表面处理知识讲座

表面处理知识讲座第一页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——表面处理知识简介1、金属表面处理知识简介1.1定义——在金属固体材料表面，采用物理方法、化学方法、电化学方法、高真空方法等对金属面进行涂装、处理、改性、，形成具有特殊功能的表面层或某种功能的覆盖层，从而获得所需的特定性能的工艺技术。1.2、表面处理技术分类分类定义举例电化学法利用电极反应，在工件表面形成镀层。电镀、阳极氧化化学法利用化学物质的相互作用，在工件表面形成镀层。化学镀，化学转化膜热加工法在高温度条件下，令材料熔融或扩散，在工件表面形成镀层。热浸镀、化学热处理（渗氮等）真空法高真空状态条件下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程PVD、CVD等2第二页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——表面处理知识简介1.3、表面处理技术的应用涂（镀层特性）简要说明用途举例处理方法防护性能耐水、盐、化工介质（酸、碱）及硫、氧等气体腐蚀大气及清水、海水中钢结构、制品、化工设备大部分表面处理方法装饰性能不同光亮度、色彩、花纹、等要求各种室内装饰品，电器、汽车外壳等涂装、电镀、热烫印耐磨损功能工件表面涂覆耐磨涂（镀）层各种轴类、模具等热喷涂、电镀、真空法、特殊性能耐热耐高温氧化、高温涂层性能不变发动机零件、热处理炉、高炉风口等热喷涂、电镀、真空法、电磁特性磁性介质静态特性及磁盘（带）等磁性存储器动态特性磁盘、磁带、存储器磁性电镀、化学镀、真空镀等阻燃性阻燃涂料及电镀室内四壁阻燃处理涂装、电镀光学特性防反射光、光选择吸收性、光反射性汽车、照相机零件、太阳能吸收面、反射镜涂装、电镀、化学热处理、真空镀等3第三页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——表面处理知识简介1.4、金属涂（镀）层的基本特性1.4.1、结合强度1.4.2、孔隙率及密度1.4.3、耐蚀性1.4.4、硬度1.4.5、电阻率4第四页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2、电镀基本原理及其应用2.1、电镀基本原理2.1.1、电镀基本原理示意图

5第五页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2.1.2电镀阴阳极的基本反应（以镀镍为例）

A、阴极反应

Ni2++2eNi(主反应)2H++2eH2(副反应)B、阳极反应

Ni-2eNi2+(主反应)4OH--4e2H2O+O2(副反应)

6第六页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2.2、电镀层质量的基本要求2.2.1、与基体结合力牢固，附着力好2.2.2、镀层完善，结晶细致紧密，孔隙率小2.2.3、具有良好的物理、化学及力学性能2.2.4、具有符合标准的镀层厚度，而且均匀2.3、电镀一般工艺流程2.3.1、前处理电镀后处理2.3.2、前处理包括有：机械抛光、喷砂、除油、除锈、活化、预处理2.3.3、不同的材料采用不同的前处理方法2.3.4、后处理包括钝化、喷透明漆

7第七页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2.4、电镀锌及其应用2.4.1、锌的性质及其用途1）银白色金属，两性金属（同酸碱都反应）2）锌的标准电极电位：-0.76V,比钢铁负，属阳极性镀层，对钢铁金属有保护作用钝化处理后可得到不同色彩的钝化膜：白色、黑色、彩虹色等2.4.2、电镀锌的基本工艺1）氰化物镀锌2）锌酸盐镀锌3）氯化物镀锌8第八页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2.4.3、镀锌层厚度的设计（ASTMB633—98）2.4.3、镀锌的后处理除氢处理

a零件在酸性溶液和阴极电解除油的过程中都有可能在基体晶格中渗氢,造成晶格扭歪,导致内应力大,产生氢脆.b除氢条件T190~220⁰CTime1~24

Hoursc零件要求抗拉强度愈大，要求的除氢时间愈长serviceconditionsThickness(um)Fe/Zn25SC4(Verysevere)25Fe/Zn12SC3(severe)12Fe/Zn8SC2(moderate)8Fe/Zn5SC1(mild)59第九页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用2）钝化处理

a把镀锌层放在以铬酸酐为主的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层化学稳定性较高的、组织致密的铬酸盐薄膜的工艺过程称为钝化。

b钝化的作用有：

使镀锌层表面进行化学抛光，形成亮丽的表面；钝化膜可呈现不同的颜色,白色钝化可得到浅蓝色的膜层,近似于铬镀层,可作为装饰性镀层,也可以钝化成军绿色和黑色等美丽的镀层.生成的钝化膜可提高镀锌层的抗腐蚀性能,如下表

镀层厚度um未钝化生铁锈时间h钝化后泛白点h生铁锈h53696132856961521396961922015296248251929628810第十页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用C不同钝化膜的抗腐蚀性能对照(耐中性盐雾试验)2.4.3、镀锌层的质量标准(ASTMB633-98)1)外观

a外观必须统一,无可见镀层缺陷,如:起泡/凹坑/粗糙/起瘤/烧伤/裂纹/漏镀

b水洗引起的轻微污渍,烘烤引起的轻微褪色是可以接受的

c挂具的接触位一般比较明显,也是不可避免的,不应拒收(因此采购者应先指定挂位)2)光泽除非特别注明,明亮的/半透明的/哑光都应该接受

3)耐腐蚀性

钝化膜颜色抗蚀性(h)白色72彩虹色144黑色192军绿色360TypeTestperiod,hTypeⅡWithcoloredchromateconversioncoating96TypeⅢWithcolorlesschromateconversioncoating1211第十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——电镀基本原理及其应用4)镀层厚度a重要表面可以定义为直接或反射的可见表面,该表面的镀层厚度对外观或使用有根本的影响,或者可能成为产品腐蚀的源头.该区域的厚度应该达到图纸标明的最小厚度要求.

b非重要表面有些表面如螺纹/孔/深槽/角度底部等沉积厚度不易控制,通常应免除最小的厚度要求5)结合力.2.5镀硬铬2.5.1硬铬的性质硬度高,耐磨性能好2.5.2硬铬的用途提高制品的耐磨性,延长制品的使用寿命,广泛应用于工模/量具/切削刀具等易磨损件2.5.3质量要求1)外观光泽均匀/结晶细致/不粗糙/比起皮/不鼓泡/不漏底/不发暗/不烧焦2)结合力3)厚度要求为5-80um

12第十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3、不锈钢表面处理技术3.1常用不锈钢介绍3.1.1常用不绣钢牌号对照表GB/TASTMJIS1Cr18Mn8Ni5NS20200(202)SUS2021Cr17Ni7SUS3011Cr18Ni9S30200(302)SUS3020Cr18Ni9S30400(304)SUS3041Cr18Ni12S30500(305)SUS3050Cr25Ni20S31008(310S)SUS310S0Cr17Ni12Mo2S31600(316)SUS3161Cr18Ni9TiS32100(321)SUS3219Cr18MoS44004(440C)SUS440C13第十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.1.2常用不锈钢化学成分表(GB/1220-1992)牌号化学成分%C≦Si≦Mn≦P≦S≦NiCrMo1Cr18Ni9(SUS302)0.151.002.000.0350.0308.00-10.0017.00-19.000Cr18Ni9(SUS304)0.071.002.000.0350.0308.00-10.0017.00-19.001Cr18Ni9Ti(SUS321)0.121.002.000.0350.308.00-11.0017.00-19.000Cr17Ni12Mo2(SUS316)0.081.002.000.0350.3010.00-14.0016.00-18.502.00-3.0014第十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.2不锈钢表面处理前的预处理3.2.1不锈钢的预处理步骤表面机械整平除油除锈3.2.2不锈钢的预处理方法:1)机械法——磨光机，抛光机，研磨机等

2）化学法——化学除油、化学酸洗等

3）电化学法——电化学除油、电化学活化等

4）离心滚光——适用于小零件去除氧化皮的作用

5）喷砂——大面积处理，有去污和去氧化皮的作用3.3不锈钢抛光3.3.1不锈钢抛光的目的

1）去除氧化皮——铸造、模锻压、热处理等加工

2）去除批锋

3）整平微观表面——提高光洁度、光亮度和使用寿命等3.3.2不锈钢抛光的工艺过程表面预处理——机械抛光——

化学抛光电化学抛光——钝化15第十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.3.3不锈钢机械抛光与电抛光对工件表面的影响

3.3.4不锈钢电抛光的主要成分及作用

1)磷酸(H3PO4)——主要成分

1)硫酸(H2SO4)——活化剂

3)丙三醇(C3H8O3)——缓蚀作用

4)铬酐(CrO3——钝化作用 机械抛光电化学抛光抛光原理用机械外力磨削材料的批锋及突凸处,从而达到宏观整平的效果.不锈钢电抛光材料作为阳极,金属表面微观突凸处优先溶解,从而达到微观整平的效果表面硬度随着抛光时间的延长,表面硬度基本无变化,其硬度大于电抛光的硬度随着抛光时间的延长,由于表面冷作层的溶解,表面硬度明显下降,15MINS趣于稳定耐腐蚀性耐腐蚀性明显低原因:1)表面冷作变形层腐蚀速度较高.2)磨料微粒嵌入变形层中,加大了腐蚀速度耐腐蚀性明显提高原因:1)表面冷作层溶解,表面活性降低,2)表面形成一连续的钝化膜形成,显著提高其耐腐蚀性16第十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.4不锈钢的钝化3.4.1不锈钢钝化的意义

1)不锈钢并不是真正意义上的不锈

2)凡不锈钢经过预处理(酸洗去黑皮\抛光等)后,如不要求电镀或其他涂层的处理,则必须进行钝化处理3.4.2不锈钢钝化的作用

1)提高不锈钢在环境介质中的热力学稳定性——钝化后的不锈钢的电位变正，与贵金属相近，化学性质稳定；

2)预防不锈钢的局部腐蚀——经过钝化处理后不锈钢临界点的电位边正，可以防止产生点腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、和疲劳腐蚀等；

3）钝化可以赋予不锈钢表面足够的清洁度—a清除不锈钢表面的金属污染物质；

b清除不锈钢内嵌入的金属杂质，如：铜、锌、镉、铅、游离铁以及低熔点金属

c使表面的铬、镍富集而稳定；4）消除不锈钢表面热加工氧化物。17第十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.4.3不锈钢的可钝化性3.4.3.1不锈钢钝化的效果与材料及工艺有很大的关系3.4.3.2不锈钢所含元素对钝化的效果的影响——1）铬、镍属于钝化性强的金属元素，铁次之；因此铬、镍的含量愈高，钝化性愈好，同时钝化膜的稳定性愈高。

2）锰、碳、硅等元素对钝化不利，硫、硒更差3.4.3.3不锈钢金相结构对钝化的影响

1）奧氏体、铁素体型不锈钢具有较均匀的组织，可钝化性好；

2）马氏体型不锈钢经过热处理强化，其金相组织是多向组织，不利于钝化工艺的进行，因而马氏体不锈钢的可钝化性不强，其耐腐蚀性较低。3.4.3..4不锈钢的加工状态对钝化的影响

1）机械加工——切削、抛光、磨光后的光洁表面加工状态的钝化性最好；

2）铸造、喷砂、锻造所得的工件表面粗糙状态，钝化性最差。3.4.3.5经过滲氮、渗碳、铜焊、铅焊的不锈钢零件不能钝化，因为钝化处理后会损坏上道工序的质量。18第十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.4.4不锈钢可钝化工艺分类3.4.4.1化学钝化硝酸型钝化硝酸-重铬酸型钝化硝酸型硝酸-氢氟酸型钝化硝酸-盐酸型钝化化学法钝化铬酸或铬酸盐型钝化硫酸型钝化其他型双氧水型钝化碱液型钝化3.4.4.2电化学钝化

1)直流电型钝化

2)载波直流电型钝化3.4.4.3干法钝化

1)室温法钝化

2)热处理法钝化19第十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.4.5不锈钢钝化的质量控制3.4.5.1不锈钢钝化工艺过程的质量控制

1)前处理

2)时间的影响——钝化液的浓度愈高，钝化时间愈短，但钝化的时间长，有利于钝化膜的生成

3）温度的影响——钝化液的浓度高，用低温；钝化液的浓度低，用高温（600C）3.4.5.2不锈钢表面钝化膜的影响因素

1)氯离子——氯离子对不锈钢的危害性极大，因此在整个工艺过程中应严格控制氯离子的含量；钝化后也要保证零件表面不要沾有氯离子

2）表面清洁度

a表面粗糙度愈低,表面语光滑,异物愈难沾附,局部腐蚀的几率愈低,因此不锈钢应尽可能采用精加工表面b如果残留化学溶液在工件的表面会促进阴极反应,是膜层破裂,从而使锈钢或化,耐腐蚀能力急剧下降,因此镀后的清洗应严格和仔细。

20第二十页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术

3)使用介质——不绣钢钝化膜处于热力学上受抑制的亚稳定结构，其保护性能与环境介质有关。因此在使用过程中要定期清洗，除去上面沾附的有害物质。

a避免接触氯离子b食品——每次接触后要及时清洗c乳制品——乳制品中含有氯离子，要定期清洗，使不绣钢钝化膜修复。3.4.5.3不锈钢钝化膜的质量标准

21第二十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术试验名称试验方法说明文献标准外观

目视法1）表面应无锈点/斑点/或发毛/过腐蚀，应为略带黄色的灰色，热处理后的零件表面应是无光的浅灰色至深灰色；2）允许缺陷：由于材料不同，同一零件上有不同的色泽；轻微的水流痕；在焊接热影响区有氧化色彩，处理后暴露出加工的缺陷QQ-P-35B水浸渍浸入水中表面无锈蚀MIL-STD-753高湿试验在1000F，95%~100%潮湿箱中试验24H表面无锈蚀，外观不降低QQ-P-35B盐雾试验5%盐雾试验,不少于24h表面无锈蚀ASTM-B17表面接触铜试验用硫酸铜检验表面经弱酸处理,无接触铜生成MIL-STD-753三氯化铁腐蚀试验FeCl36%,(35±1)0C时间24h试验结果为腐蚀率GB4334.7-87钝化膜完整性试验见HB-5292-84零件表面有无沉积铜HB-5292-84沸水试验不锈钢在沸水中煮沸出现锈蚀点的时间愈长愈好22第二十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.5不锈钢着黑色3.5.1不锈钢着黑色方法及特点3.5.2不锈钢着黑色对零件的要求

1)铬不锈钢:如1Cr13、1Cr17、2Cr13、3Cr13、4Cr13等2）铬镍不锈钢如1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9等3）铬镍钼不锈钢如Cr18Ni12Mo2Ti等4）其他含铬量较高的不锈钢，5）不适用于无铬只含镍的不锈钢(如Ni18，Ni45)及无镍而铬含量低于13%的不锈钢。方法特点化学着黑色法酸性着黑色法1.膜层色泽均匀,薄而牢固,富有弹性,结合力好2.膜层多孔,耐磨性较差,需固化处理才能提高耐磨性.碱性着黑色法着色时间较长,但耐磨性较好,无需固化处理.电解着黑色法膜层厚而黑,膜层耐晒性较差,易自动爆裂化学热处理法需采用专用设备,属于热处理范畴.23第二十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——不锈钢表面处理技术3.5.2零件加工状态对不锈钢着黑色的影响3.5.3不锈钢着黑色膜层的物理及化学性能

表面加工状态处理后表面颜色表面光亮度光亮度不好,达不到黑色车、铣加工蓝色、深蓝色、紫蓝色、磨床加工深蓝色或黑色320#金刚砂喷砂、研磨、电化学抛光、化学抛光均匀纯黑色反射率反射率低,经320#金刚砂喷砂后更低结合力结合力较好,但可以用刀片划掉抗腐蚀性耐候性1、发黑零件置于有盐酸电镀车间,数年后无腐蚀斑点出现2、非黑零件置于有盐酸电镀车间,数年后无腐蚀斑点出现抗盐酸10%盐酸，250C，浸5MINS，黑膜无变化24第二十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4、无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.1无电沉Ni-P合金的特点及用途4.1.1特点——设计者的镀层.设计者可以根据零件需要的性质，在Ni-P合金镀层中找到合适的对象1）硬度高2）耐磨性好3）天然润滑性4）镀层厚度与零件的形状无关，镀层均匀性好5）优良的耐腐蚀性6）随磷含量变化可改变的磁性7）可焊接性8）可抛光性25第二十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.1.2无电沉Ni-P合金的用途4.2无电沉Ni-P合金溶液的组成机械零件硬度,耐磨性,耐腐蚀性,耐变色性,内应力小电子元件导电性,可焊接性,扩散阻挡层计算机硬盘无磁性,无缺陷,可抛光光学反射镜内应力为零成份作用举例镍离子金属镍的来源硫酸镍,氯化镍还原剂还原金属离子次亚磷酸钠络合剂降低游离镍离子的浓度,防止亚磷酸镍的沉淀单羧酸,羟基羧酸,氨水加速剂活化亚磷酸根离子,提高沉积速度羧酸阴离子稳定剂稳定溶液,防止镀液分解铅,锡,砷,钼,镉等缓冲剂控制pH值在一定范围EDTA等湿润剂提高镀件表面的浸润性表面活性剂pH调整剂连续调整pH值氨水,盐酸等26第二十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.3无电沉Ni-P合金层的性能无电沉Ni-P合金层低磷中磷高磷磷含量%(质量)1~44~(7)~1111~15孔隙率高中低密度高中低内应力压应力拉应力压应力硬度HV镀态高中低低温热处理(<2500C)高中低高温热处理(>6000C)低中高电阻率低中高磁性有磁性弱磁性无磁性耐腐蚀性碱性高中低酸性低中高中性盐雾低中高钎焊性好中差延伸率高低高27第二十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.3.1无电沉Ni-P合金镀层厚度的均匀性●面面俱到,无微不至.●不管形状如何复杂,只要被活化的表面及有溶液流通的地方,镀层厚度是均匀的4.3.2无电沉Ni-P合金镀层的孔隙率

1)决定镀层耐腐蚀性的重要参数,孔隙率愈低,耐腐蚀性能力愈好

2)厚度愈厚,孔隙率愈小,>30um孔隙率几乎为零

3)镀件表面愈光洁,孔隙率愈小4.3.3无电沉Ni-P合金镀层硬度镀态400~600HV

热处理后可达1000HV以上

ABDEC位置ABCDE镀层厚度(um)8.58.09.08.758.7528第二十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.3.4无电沉Ni-P合金镀层的耐磨性4.3.4无电沉Ni-P合金镀层的腐蚀性随磷含量的增加而增加,耐中性盐雾试验可达1500小时以上4.4无电沉Ni-P合金镀层的质量规范4.4.1外观镀态下的主要表面可以是光亮,半光亮和无光泽的;用肉眼检查时,表面应均匀,无麻点/裂纹/起泡/镀层剥落/或结瘤等缺陷(除非这些缺陷是可以接受的)4.4.2表面粗糙度4.4.3厚度厚度选择如下29第二十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用

对耐磨要求选择厚度如下服务条件分类最小厚度的服务条件最小厚度(um)SCO满足性能要求即可0.1SC1轻度腐蚀环境5SC2缓和腐蚀环境13SC3中等腐蚀环境25SC4严酷腐蚀环境75耐磨要求最小厚度要求(um)低耐磨性5~10中等耐磨性10~25高度耐磨性25~50很高耐磨性>2530第三十页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.4.4硬度4.4.5结合强度4.4.6孔隙率4.4.7镀层对基体的腐蚀防护性能4.4.8镀层的耐腐蚀性能4.4.9耐磨性能4.4.10钎焊性能4.4.11化学成分%质量项目测试时间SS/hASS/h缓和的腐蚀环境12中等的腐蚀环境19296强烈的腐蚀环境480240非常严酷的腐蚀环境96048031第三十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.4.12镀后热处理消除氢脆提高硬度提高结合力最大抗拉强度Rmmax(Mpa)温度0C时间/h镀后允许最大延迟时间/h

Rmmax≤1050无要求1050<Rmmax≤1450190~220881450<Rmmax≤1800190~2201841800<Rmmax190~220240元素最小最大典型镍859888~95磷2155~12{Al,As,B,Bi,C,Cd,Co,Cr,Cu,Fe,H,Mn,Mo,N,Nb,Pb,S,Sb,Se,Si,Sn,V,Zn}020.0532第三十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用4.5无电沉Ni-P合金的应用4.5.1镁合金的无电沉Ni-P合金镀层航空航天,汽车工业,电子(手机)4.5.2铝合金的无电沉Ni-P合金镀层计算机硬盘,反射镜,汽车工业4.5.3钢铁件的无电沉Ni-P合金镀层汽车工业,化学工业压力容器等4.6采购方应向供方提供的资料4.6.1必要资料:1)采用标准的编号;2)镀层厚度的要求,um;3)主要表面，应以适当的标记标明，任何不用镀覆Ni-P合金合金层的区域也应该标明4）所采用的抽样方案33第三十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——无电沉Ni-P合金的基本原理及其应用5）所使用镀层结合强度的测试方法6）基体金属的成分或详细说明，冶金状态44.6.2必要时还需提供以下资料1)镀前消除应力或镀后消除氢脆的要求2)预制压应力的处理要求3)预处理或限制处理的特殊要求4)热处理或限制热处理的要求5)镀层最大厚度大厚度的要求6)消磁处理的要求7)镀层最终表面粗糙度的要求8)镀层硬度大的试验和测试方法9)镀层允许存在的表面缺陷的种类,尺寸,范围和位置10)镀层化学成分的特殊要求11)耐腐蚀性要求12)孔隙率测试方法要求13)其他要求等34第三十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜5、铝及其合金的转化膜5.1铝及其合金材料简介5.1.1铝及其合金材料的编号规则纯铝的编号规则纯铝Al>99.00%

方法:1

A

××

表示纯铝表示原始纯铝表示含量如:1A97表示原始纯铝,含量99.97%铝合金编号规则铜为主要合金元素——2×××锰合金为主要合金元素——3×××

硅为主要合金元素——4×××镁合金为主要合金元素——5×××

镁硅为主要合金元素——6×××锌合金为主要合金元素——7×××

35第三十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜5.1.2常用铝及其合金材料的基本成分元素编号SiFeCuMnMgCrZnAl10800.150.150.030.020.020.03Al20240.500.503.8~4.90.3~0.91.2~1.80.100.25Al30030.60.70.05~0.201.0~1.50.10Al40434.0~6.00.60.300.150.200.1Al50520.250.400.100.102.2~2.80.15~0.350.10Al60610.4~0.80.70.15~0.400.150.8~1.20.04~0.350.25Al70750.40.51.2~2.00.32.1~2.90.18~0.285.1~6.136第三十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜5.1.3铝及其合金氧化膜的适用性合金牌号适用性保护性氧化膜染色氧化膜光亮氧化膜Al1080优秀优秀优秀Al2024中等中等差Al3003良好良好中等Al4043良好中等差Al5052很好很好良好Al6061很好很好中等Al7075很好很好中等37第三十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜5.1.4铝及其合金中其他元素对氧化膜的影响5.1.5铝及其合金的转化膜性能比较

合金成份对氧化膜性能的影响Al的纯度透明性添加的元素(Si,Cr,Mn,Mg)发色性及膜厚的不均匀性Al的纯度,添加的元素(Mg,Mg2Si)光泽性氧化膜种类厚度(um)特性大自然中形成的膜0.005~0.015非晶态,多孔,不均匀,不连续,不起防护作用化学转化膜0.3~4.0吸附力强,质软,耐磨及抗腐蚀性均低于阳极转化膜阳极氧化膜5~20(普通)40~250(硬质)硬度高,铝合金可达400~600HV,纯铝可达1200H以上耐腐蚀性性较好3)有较强的吸附力4)绝缘性能好5)绝热性能好,耐热15000C以上,纯铝只能耐6600C38第三十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜5.2铝及其合金的化学转化膜分类及性能比较5.3铝及其合金的硫酸阳极转化膜5.3.1阳极氧化膜分类铬酸盐氧化碱性氧化法磷酸盐——铬酸盐12123处理温度0C30¬3525~3080~10030~3515~35室温处理时间S20¬60180600~1200180~3600600~90015~60氧化膜厚度um0.5¬1.50.5~1.50.5~13~40.5~20.3~0.5氧化膜颜色彩虹色无色透明金黄无色~浅蓝无色~浅绿无色透明耐腐蚀性一般好好好好好备注导电性好,用于导电性好的铝制电气零件建材,汽车等零件船舶,饮料罐等化学导电氧化39第三十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜

Type(FromMIL-A-8625E)5.3.2普通硫酸阳极氧化(TypeⅡ)氧化膜特点

a)透明度高,容易染色,铝愈纯,透明度愈高,合金元素硅/铁/锰会使透明度下降;b)性能好,耐腐蚀性,耐磨性,硬度好

TypeDescriptionClassTypeⅠChromicacidanoddizingClass1-Non-dyedClass2-DyedTypeⅠBChromicacidanoddizing,lowvoltageprocess;22±2vTypeⅠCNon-chromicacidanoddizingTypeⅡSulfuricacidanodizingTypeⅡBThinSulfuricacidanodizingTypeⅢHardSulfuricAnodicCoating40第四十页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜c)易于染成各种颜色,装饰性好,d)根据用途不同,氧化膜厚度一般在4~30um之间5.3.3硬质硫酸阳极氧化(TypeⅢ)氧化膜特点

a)硬度高,铝合金上可达400~600HV,纯铝上可达1500HV;b)耐磨性好,比硬铬镀层要好的多

c)耐热性好,熔点为20500Cd)电绝缘性好,击穿电压为2000V以上e)耐腐蚀好,中性盐雾试验可达数千小时f)结合强度高,用一般方法难以去除氧化膜

2)硬质硫酸阳极氧化膜不适用于a)螺距小于1.5MM的螺纹工件;b)厚度小于0.8MM的工件;

c)硅含量超过8%或铜含量超过5%的合金或压铸件41第四十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜d)装配件(因为可能导致间隙腐蚀,或者导致非铝零件如钢,铜的阳极溶解)3)硬质硫酸阳极氧化膜质量要求外观

◈颜色应为灰色,暗灰色至黑色或黄褐色

◈

魔层应连续,均匀,完整

◈

允许有以下缺陷:

①由于零件材质不均匀和表面状态不同,在同一零件上有不同氧化颜色;②轻微的水印

③由于金属本身基体允许的缺陷所引起的膜层缺陷

④膜层有网纹

◈不允许有以下缺陷:

①局部无膜层(图纸与技术规定的除外);②金属过腐蚀;

③电烧伤,疏松,和易搽掉的膜层,以及零件边缘,夹具接触部位颜色变浅b)厚度按技术要求

42第四十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——铝及其合金的转化膜c)硬度,按设计技术要求,一般(应大于250HV)d)耐磨性e)耐腐蚀性中性盐雾试验不少于240小时43第四十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——表面处理种类对零件尺寸的影响6表面处理种类对零件尺寸的影响6.1表面处理种类对零件的基本影响序号种类镀层基本厚度(um)外形单边尺寸变化(um)可处理零件规格（mm)01无电沉镍-磷合金3~53~5900*800*5002铝阳极本色氧化9~14-1~41200*800*5003铝阳极黑色氧化20~307~121200*300*5004铝硬质阳极氧化12.5~203~51200*300*5005铝硬质阳极氧化黑20~305~81200*300*5006铝特殊硬质阳极氧化40~7020~30800*400*5007钢件发兰0.5~1-2~01500*200*20008不锈钢钝化0.3~0.60~0.5450*450*20009不锈钢黑色氧化0.5~1-0.25~1600*400*5010不锈钢电抛光0~0.3-10~-15500*500*5044第四十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期五☆☆☆☆☆JiechangMetalFinishing

金属表面处理知识讲座——表面处理种类对零件尺寸的影响6.2