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金属表面处理方式详解
Date: 2015/12/31

 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
    电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点: 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
    镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。
    电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。 电泳又名——电着 (著),泳漆,电沉积。
    发黑 钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层,提高钢件的防锈能力。 发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。 但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。 在高温下(约550℃)氧化成的四氧化三铁呈天蓝色,故称发蓝处理。在低温下(约3 50℃)形成的四氧化三铁呈暗黑色,故称发黑处理。在兵器制造中,常用的是发蓝处理;在工业生产中,常用的是发黑处理。 采用碱性氧化法或酸性氧化法;使金属表面形成一层氧化膜,以防止金属表面被腐蚀,此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜,其外层主要是四氧化三铁,内层为氧化亚铁。 发蓝(发黑)的操作流程: 工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。 所谓皂化,是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸铁薄膜,以提高工件的抗腐蚀能力。
    金属表面着色 金属表面着色,顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色,改变其单一的、冰冷的金属色泽,代之以五颜六色,满足不同行业的不同需求。 给金属着色后一般都增加了防腐能力,有的还增加了抗磨能力。但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域,即用来美化生活,美化社会。
    抛丸 抛丸的原理是用电动机带动叶轮体旋转(直接带动或用V型皮带传动),靠离心力的作用,将直径约在0.2~3.0的弹丸(有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸等不同类型)抛向工件的表面,使工件的表面达到一定的粗糙度,使工件变得美观,或者改变工件的焊接拉应力为压应力,提高工件的使用寿命。通过提高工件表面的粗糙度,也提高了工件后续喷漆的漆膜附着力。
    喷砂 喷砂是采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂 吸入式喷砂原理图 、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处理的工件表面,使工件表面的外表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。 喷砂工艺与其它清理工艺(如酸洗,工具清理)相比有以下特点: 一、喷砂处理是最彻底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。 二、喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择,而其它工艺是没办法实现这一点的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化学溶剂清理则清理表面过于光滑不利于涂层粘接。 喷丸的特点: 1、清理的灵活性大。容易清理复杂工件的内外表面和管件的内壁;并且不受场地的限制,可以将其移至到特大型工件附近进行清理。 2、设备结构简单,整机投资少,易损件少,维修费用低。 3、消耗能量大,必须配备大功率的空压站 4、清理表面易有潮气,容易生绣。 5、清理效率低,操作人员多,劳动强度大。 抛丸的特点: 1、灵活性差。受场地的限制,清理工件有些盲目性,在工件内卫表面易产生清理不到的死角、 2、不用压缩空气加速弹丸,不必设置大功率的空压站, 3、清理表面不易有潮气,不容易生绣。 4、设备结构比较复杂,易损件多,特别是叶片等零件,维修工时多,费用高。 5、清理效率高,费用低,操作人员少,容易实现自动化控制,适用于大批量生产。 关于抛丸钢砂的技术要求 钢砂(Steel Shot)俗称铸钢砂(Cast Steel Grit)钢砂磨料(Steel Abrasives)、棱角砂是铸铁砂和铁砂的升级替代产品,也称为抛丸磨料、抛丸机磨料、抛丸材料、抛丸除锈磨料、喷抛材料、喷丸磨料、喷砂磨料、喷砂耗材、喷砂机磨料、喷丸除锈磨料、喷丸材料、喷砂材料、除锈磨料、钢板预处理磨料、钢材预处理磨料,是理想抛丸清理、喷丸强化金属磨料等。 钢砂(铸钢砂)是用于抛丸机、抛丸设备、抛丸清理机、抛丸机械、喷抛丸、喷丸机、喷丸设备、喷砂机、喷砂设备,钢材预处理生产线、钢板预处理生产线、钢结构预处理生产线中磨料。 钢砂清理 抛丸清理、喷丸清理、压铸件清理、铸件抛丸清理、锻件抛丸清理、锻件喷丸清理铸件清砂、钢板清理、钢材清理、钢板清理、H型钢清理、钢结构清理。 钢砂除锈 抛丸除锈、喷丸除锈、铸件除锈、锻件除锈钢板除锈、锻件除氧化皮、钢材除锈、H型钢除锈、钢结构除锈。 钢砂强化 抛丸强化、热处理件喷丸强化、齿轮喷丸强化。 钢砂喷丸 型钢喷丸、型钢喷砂、船板抛丸、钢板喷丸、钢材喷丸。 钢砂抛 丸 钢板抛丸、钢材抛丸、型钢抛丸。 钢砂打砂 打砂处理。 钢砂前处理 涂装前处理、涂装预处理、表面预处理、船板预处理、型钢预处理、钢材预处理、钢板预处理、钢结构前处理。   钢砂主要技术指标 名 称 铸钢砂 化学成分 碳(C) 0.70~1.20% 锰(Mn) 0.60~1.20% 硅(Si) 0.40~1.20% 硫(S) ≤0.05% 磷(P) ≤0.05% 平均硬度 (500g荷载下测定) GP钢砂:42~50HRC (399~509HV) GL钢砂 :56~60HRC (620~713HV) GH钢砂:63~66HRC (795~889HV) 硬度偏差 最大偏差范围为±3.0HRC或±40HV 金相组织 均匀的回火马氏体或回火屈氏体+弥散分布碳化物 最小密度 (酒精置换法测定) 7.4g/cm3  GP钢砂:此种磨料新制成时,是尖棱状的,使用过程中棱角很快就被磨圆,特别适合于钢材表面去除氧化皮预处理作业 GL钢砂:尽管此类钢砂的硬度比GP钢砂要高一些,但在喷砂过程中仍会失去棱角,特别适合于钢材表面去除氧化皮预处理作业。 GH钢砂:此类钢砂硬度很高,在喷砂作业中会始终保持棱角,对形成规则的,发毛的表面特别有效。GH钢砂用于喷丸机作业时,应考虑施工要求优先于价格因素的场合(如冷轧厂的轧辊处理)。此钢砂主要用于压缩空气喷丸设备。 钢砂(铸钢砂)粒度分布 目数 mm            铸钢砂规格 2.5 2.0 1.7 1.4 1.2 1.0 0.7 0.4 0.3 0.2 7 2.80 all pass 8 2.36 all pass 10 2.00 80%min all pass 12 1.70 90%min 80%min all pass 13 1.40 90%min 80%min all pass 16 1.18 90%min 75%min all pass 18 1.00 85%min 75%min all pass 20 0.850 25 0.710 85%min 70%min all pass 30 0.600    35 0.500     80%min         40 0.425     70%min all pass 45 0.355         50 0.300 80%min 65%min all pass 80 0.180 75%min 65%min 120 0.125 75%min 60%min 200 0.075 70%min 325 0.045    SAE G-10 G-12 G-14 G-16 G-18 G-25 G-40 G-50 G-80 G-120
    喷丸 喷丸shot peening 。用喷丸进行表面处理,打击力大,清理效果明显。但喷丸对薄板工件的处理,容易使工件变形,且钢丸打击到工件表面(无论抛丸或喷丸)使金属基材产生变形,由于Fe3O4和Fe2O3没有塑性,破碎后剥离,而油膜与基材一同变形,所以对带有油污的工件,抛丸、喷丸无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中,清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。
    喷丸与喷砂的区别 喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果,但选择的介质不同,效果也不相同.    喷砂与喷丸对比 喷砂处理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量破坏,表面积大幅增加,从而增加了工件与涂/镀层的结合强度. 经过喷砂处理的工件表面为金属本色,但是由于表面为毛糙面,光线被折射掉,故没有金属光泽,为发暗表面. 喷丸处理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量而不被破坏,表面积有所增加.由于加工过程中,工件表面没有被破坏,加工时产生的多余能量就会引会工件基体的表面强化. 经过喷砂处理的工件表面也为金属本色,但是由于表面为球状面,光线部分被折射掉,故工件加工为亚光效果.
    磷化 磷化(phosphorization)是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是:给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
    钝化 其钝化的机理可用薄膜理论来解释,即认为钝化是由于金属与氧化性质作用,作用时在金属表面生成 一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在,通常是氧化金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用,防止金属与腐蚀介质接触,从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。 钝化的优点 1、与传统的物理封闭法相比,钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值,使操作更方便; 2、由于钝化的过程属于无反应状态进行,钝化剂可反复添加使用,因此寿命更长、成本更经济。 3、钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定,并且在空气中同时具有自行修复作用,因此与传统的涂防锈油的方法相比,钝化形成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。 金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。
    喷涂 利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面,使工件有防腐和外观装饰作用.
    烤漆 在基材上打上底漆、面漆,每上一遍漆,都送入无尘衡温烤房,烘烤。
    浸渗 是一种微孔(细缝)渗透密封工艺。将密封介质(通常是低粘度液体)通过自然渗透(即微孔自吸)、抽真空和加压等方法渗入微孔(细缝)中,将缝隙填充满,然后通过自然(室温)、冷却或加热等方法将缝隙里的密封介质固化,达到密封缝隙的作用。
    喷油 将油漆喷在产品表面,自然风干的方式。
    抛光 利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度,而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的,有时也用以消除光泽(消光)。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成,两侧用金属圆板夹紧,其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时,高速旋转的抛光轮(圆周速度在20米/秒以上)压向工件,使磨料对工件表面产生滚压和微量切削,从而获得光亮的加工表面,表面粗糙度一般可达Ra0.63~0.01微米;当采用非油脂性的消光抛光剂时,可对光亮表面消光以改善外观。对产品表面要求稍低时,常采用滚筒抛光的方法。粗抛时将大量磨料和产品放在罐状滚筒中,滚筒转动时,使产品与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的。
    超声波清洗 是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。
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    紧固件表面处理的选择     由于几乎所有商业紧固件都是由碳钢、合金钢制成,一些种类的紧固件希望能防止腐蚀,即使使用防腐蚀材料的紧固件,仍然需要表面处理来防止不同材料的腐蚀。此外,表面处理的镀层必须附着牢固,不能在安装和卸下的过程中脱落,对螺纹紧固件,镀层还需足够薄,使得镀后螺纹仍能旋合。一般镀层的温度限制比紧固件材料要低,因此还需考虑紧固件所处的工作温度要求。对于表面处理,人们一般关注的是美观和防腐,但紧固件的主要功能是紧固零部件,而表面处理对紧固件的紧固性能也有很大的影响,所以,选择表面处理时,也应考虑紧固性能的因素,即安装扭矩—预紧力的一致性。一名高水平的设计者,不仅应考虑设计,还因注意到装配的工艺性,甚至环保要求。下面根据上述因素简要介绍一些紧固件常用的镀层,以供设计人员和紧固件从业人员参考。         电镀锌     电镀锌是商业紧固件最常用的镀层。它比较便宜,外观也较好看,可以有黑色、军绿色。然而,它的防腐性能一般,其防腐性能是锌镀(涂)层中最低的。一般电镀锌中性盐雾试验在72小时之内,也有采用特殊封闭剂,使得中性盐雾试验达200小时以上,但价格贵,是一般镀锌的5~8倍。     电镀锌加工过程易产生氢脆,所以10.9级以上的螺栓一般不采用镀锌的处理.虽然镀后可以用烘箱去氢,但因钝化膜在60℃以上时将遭破坏,因此去氢必须在电镀后钝化前进行。如此可操作性差,加工成本高。在现实中,一般生产厂不会主动去氢,除非特定客户的强制要求。     电镀锌的紧固件扭矩—预紧力一致性较差,且不稳定,一般不用于于重要部位的连接。为了改善扭矩—预紧力一致性,也可采用镀后涂覆润滑物质的方法改善和提高扭矩—预紧力一致性。     
    磷化     磷化相对镀锌便宜,耐腐蚀性能比镀锌差。磷化后应涂油,其耐腐蚀性能的高低与所涂油的性能有很大的关系。例如,磷化后涂一般的防锈油,中性盐雾试验也只有10~20小时。涂高档的防锈油,则可达72~96小时。但其价格是一般磷化涂油的2~3倍。     紧固件磷化常用的两种,锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性能比锰系磷化好,锰系磷化抗腐蚀性,耐磨性镀锌较好。它的使用温度可达华氏225度到400度(107~204℃)。     工业用紧固件很多用磷化涂油处理。因为它扭矩—预紧力一致性很好,装配时能保证达到设计所预期的紧固要求,所以在工业中使用较多。特别是一些重要零部件的连接。如,钢结构连接副,发动机的连杆螺栓、螺母,缸盖、主轴承、飞轮螺栓,车轮螺栓螺母等。     高强度螺栓采用磷化,还可以避免氢脆问题,所以在工业领域10.9级以上的螺栓一般采用磷化表面处理。     氧化(发黑)     发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层,因为它最便宜,并且在油耗尽之前看起来不错。由于发黑几乎无防锈能力,所以无油后它很快就会生锈。就是在有油状态下,其中性盐雾试验也只能达到3~5小时。 发黑的紧固件扭矩—预紧力一致性也很差。如需提高,可以在装配时在内处螺纹上涂抹油脂后再旋合。     电镀镉     镉镀层耐腐蚀性能很好,特别是在海洋性大气环境下的耐腐蚀性较其他表面处理好。电镀镉的加工过程中的废液处理费用大,成本高,其价格约是电镀锌的15~20倍。所以在一般行业不使用,只用于一些特定的环境。如,用于石油钻井平台和海航飞机用紧固件。
    电镀铬     铬镀层在大气中很稳定,不易变色和失去光泽,硬度高耐磨性好。在紧固件上用铬镀层一般是作为装饰作用。在防腐性要求较高的工业领域很少使用,因为好的铬电镀紧固件与不锈钢同样昂贵,只是使用不锈钢强度不够时,才用镀铬紧固件代替。     为了防止腐蚀,镀铬前应首先镀铜和镍。铬镀层可以承受华氏1200度(650℃)的高温。但也与电镀锌一样存在氢脆问题。     
    镀银、镀镍     银镀层既可以防腐蚀,又可以作为紧固件的固体润滑剂。由于成本原因,螺母使用镀银,螺栓不用,有时小螺栓也镀银。银在空气中失去光泽,但可以在华氏1600度下作用。所以,人们利用其耐高温和润滑的特性,用于在高温下工作的紧固件,以防止螺栓、螺母的氧化咬死。     紧固件镀镍,主要用于既要防腐,又要导电性好的地方。如车辆电瓶的引出端子等。
    热浸锌     热浸锌为锌加热到液体下热扩散涂层。其镀层厚度在15~10μm,并且不易控制,但搞腐蚀性好,多用于工程中。热浸锌加工过程中污染严重,有锌废料和锌蒸汽等。     由于镀层厚,在紧固件中引发了内外螺纹难以旋合的问题。解决此问题有两种方法。一种是在镀后再攻内螺纹,虽然解决了螺纹旋合的问题。但也降低了防腐性能。一种是在螺母攻丝时,使螺纹大于标准纹约有0.16~0.75mm(M5~M30),然后再热浸锌这样虽然也可解决旋合难题,但付出了强度降低的代价。目前,有一种防松螺纹——美国“施必牢”内螺纹可以解决此难题。因其内螺纹与外螺纹未紧固时容隙大,可以用于容得下厚的涂层,所以不影响旋合性,同时防腐性能和强度亦保持原样,不受影响。     因热浸锌加工的温度原因,它不能用于10.9级以上的紧固件。
    渗锌     渗锌为锌粉固态冶金热扩散涂层。其均匀性好,螺纹、盲孔内都能获得均匀层。镀层厚度为10~110μm,并且误差可控制在10%。它与基体的结合强度和防腐性能在锌涂层中(电镀锌、热浸锌、达克罗)是最好的。其加工过程无污染,最环保。     达克罗     不存在氢脆问题,并且扭矩—预紧力一致性能很好。如不考虑六价铬的环保问题,它实际上最适用于高防腐要求的高强度紧固件。     其他涂层     上述镀层之外,还有许多金属或非金属涂层。这些涂层由各公司详细阐明。如美加力(MAGNI)、拉斯派特(RUSPERT)、耐美特(NanoMate)、美国TIODIZE公司的铝伏龙、钛伏龙。
    阳极氧化 anodic oxidation 金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性 、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。阳极的铝或其合金氧化 ,表面上形成氧化铝薄层 ,其厚度为5~20微米 ,硬质阳极氧化膜可达60~200微米 。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ,优良的绝缘性 ,耐击穿电压高达2000V ,增强了抗腐蚀性能 ,在ω=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。 氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金(如铝、镁及其合金等)都可进行阳极氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面。 补充:除金属外,其他物质在阳极所引起的氧化作用,也称为“阳极氧化” 补充:在现实工艺中,针对铝合金的阳极氧化,比较多,可以应用在日常生活中,以为这种工艺的特性,使铝件表面产生坚硬的保护层,可用于生产厨具等日用品。但铸造铝的阳极氧化效果不好,表面不光良,还只能是黑色。铝合金型材就要好一点。 铝和铝合金阳极氧化行业检测标准一览 标准号 标准名称 等效采用国际标准ISO标号   GB8015.1-87 铝和阳极氧化膜厚度的试验方法重量法2016-1982 GB8015.2-87 铝和铝合金阳极氧化膜厚度的试验方法分光束显微法2128-1976 GB8752-88 铝及铝合金阳极氧化薄阳极氧化膜连续性的检验硫酸铜试验2085-1976 GB8753-88 铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜封闭后吸附能力的损失评定 酸处理后的染色斑点试验2143-1981 GB8754-88 铝及铝合金阳极氧化应用击穿电位测定法检验绝缘性2376-1972 GB11109-89 铝及铝合金阳极氧化术语7583-1986 GB11110-89 铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜的封闭质量的测定方法 导纳法2931-1983 GB/T12967.1-91 铝及铝合金阳极氧化用喷磨>试验仪器测定阳极氧化膜的平均耐磨性8252-1987 GB/T12967.2-91 铝及铝合金阳极氧化用轮式磨损试验仪器测定阳极氧化膜的耐磨性和磨损系数8251-1987 GB/T12967.3-91 铝及铝合金阳极氧化 氧化膜的铜加速醋酸盐雾试验(CASS试验)3770-1976 GB/T12967.4-91 铝及铝合金阳极氧化着色阳极氧化膜耐紫外光性能的测定 6581-1980 GB/T12967.5-91 铝及铝合金阳极氧化 用变形法评定阳极氧化膜的抗破裂性 3211-1977 GB11250.1-89 复合金属覆层厚度的测定—金相法 GB11250.2-89 复合金属覆层厚度的测定—X荧光法 GB11250.3-89 复合金属覆层厚度的测定—容量法 GB11250.4-89 复合金属覆层厚度的测定—重量法 GB/T13322-91 金属覆盖层低氢脆镉钛电镀层 GB/T13346-92 金属覆盖层钢铁上镉电镀层 2082-1986 JB/T5067-91 钢铁制件镀锌 JB/T5068-91 金属覆盖层厚度测量 X射线光谱测量方法 附录 GB11109-89铝及铝合金阳极氧化—术语 本标准等效采用国际标准ISO7583-1986《铝及铝合金阳极氧化——词汇表》。 1、主题内容与适用范围本标准规定了铝及铝合金氧化处理时的表面预处理,阳极氧化与化学氧化、 着色与封孔、检验、缺陷及其他等五个方面的术语和定义。 本标准适用于铝及铝合金阳极氧化。 2、 表面预处理 (1)光亮化 brightening 用化学或电化学抛光的方法,使金属表面光亮的过程 。 (2)光亮浸渍 bright dipping 金属在溶液中浸渍后,使金属表面光亮。 (3)抛光 polishing 减小金属表面粗糙度的过程。 (4)软轮磨光 buffing 金属表面通过旋转的软轮进行抛光。轮上所用的磨料为含有细小研磨粒的悬浊液、膏体或粘性油脂。 (5)电解光亮化 electrobrightening 用适当的电解处理方法使金属表面光亮化。 (6)电解抛光 electropolishing 铝在适当的电解液中作为阳极的抛光处理。 (7)电解浸蚀 electrolytic etching 铝在适当的溶液中用电解法所进行的浸蚀。 (8)化学光亮化 chemical brightening 铝浸入溶液中使其表面光亮化的处理。 (9)化学抛光 chemical polishing 铝浸入化学溶液中的抛光处理。 (10)脱脂 degreasing 用机械、化学或电解方法除去表面的油脂。 (11)酸洗 pickling 通过化学作用(一般在酸里),除去表面的氧化物或其他化合物。 (12)清洗 cleaning 用弱酸、弱碱溶液、溶剂及其蒸气,清除表面油脂和污垢的处理方法。这种处理可以采用化学或电解法。 (13)除灰 desmutting 除去附着在铝表面上的灰状物(例如:铝在碱洗之后再浸入硝酸溶液中的处理俗称出光)。 (14)去氧化物处理 deoxidizing 除去表面的氧化物。 (15)浸蚀 etching,etch 金属材料的表面在酸性或碱性溶液中,由于表面全部 或局部溶解使其粗糙化。酸浸蚀过程可以在通电或不通电的条件下进行。这种方法也可用于电解电容器铝箔、印刷电路板和装饰性结构等特殊生产工艺。 (16)刷光 brushing 表面进行机械清理的一种方法,通常用旋转的刷子。 (17)磨光 grinding 采用附着在刚性或柔性物体上的磨料去除表层物质的过程。 (18)带式磨光 belt grinding,belt polishing 一种机械处理铝件的方法,铝件与 粘有磨料的环行条带摩擦接触。 (19)滚筒磨光 tumbling 为改善金属表面的光洁度,在滚筒中(有无磨料或弹 丸均可)批量处理铝件的过程。 (20)喷磨 abrasive blasting 用空气流将刚玉或玻璃砂射向物体表面的处理方 法。也可采用悬浮在水或其他液体中的细小磨料进行喷磨(湿喷或蒸喷)。 (21)喷丸 shot blasting 向金属表面喷射硬而小的球状物(如金属丸)的处理 方法。 (22)喷玻璃丸处理 glass bead blasting 将细小的球状玻璃丸喷射在金属表面, 使其表面得到清洁或硬化的处理方法。 (23)喷砂 sand blasting 用砂或氧化铝进行喷磨。 (24)湿喷 wet blasting liquid honing 将含有磨料的水浆以高速向工件喷射, 对其表面进行清洗或精加工。 (25)活化 activation 表面由钝态向活化态的转变。 (26)再活化 reactivation(of an anodic oxide coating)阳极氧化膜经酸处理后, 吸附染料能力增加的现象。 (27)脱膜 stripping 用适当的化学溶液除去金属表面的阳极氧化膜。 3、 阳极氧化与化学氧化 (1)阳极氧化 anodizing,anodic oxidation 电解氧化过程。在该过程中的铝或铝合金的表面通常转化成一层氧化膜,该膜具有防护性、装饰性及一些其他功能特性。 (2)阳极 anode 1)在电解过程中,使负离子放电,生成正离子或发生其他 氧化反应的电极。2)能够起到上述作用的物体。 (3)阴极 cathode 1)在电解过程中,使正离子放电,生成负离子或发生其他还 原反应的电极。2)能够起到上述作用的物体。 (4)辅助电极 auxiliary electrode 在电解过程中,为了使电流均匀分布所采用的附加阳极或阴极。 (5)电流密度 current density 通过物体单位表面积的电流强度。一般用安培每平方米或每平方分米(A/m2,A/dm2)。 (6)临界电流密度 critical current density 电解时特定的电流密度值,高于或低 于该值时会发生不同的有时是不希望发生的反应。 (7)电流效率 current efficiency 阳极氧化过程中形成氧化膜所消耗的有效电流 与法拉弟定律计算所得的理论电流的比值。通常用百分数表示。 (8)阳极效率 anode efficiency 1)一般是指在某一特定阳极过程中的电流效率。2)阳极氧化过程中,用于生成氧化膜的电量和所用总电量的比值。 (9)交流阳极氧化 AC anodizing 用交流电进行的阳极氧化。 (10)直流阳极氧化 DC anodizing 用直流电进行的阳极氧化。 (11)硫酸阳极氧化 sulfur acid anodizing 用硫酸电解液进行的阳极氧化。 (12)铬酸阳极氧化 chromic acid anodizing 用铬酸电解液进行的阳极氧化。主 要用于航空方面。 (13)光亮阳极氧化 bright anodizing 以表面光亮度为主要要求的阳极氧化。 (14)硬质阳极氧化 hard anodizing 生成硬质氧化膜的阳极氧化方法。该膜具有较好的耐磨性能。 (15)自着色阳极氧化 self-colour anodizing 用适当的电解液(常以有机酸为基 )使铝在阳极氧化过程中就生成带色的氧化膜。 (16)带材阳极氧化 strip anodizing,coil anodizing 长带材依次通过各工序进行 连续的阳极氧化(着色)。 (17)筐篮与桶式阳极氧化 basket or barrel anodizing 小零件(如铆钉)在带孔 的筐篮或桶中阳极氧化。铝制品小件压入筐篮或桶中作为阳极,酸性电解液在零件间循环。 (18)恒电压阳极氧化 constant voltage anodizing 在恒定电压下进行阳极氧化。 (19)本高-斯托特工艺 Bengough-Stuart process 工业上最早应用的铬酸电解液阳极氧化的工艺。 (20)阻挡层阳极氧化 barrier layer anodizing 在铝上生成薄而致密无孔的氧化 膜的阳极氧化。这种方法通常用于制造电解电容器。 (21)阻挡层 barrier layer 一层紧靠着金属表面的薄而无孔的铝氧化物层(0.01 -0.07um)。它区别于具有多孔结构的氧化膜主体部分。 (22)阳极氧化膜 anodic oxide coating 在阳极氧化过程中,于铝及铝合金表面上生成的保护氧化膜。 (23)阳极氧化膜结构 structure of anodic oxide coating 阳极氧化膜通常由带有中心小孔的六方结构组成,一层薄阻挡层介于铝表面和作为主体的多孔型氧化层之间。 (24)氧化物单元 oxide cell 非晶态多孔型氧化膜的最小结构单位。它的心中有一小孔,直通铝表面的阻挡层,孔壁为较致密氧化物。 (25)孔 pore 指氧化物单元中心的小孔,它是由于电流局部流动形成的(26)电解 electrolysis 电流流经电解液的电极上产生电化学反应的过程。 (27)电解液 electrolyte 由离子传输电流的导电性液体介质。 (28)周期换向电解 periodic reverse electrolysing 电流 呈周期性换向的电 解方法。 (29)迭加交流电 superimposed AC 在电解过程将交流电迭回直流电上的电流形式。 (30)分流电极 thief,robber 放在特定的位置上的辅助电极,它能将工件上某些部位的电流部分转移,以避免局部电流密度过高。 (31)分布能力 throwing power 在电解过程中,电流在不规则电极表面上均匀分布的能力。 (32)槽电压 tank voltage,bath voltage 电解槽中阳极与阴极之间的电压。 (33)化学转化膜 chemical conversion coating 铝浸在碱性或酸性的氧化性溶液中,通过化学反应使其表面生成一层膜(大部分是氧化膜)。此膜常用于铝的涂漆底层。 (34)化学氧化 chemical oxidation 在化学氧化剂的作用下,使金属表面生成一层氧化膜。 (35)汇流排(母线) bus bar 将电流导入阳极或阴极(例如在阳极氧化槽中)的刚性金属导体。 (36)挂架 jig rack(U.S)化学或电化学处理时悬挂和运载工件的装置。阳极氧化时,它可用铝或钛制成。 (37)助滤剂 filter aid 惰性、不溶的疏松材料。在过滤中起辅助作用,以防止主过滤器上滤渣堆积过多。 (38)空气搅拌 air agitation 使空气穿过溶液,起到搅动与混合的作用4、 着色与封孔(1)着色 colouring 通常指待着色的物体进行的上色处理。例如,未经封孔的阳极氧化膜浸在适当的着色剂中所进行的处理。 (2)着色剂 colourant 用于对氧化膜进行上色的材料或物质。常用的有染料(有机或无机)、颜料和金属盐。 (3)颜料 pigment 几乎不溶的有颜色的粉状物质。 (4)染料 dyestuff 能将其本身颜色染到其他材料(如阳极氧化膜)上去的带色化合物,通常是可溶或不溶的有机化合物(着色物质)。 (5)颜色 colour 由入射光谱的组成、物件对光的反射或透射以及观察者的光感所决定的物体外观特性。 (6)电解着色 electrolytic colouring 阳极氧化膜的多孔型结构中由于电沉积金属或金属氧化物而着色。 (7)褪色 fading 原有颜色强度减弱。 (8)失色 bleeding 由于染色的阳极氧化膜中染料的溶解而使颜色减褪。例如在封孔过程中染料(颜料)的溶解。 (9)阳极氧化膜封孔 sealing of anodic oxide coating 阳极氧化后的氧化膜经吸附作用、化学反应或其他机制所进行的处理,以增加氧化膜的耐污、耐蚀性能、改善氧化膜颜色的耐久性和达到所要求的其他性能。 (10)蒸汽封孔 steam sealing 阳极氧化膜用饱和的或不饱和的蒸汽进行的封闭处理。 (11)镍盐封孔 nickel sealing 用镍盐封闭氧化膜的方法。主要用乙酸镍。 (12)铬酸盐(重铬酸盐)封孔 chromate sealing,dichromate sealing 在含有重铬酸盐的[(常用的重铬酸钾或重铬酸钠)5%(m/m)]溶液中所进行的封孔过程,一般是为了增加防蚀能力。 (13)勃母石(一水氧化铝)boehmite 阳极氧化膜在温度高于80℃的水或蒸汽中封孔时,由于膜的水合作用所生成的一水铝氧化物。 (14)拜尔休(三水氧化铝)bayerite 阳极氧化膜在温度过低(低于80℃)的水或蒸汽中封闭时,由于膜的水合作用所生成的一种三水合铝氧化物(15)去离子 deionization demineralizing 用离子交换的方法除去溶液中的离子。 5、 检验 (1)耐磨性 abrasion resistance 表面的耐磨损能力。 (2)弯曲实验 bend test 确定阳极氧化膜不产生肉眼可见的裂纹的最小弯曲半径的试验方法(与板片厚度有关)。 (3)击穿电压 breakdown voltage 在规定条件下,氧化膜表面上的探头与铝基体之间产生火花前达到的最大电压。 (4)卡斯试验 CASS test 用乙酸、氯化铜、氯化钠溶液喷雾的加速磨蚀试验方法。卡斯(CASS)是英语“含铜乙盐喷雾试验”的缩写字。 (5)克氏试验 Kesternish test 在含有二氧化硫的高温潮湿气氛中进行的加速腐蚀试验方法。 (6)法克特试验 FACT test 即福特阳极氧化铝腐蚀实验。该试验是在确定的电解池中,在氧化膜上施加直流电所进行的腐蚀试验。 (7)盐雾试验 salt spray test,NSS test 在5%(m/m)氯化钠盐雾介质中加速腐蚀的试验方法。 (8)耐侯性 weather resistance 阳极氧化膜承受长期大气暴露的能力。 (9)耐光性 light fastness 着色表面在长期光照下的耐光能力(不含大气的影响)。 (10)蓝卡 blue scale 测定染料耐光性的国际标准卡。此卡由八种蓝色程度不同的毛织品组成,每种表示不同的耐光性。 (11)灰卡 grey scale 在表面上染有不同强度灰色的国际标准卡,一般用于估计颜色的变化。 (12)允许色差 colour tolerance,colour limits 在规定的照明与观察条件,与已知标准颜色相对比时所允许的偏差。 (13)涡流 eddy current 一种高频感应电流形式。用于测量非磁性基体金属上非导电性膜的厚度(例如铝阳极氧化膜)。 (14)氧化膜质量 coating mass 单位表面积上阳极氧化膜的质量(cm2) (15)导纳试验 admittance test 用交流电路测定氧化膜的表观导纳值。导纳值是阻抗值的倒数。 (16)阻抗试验 impedance test 用交流电路测定氧化膜的表观阻抗。阻抗值为导奈值的倒数。 (17)损耗系数 loss factor,dissipation factor 阻抗中电阻分量与电容分量之比。 (18)绝缘强度 dielectric strength 氧化膜在电击穿前所承受的最大电场强度。单位为千伏每毫米(kv/mm)。 (19)染斑试验 dye spot test,dye aborption test,dye stain test 在规定的条件下,检查阳极氧化膜吸收染料能力的试验。主要用于评价封孔质量。 (20)反射率 reflectance 反射光与入射光之比。 (21)光亮度 brightness 物体表面对光的反射能力(非精确的术语)。 6、 缺陷及其他 (1)陈化 ageing 由于封孔过程的缓慢持续进行而导致氧化膜的结构变异。变化程度取决于大气暴露时间。 (2)烧损 burning1)在阳极氧化过程中,由于氧化膜受到严重的电击穿,使基体铝局部损坏。2)在阳极氧化过程中,阳极氧化膜因局部过热而呈松软的粉状表面。 (3)粉化 chalking,powdering 阳极氧化后的表面暴露在大气中形成一层白色粉状物,通常由于阳极氧化膜的质量低劣所至。 (4)剥落 spalling,chipping 阳极氧化膜的碎裂和附着力下降的现象。 (5)应力破裂 stress cracking,stress crazing 由于机械加工变形或热影响所产生的内应变,使阳极氧化膜的微裂纹扩展。 (6)后斑效应 spotting out 在成品表面上斑点延迟出现的现象。 (7)风化霜斑 weathering bloom 阳极氧化膜暴露在大气中,特别是暴露在工业大气条件下,由于无规律不光照和化学的作用使表面产生一层白色霜斑。这种霜斑难以用常规清洗方法除掉。 (8)封孔灰 sealing smut(deposit)阳极氧化铝的表面经封孔后产生的一层松软的浮灰层。这层浮灰易于擦掉,出现清洁的表面。 (9)絮凝 floculate 聚合成较大的能发生沉淀或有助于沉淀的凝聚物的现象。 (10)橙皮 orange peel 类似于橙皮的表面外观。 (11)脱色 bleaching 用化学处理方法(如硝酸)破坏阳极氧化膜中的染料(或着色化合物)。 (12)精磨 lapping 机械处理(硬质阳极氧化)膜表面的方法。主要是为了满足尺寸公差和改善表面质量。 (13)尺寸增生 build-up 经阳极氧化后,由于铝转化为铝氧化物,体积发生变化,导致尺寸增加。增加量为氧化膜厚度的三分之一。
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