銀、鍍金常作為防護(hù)裝飾電鍍層，鍍鋅和鍍銅等常作為裝飾電鍍的底層和中間層。13第十章電鍍工藝10.2.4鍍金13第十章電鍍工藝10.2.5鍍合金隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)金屬的表面性能、外觀提出了種種新的要求，因而開(kāi)發(fā)了電鍍合金。1．電鍍錫—鈷合金電鍍錫—鈷合金與電鍍鈷的色調(diào)比較接近，但較為柔和，目前國(guó)外大都用來(lái)代替鉻。電鍍錫—鈷合金具有優(yōu)良均鍍能力和滾鍍能力，因而可適用于復(fù)雜形狀的工件。如在底層上電鍍雙層鎳，則其耐腐蝕性并不亞于電鍍鉻。為防止表面變色，應(yīng)用浸漬鉻酸鹽的方法進(jìn)行處理，這樣還可提高它的耐腐蝕性。14第十章電鍍工藝10.2.5鍍合金14第十章電鍍工藝2．電鍍錫——鎳合金它的外觀呈淡玫瑰的色調(diào)，使人感到十分舒適，并具有優(yōu)良的耐腐蝕性。如對(duì)有光澤的基材或在光亮鎳的電鍍層上，再施以錫—鎳合金電鍍，則可得到良好的光澤表面。如對(duì)無(wú)光澤的表面（梨紋）上進(jìn)行電鍍，則能重現(xiàn)該面的原有情況。電鍍層的均鍍能力非常優(yōu)異，幾乎完全沒(méi)有整平作用，因而適用于要求極細(xì)線條及旋轉(zhuǎn)加工制品的電鍍。3．電鍍銅——錫合金

低錫青銅鍍層的色澤呈粉紅色或金黃色，結(jié)晶細(xì)，它有較高的防蝕能力和良好的拋光性能，常作為防護(hù)——裝飾性的鎳底層中錫青銅鍍層的色澤呈金黃色，防蝕能力較好。主要用做裝飾性鍍鉻的底層。它的硬度和在空氣中的穩(wěn)定性比低錫青銅鍍層高。高錫青銅鍍層具有美麗的銀白色光澤和良好的拋光性能，有較高的硬度和耐磨性，用來(lái)代替銀或鉻作為反光器械、儀器儀表、日用商品等防護(hù)——裝飾性表面鍍層。15第十章電鍍工藝2．電鍍錫——鎳合金15第十章電鍍工藝4．電鍍黃銅黃銅鍍層可得到玫瑰金色，檸檬金色等各種基調(diào)的金色，一般仿金鍍層用黃銅。但黃銅鍍層自身的抗蝕及抗變色能力都很差，在空氣中放置一段時(shí)間就會(huì)被氧化發(fā)黑。因此，一般在仿金電鍍上要涂覆一層保護(hù)性涂料來(lái)提高抗蝕及抗變色能力。電鍍黃銅被廣泛運(yùn)用于在首飾、鐘表、鏡框、燈具、等方面。5．電鍍鎳—鐵合金電鍍鎳—鐵合金是為了取代電鍍光亮鎳而開(kāi)發(fā)的課題。電鍍鎳—鐵合金與電鍍光亮鎳相比，具有柔軟性好、成本更低的特點(diǎn)，但耐腐蝕性較差。16第十章電鍍工藝4．電鍍黃銅16第十章電鍍工藝6．電鍍錫鎳銅合金稍帶黑色金屬光澤，常應(yīng)用于旋扭、眼鏡框架、雨傘等產(chǎn)品上。該合金鍍層應(yīng)力大，不能鍍厚，但其耐腐蝕性非常優(yōu)異，如能解決鍍厚問(wèn)題，則應(yīng)用會(huì)更加廣泛。7．電鍍錫—鋅合金耐蝕性高，且有著良好的裝飾性能，適用于作為熱帶氣候條件下的防護(hù)裝飾鍍層。17第十章電鍍工藝6．電鍍錫鎳銅合金17第十章電鍍工藝10－3塑料電鍍10．3．1非金屬電鍍的基本特點(diǎn)在非金屬材料表面電鍍前需先用化學(xué)鍍覆法鍍上一層導(dǎo)電層，這是非金屬材料電鍍的基本特點(diǎn)。其中主要的工序有機(jī)械粗化、化學(xué)除油、化學(xué)粗化、敏化處理、活化處理、還原處理、化學(xué)鍍覆。18第十章電鍍工藝10－3塑料電鍍18第十章電鍍工藝1．化學(xué)除油除去工件表面的油污，促使粗化均勻，從而提高鍍層的結(jié)合力，延長(zhǎng)粗化液的使用壽命。2．粗化使非金屬表面微觀粗糙，增加鍍層和基體間的接觸面積，借助于機(jī)械結(jié)合力來(lái)提高結(jié)合強(qiáng)度；使非金屬?gòu)脑魉w變?yōu)橛H水體，從而達(dá)到提高基體與電鍍層結(jié)合力的目的3．敏化所謂敏化就是使非金屬表面吸附一些容易氧化的物質(zhì)，而后在活化處理時(shí)敏化劑被氧化，制品表面就形成了活化層，也叫催化膜或結(jié)晶核心。這就給化學(xué)鍍覆金屬層打下了基礎(chǔ)。4．活化非金屬制品經(jīng)過(guò)敏化處理后，緊接著需要進(jìn)行活化處理。活化的目的是使工件表面形成一層貴金屬膜，以此作為化學(xué)沉積時(shí)氧化還原反應(yīng)的催化劑，使化學(xué)鍍覆的反應(yīng)加速。5．化學(xué)鍍化學(xué)鍍的目的是為了在需要鍍覆的零件表面形成一層導(dǎo)電的金屬層，為非金屬制品電鍍創(chuàng)造條件，所以化學(xué)膜是非金屬材料電鍍的關(guān)鍵。19第十章電鍍工藝1．化學(xué)除油除去工件表面的油污第十章電鍍工藝10．3．2塑料電鍍的特點(diǎn)塑料電鍍制品具有塑料和金屬兩者的特性。具有金屬光澤和質(zhì)感，還有導(dǎo)電、導(dǎo)磁和焊接等特性。由于金屬鍍層對(duì)光、大氣等外界因素具有較高的穩(wěn)定性，因而塑料電鍍金屬后，可防止塑料老化，延長(zhǎng)塑料件的使用壽命。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、塑料電鍍的應(yīng)用日益廣泛，成為塑料產(chǎn)品中表面裝飾的重要手段之一。目前國(guó)內(nèi)外已廣泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龍、酚醛玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚苯乙烯等塑料表面上進(jìn)行電鍍，其中尤以ABS塑料電鍍應(yīng)用最廣，電鍍效果最好。20第十章電鍍工藝10．3．2塑料電鍍的特點(diǎn)20第十章電鍍工藝10．3．3塑料電鍍的工藝過(guò)程塑料制件電鍍的主要工藝流程1．化學(xué)除油防止塑料變形、溶解，應(yīng)考慮除油液對(duì)塑料的適應(yīng)性。當(dāng)用堿性除油液時(shí)，應(yīng)注意使用溫度，以防變形；用有機(jī)溶劑除油時(shí)，應(yīng)注意其是否有溶解塑料的現(xiàn)象。2．粗化粗化的方法有機(jī)械粗化法和化學(xué)粗化方法兩種。機(jī)械粗化如噴砂、滾磨、用砂紙打磨等。化學(xué)粗化可以迅速地使工件表面微觀粗糙，粗化層均勻、細(xì)致、不影響工件的外觀。21第十章電鍍工藝10．3．3塑料電鍍的工藝過(guò)程21第十章電鍍工藝3．敏化處理工業(yè)上常用的敏化劑為氯化亞錫或三氯化鈦的水溶液。4．活化處理所謂活化處理，就是將吸附有還原劑的制件浸入含有氧化劑的溶劑中。一般是浸入貴金屬鹽類水溶液，于是貴金屬離子就被還原劑還原為貴金屬，從而在制件表面上形成貴金屬膜。這層貴金屬可以起到活性催化的作用，故也稱催化膜，它可以加速化學(xué)鍍的還原反應(yīng)。實(shí)踐證明，銀、鈀等貴金屬都具有這種催化能力。5．還原反應(yīng)經(jīng)過(guò)活化處理的塑料制件，用水清洗后，就可以進(jìn)行化學(xué)鍍。塑料制件進(jìn)行化學(xué)鍍以前，先在一定濃度的化學(xué)鍍所用的還原劑溶液中浸一下，把未被水洗掉的活化劑還原，這就是還原處理。化學(xué)鍍銅時(shí)，可先用甲醛溶液進(jìn)行還原處理。化學(xué)鍍鎳時(shí)，可先用次磷酸鈉溶液進(jìn)行還原處理。22第十章電鍍工藝3．敏化處理22第十章電鍍工藝6化學(xué)鍍到目前為止，已有很多重金屬可以通過(guò)化學(xué)鍍銅的方法從水溶液中沉積出來(lái)。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，化學(xué)鍍銅成本最低，因此被廣泛采用。化學(xué)鍍銅層外觀呈銅紅色，不能作為裝飾和防護(hù)層，通常用作非金屬、印刷電路板孔金屬化等電鍍加厚鍍層的導(dǎo)電層。化學(xué)鍍銅只能給塑料制件鍍上一層導(dǎo)電源，鍍層很薄。要想繼續(xù)加厚其他鍍層時(shí)，要先用電鍍銅將化學(xué)鍍銅層加厚。電鍍銅時(shí)，可以使用酸性鍍銅，也可以使用堿性鍍銅。塑料制件經(jīng)過(guò)電鍍銅以后，就可以根據(jù)需要繼續(xù)電鍍其他金屬鍍層。23第十章電鍍工藝6化學(xué)鍍到目前為止，已有很多第十章電鍍工藝制造商：松下耳機(jī)的材質(zhì)為高柔性聚乙烯氨化樹(shù)脂，耳機(jī)表面的裝飾線條采用了點(diǎn)電鍍工藝體現(xiàn)出金屬的感覺(jué)，與鮮艷的色彩形成一種對(duì)比。24第十章電鍍工藝制造商：松下24第十章電鍍工藝設(shè)計(jì)者：湯姆·迪克森鏡球燈的實(shí)際材質(zhì)是塑料，只是它們被進(jìn)行了金屬電鍍工藝的處理，形成了鏡子般的效果。這樣的表面是燈的外觀具有了反射的效果。25第十章電鍍工藝設(shè)計(jì)者：湯姆·迪克森25制造商：愛(ài)國(guó)者這款數(shù)碼相機(jī)，給人的第一感覺(jué)比較厚重。機(jī)身采用工程塑料，經(jīng)過(guò)磨砂處理以減少塑料的感覺(jué)。整個(gè)機(jī)身除了鏡頭周圍的一圈是金屬材質(zhì)外，其余都是電鍍了金屬層的塑料部件。26制造商：愛(ài)國(guó)者26第十一章金屬的氧化與著色工藝

第十一章

金屬的氧化與著色工藝

11－1鋁及其合金的氧化與著色處理11－2鋼鐵的氧化及磷化處理11－3銅及其合金的氧化處理

27第十一章金屬的氧化與著色工藝第十一章金屬的氧化第十一章金屬的氧化與著色工藝11－1鋁及其合金的氧化與著色處理11.1.1概述在金屬的氧化與著色工藝中，應(yīng)用最多的是鋁合金的氧化與著色工藝。隨著鋁的廣泛應(yīng)用，鋁表面的防護(hù)性、裝飾性、氧化工藝將得到不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用。鋁是比較活潑的金屬，在大氣中生成的氧化鋁薄膜，雖然較薄而疏松，但比其他金屬的氧化膜要致密得多，在一般大氣條件下，有較高的抗蝕能力。

鋁及其合金氧化處理有化學(xué)氧化和電化學(xué)氧化兩種。在電化學(xué)氧化中，把鋁及其合金作為陽(yáng)極，所以叫做陽(yáng)極氧化。在鋁及其合金的氧化膜上可以進(jìn)行各種著色處理。28第十一章金屬的氧化與著色工藝11－1鋁及其合金的氧化第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．2鋁及其合金化學(xué)氧化工藝化學(xué)氧化是不用外來(lái)電流而僅把制件置入適當(dāng)溶液中，使其表面生成氧化膜。一般是將鋁件浸在含有堿溶液和堿金屬的鉻酸鹽溶液中，鋁和溶液互相作用，很快生成AI2O3和AI（OH）3的薄膜。這種氧化膜具有較高的吸附能力，一般工業(yè)上作為表面涂裝的底層，經(jīng)化學(xué)氧化后進(jìn)行涂裝，可以大大地提高鋁及其合金外觀裝飾件的抗蝕能力，使涂料的保持性增強(qiáng)。鋁及其合金化學(xué)氧化的優(yōu)點(diǎn)主要是生產(chǎn)效率高、成本低、不消耗電能，不需專門(mén)設(shè)備，適合于大批量生產(chǎn)。29第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．2鋁及其合金第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．3鋁及其合金的電化學(xué)氧化法

鋁及其合金的電化學(xué)氧化法又稱陽(yáng)極氧化處理，該工藝像電鍍的逆過(guò)程，工件為電解電路的陽(yáng)極，不是將一層材料（金屬）加到工件表面上去，而是進(jìn)行內(nèi)部的反應(yīng)，以增加通常存在于鋁表面很薄的氧化鋁層的厚度。30第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．3鋁及其合金第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．4鋁及其合金氧化膜著色工藝

1．氧化膜化學(xué)染色法鋁及其合金經(jīng)過(guò)氧化處理后，得到了新鮮的氧化膜層，該膜層孔隙高，吸附能力強(qiáng)，容易染色，因而可以染上各種鮮艷的色彩，使鋁制件表面裝飾得美觀。其方法就是把氧化后的制件用有機(jī)染料或無(wú)機(jī)染料的水溶液來(lái)染色。目前廣泛應(yīng)用的是有機(jī)染料染色。需要進(jìn)行染色的氧化膜應(yīng)具備下列要求，才能獲得良好的均勻色彩。①氧化膜層具有一定的厚度，厚度不同所染出的色調(diào)不同。②氧化膜必須具有一定的松孔和吸附性；③氧化膜層本身應(yīng)無(wú)色、透明；④氧化膜層應(yīng)均勻，不應(yīng)有傷痕、砂眼、點(diǎn)蝕等缺陷。31第十一章金屬的氧化與著色工藝11．1．4鋁及其合金第十一章金屬的氧化與著色工藝常用的氧化膜化學(xué)染色方法：（1）彩色印染（2）膜轉(zhuǎn)移彩色印花（3）絲網(wǎng)印刷套色（4）消色法著色（5）仿大理石花紋染色（6）仿禮花圖案

32第十一章金屬的氧化與著色工藝常用的氧化膜化學(xué)第十一章金屬的氧化與著色工藝

2．陽(yáng)極氧化鋁電解著色電解著色工藝近年來(lái)引起人們的重視。電解著色的耐曬性能良好，顏色的再現(xiàn)性、均勻性、耐光性、耐磨性以及使用的難易和單位表面加工成本均優(yōu)于吸附染色法，故常用作室外使用的結(jié)構(gòu)材料、防腐和裝飾涂層。33第十一章金屬的氧化與著色工藝2．陽(yáng)極氧化鋁電3434第十一章金屬的氧化與著色工藝11－2鋼鐵的氧化及磷化處理11．2．1鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理鋼鐵表面的人工氧化膜，可用熱加工、電化學(xué)加工和化學(xué)加工等不同方法來(lái)處理。應(yīng)用較多的是發(fā)藍(lán)處理和不銹鋼著色技術(shù)。許多鋼鐵零件經(jīng)過(guò)處理產(chǎn)生一層黑色發(fā)亮的表面，這種表面在使用時(shí)，可以阻止生銹。這種覆蓋層是通過(guò)發(fā)藍(lán)處理使其表面轉(zhuǎn)變成黑色的鐵氧化物而獲得的。發(fā)藍(lán)表面光澤美麗，一般呈黑色和深藍(lán)黑色。組成鋼鐵零件的合金成分不同，其氧化膜色澤便會(huì)有所差異，如低碳鋼制件的氧化膜呈黑色；高碳鋼的氧化膜呈帶有灰的黑色；低合金鋼的氧化膜呈藍(lán)黑色；含硅量高的特種合金的氧化膜呈棕褐色。35第十一章金屬的氧化與著色工藝11－2鋼鐵的氧化及磷第十一章金屬的氧化與著色工藝由于鋼鐵氧化處理是在堿性溶液中進(jìn)行的，一般不會(huì)產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，因此像彈簧鋼、薄鋼片及細(xì)鋼絲等制件常用它作防護(hù)層；氧化膜富有裝飾性，有較好的彈性及潤(rùn)滑性，并且厚度很薄，不影響制件的精度。常用于精密儀器和光學(xué)儀器上的裝飾性防護(hù)層；由于氧化膜薄、多孔、耐蝕性較差，主要用來(lái)作為在輕微腐蝕條件下工作制件的防護(hù)層；鋼鐵氧化膜的強(qiáng)度很低、不宜用于磨擦條件下工作的制件。36第十一章金屬的氧化與著色工藝由于鋼鐵氧化處理第十一章金屬的氧化與著色工藝11．2．2不銹鋼著色技術(shù)自然發(fā)色法是從70年代初才發(fā)展起來(lái)的。該技術(shù)使不銹鋼不斷地向高級(jí)化和多樣化、以及裝飾性和藝術(shù)性方面發(fā)展，豐富了面飾工藝。由這種通過(guò)“自然發(fā)色法”處理的不銹鋼，常稱為彩色不銹鋼。酸性氧化著色法的工藝流程主要包括著色處理和硬膜處理兩個(gè)工序。著色處理是將不銹鋼浸到Cr2O3和H2SO4著色液里，在其表面上生成具有一定厚度的氧化膜。硬膜處理就是將已著色的不銹鋼作為陰極，在Cr2O3和H3PO4水溶液中，以板作為陽(yáng)極，通電后結(jié)果在陰極上（不銹鋼）生成Cr2O3、Cr（OH）3等穩(wěn)定化合物，填塞氧化膜的微小孔隙，使其氧化膜硬化。硬膜處理主要是提高氧化膜的耐磨性、耐蝕性和耐熱性等。37第十一章金屬的氧化與著色工藝11．2．2不銹鋼著色第十一章金屬的氧化與著色工藝11．2．3鋼鐵的磷化處理在鋼鐵制件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護(hù)膜的處理過(guò)程稱為磷化。磷化膜根據(jù)基體材料和磷化工藝條件的不同，可呈現(xiàn)出暗灰色到黑灰色的不同色階，厚度一般為5－20um，其抗腐