各種因素對(duì)氧化膜硬度和生長(zhǎng)速度的影響

鋁和鋁合金表面上能否生成的硬質(zhì)氧化膜層，主要取決于電解液的成份濃度，溫度，電流密度，及其原材料的成分。

4.1 電解液的濃度

采用硫酸電解液進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化時(shí)，一般在10％～30％濃度范圍內(nèi)，濃度低時(shí)，氧化膜硬度高，特別是純鋁比較明顯，但對(duì)銅含量較高的鋁合金（CY12）例外。因?yàn)楹~量較高的鋁合金易生成CuAl2的化合物，這種化合物在氧化時(shí)溶解速度較快，極易燒毀鋁零件。所以一般不適合用低濃度的硫酸電解液，必須在高濃度（H2SO4在 300～400g/L）中進(jìn)行氧化處理或采用交直流電疊加法處理。

4.2 溫度對(duì)膜層的影響

電解液溫度對(duì)氧化膜的耐磨性影響極大，一般來(lái)說(shuō)，如果溫度下降，那么鋁和鋁合金的陽(yáng)極氧化膜耐磨性能就，這是由于電解液對(duì)于膜的溶解速度下降所造成的，為了獲得較高硬度的氧化膜。我們要掌握溫度在±2℃范圍內(nèi)進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理為好。

鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)處理發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。

A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來(lái)，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是和鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間有些長(zhǎng)短而已。實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。金屬“發(fā)藍(lán)”藥液

采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過(guò)程稱為“發(fā)藍(lán)”。

黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。

一、機(jī)床行業(yè)磷化工藝的現(xiàn)狀

磷化是大幅度提高金屬表面涂層耐腐蝕性能的一個(gè)簡(jiǎn)單可靠、費(fèi)用低廉、操作方便的工藝方法。近年來(lái)，此方法已被廣泛應(yīng)用于饑床制造巾的防銹、耐磨減摩、冷變形加工潤(rùn)滑和涂漆前打底等各個(gè)環(huán)節(jié)。

1.磷化工藝的分類及特點(diǎn)

機(jī)床表面磷化工藝按處理溫度的高低分為高溫、中溫、低溫和常溫4類。高溫磷化(90～98℃)速度快，膜耐蝕，結(jié)合力、硬度及耐熱性均高，但膜層的揮發(fā)性大，成分變化快，結(jié)晶不均勻，易形成夾雜；中溫磷化(50～70℃)膜均勻，磷化速度較快；低溫磷化(25～35℃)無(wú)需加熱，節(jié)省能源，成本低，溶液穩(wěn)定，膜耐蝕性及耐熱性好，但生產(chǎn)效率低；常溫磷化(15～35℃)節(jié)約能源，一次性投資少，溶液穩(wěn)定性好。由于常溫、低溫磷化工藝具有低能耗、低污染和速度快等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用較為廣泛。

2.磷化工藝的設(shè)計(jì)和確定

(1)除油除銹 除油除銹好壞直接影響磷化膜質(zhì)量。除油要求脫脂劑應(yīng)具有強(qiáng)脫脂能力和極低的泡沫性；脫脂要嚴(yán)格控制脫脂的溫度(40～50℃)、濃度(3%～5%)和脫脂時(shí)間(工件表面被水濕潤(rùn)為止)；除銹以鹽酸為宜，通常采用25%稀鹽酸。低濃度鹽酸揮發(fā)速度慢、酸霧少，對(duì)操作環(huán)境有利，而過(guò)高濃度鹽酸會(huì)形成過(guò)腐蝕。為了防止酸洗后的工件泛黃，鹽酸濃度也不宜過(guò)低，工件水洗后放置時(shí)問(wèn)也不宜過(guò)長(zhǎng)。另外，酸洗液中應(yīng)加人適量的除銹加速劑和緩蝕劑，能提高除銹速度，并減緩酸對(duì)金屬基體的侵蝕。

(2)優(yōu)選磷化液磷化膜的質(zhì)量?jī)?yōu)劣主要表現(xiàn)在晶體粗細(xì)和致密程度、表面有無(wú)沉淀物，以及膜厚等方面，它們的差異直接影響磷化膜的質(zhì)量。近年來(lái)，磷化處理技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。目前普遍采用鐵系、鋅系、錳系及鋅鈣系磷酸鹽溶液進(jìn)行磷化，其中以鋅鈣系性能為優(yōu)異。

陽(yáng)極氧化處理也適用于鎂、鈦、鉭等金屬，其裝置中陰極為在電解溶液中化學(xué)穩(wěn)定性高的材料，如鉛、不銹鋼等。鋁在自然環(huán)境中，表面會(huì)自然形成氧化膜薄層，如經(jīng)各種不同的表面處理，則可提高其耐蝕性。

陽(yáng)極氧化膜的生成是兩種不同的化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的結(jié)果，一種是電化學(xué)反應(yīng)，鋁與陽(yáng)極析出的氧作用生成A12O3；另一種是化學(xué)反應(yīng)，即電解液對(duì)A12O3不斷地溶解，只有當(dāng)生成速度大于溶解速度時(shí)，才能順利地在鋁及其合金工件表面生成了與鋁基體結(jié)合牢固的A12O3氧化膜，而這層氧化膜的形成比金屬在空氣中自然氧化形成的氧化膜具有更好的防腐、耐磨性能。

而且氧化膜性質(zhì)與鋁的性質(zhì)有很大區(qū)別，氧化膜阻擋層的硬度，可超過(guò)淬火鋼。在潤(rùn)滑條件下由于氧化膜的多孔性，微孔內(nèi)吸附并存留有潤(rùn)滑油，從而改善了摩擦條件。氧化膜的抗蝕性，尤其是硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜抗蝕性非常好，其抗腐蝕的穩(wěn)定性比用其他方法得到的高數(shù)十倍。用于裝飾目的的鋁制品還需進(jìn)行著色處理，利用不同化學(xué)染劑產(chǎn)生各種色彩。