沈陽(yáng)理工大學(xué),應(yīng)用化學(xué),電鍍工藝復(fù)習(xí)翻譯

1、一、鍍層應(yīng)具備的基本條件 ： 1）具有良好的結(jié)合力； 2）鍍層均勻、光滑、完整和致密,且具有一定的光亮度； 3）具有較低的孔隙率和較好的抗蝕性； 以上三個(gè)指標(biāo)對(duì)鍍層的基本要求。 4）功能性鍍層還應(yīng)具有一些特殊的功能，如硬度、耐蝕性、可焊性、潤(rùn)滑性、 磁性、導(dǎo)電性、記憶性、吸光性等。二、其它獲得金屬及其合金涂層的方法： 1） 熱浸鍍： 將被鍍金屬熔溶，再將工件浸入熔溶液中.如：水管件浸鍍鋅，線路板浸鍍錫等. 2） 物理鍍： 采用真空鍍、離子鍍等方法：如手表、首飾、工具等真空鍍TiN，鏡子的生產(chǎn)。 3） 化學(xué)鍍： 采用化學(xué)還原劑催化還原形成鍍層，其特點(diǎn)是鍍層均勻，致密性好， 控制含磷或硼的比例可得

2、到非晶態(tài)鍍層，如化學(xué)鍍鎳（堿性電池鐵殼內(nèi)表面）、化學(xué)鍍銅線路板孔金屬化等。三、表面處理的其它方法 1 電泳：可獲得彩色，防腐性能好； 2 氧化與磷化：鋼鐵的化學(xué)氧化生成氧化膜； 鋼鐵的磷化生成磷化膜； 鋁的電化學(xué)氧化生成氧化膜。四、電鍍層的分類 : 按電化學(xué)性質(zhì)分類1. 陽(yáng)極性鍍層 當(dāng)鍍層與基體金屬形成腐蝕電池時(shí)，鍍層因電位比基體金屬更負(fù)，首先受到腐蝕溶解，這時(shí)鍍層為陽(yáng)極性鍍層。 陽(yáng)極性鍍層不僅能對(duì)基體起到機(jī)械保護(hù)作用，還能起到電化學(xué)保護(hù)作用，如：鐵上鍍鋅： Zn2+/Zn=0.76V， Fe2+/Fe=0.44V 形成腐蝕電池時(shí)，Zn為陽(yáng)極，F(xiàn)e為陰極2. 陰極性鍍層 當(dāng)鍍層與基體金屬形成腐

3、蝕電池時(shí)，鍍層因電位比基體更正，基體金屬首先受到腐蝕溶解，這時(shí)鍍層為陰極性鍍層。 陰極性鍍層僅能對(duì)基體起到機(jī)械保護(hù)作用，不能起到電化學(xué)保護(hù)作用，如：鐵上鍍Sn： Sn2+/Sn=0.14V， Fe2+/Fe=0.44V 形成腐蝕電池時(shí)，Sn為陰極，F(xiàn)e為陽(yáng)極“特點(diǎn)”：陰極性鍍層對(duì)基體金屬起機(jī)械保護(hù)的作用，所以鍍層應(yīng)是足夠厚和孔隙率盡量小，并且完整無(wú)缺時(shí)，才對(duì)金屬起保護(hù)作用。5、 電鍍的基本原理1、法拉第第一定律 電流通過(guò)鍍液時(shí)，電解質(zhì)溶液發(fā)生電解反應(yīng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極金屬不斷溶解，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，不斷有金屬析出，金屬溶解或析出的量與通過(guò)的電荷量有關(guān)。2、法拉第第二定律在不同的電解液中，

4、通過(guò)相同的電荷量時(shí)，在電極上析出或溶解的物的物質(zhì)的量相等，并且析出或溶解1mol的任何物質(zhì)所需的電荷量都是9.65×104C。把這一常數(shù)稱為法拉第常數(shù)。即 F9.65×104C26.8A.h (1C=1A.s)六、金屬電結(jié)晶的基本概念通常把金屬離子或絡(luò)離子的放電并形成金屬晶體的過(guò)程稱為金屬電結(jié)晶。7、 鍍液的類型 1）單鹽鍍液：金屬離子在鍍液中以簡(jiǎn)單離子（水合離子）的形式存在的鍍液 2）絡(luò)合物鍍液：在鍍液中金屬離子與絡(luò)合劑形成絡(luò)合物并解離成絡(luò)離子，金屬離子存在于絡(luò)離子中，即稱為絡(luò)合物溶液。8、 電結(jié)晶歷程 鍍層金屬?gòu)碾x子態(tài)到晶體 1）離子液相傳質(zhì) 2）電化學(xué)反應(yīng)：前置轉(zhuǎn)換；

5、電荷轉(zhuǎn)移； 3）電結(jié)晶形成晶體。九、析氫對(duì)鍍層的影響 (1)使鍍層產(chǎn)生孔洞和麻點(diǎn)。 (2)使鍍層起泡。 (3)產(chǎn)生“氫脆”。 (4)使零件局部無(wú)鍍層或鍍層不正常。 (5)降低電流效率。十、電解液分散能力的基本概念 分散能力（或稱均鍍能力）: 就是電解液能使零件表面鍍層的厚度均勻分布的能力。 若鍍層在陰極表面分布的比較均勻，就認(rèn)為這種電解液具有良好的分散能力；在各種電解液中，氰化物電解液的分散能力比較好，普通酸性鍍銅和鍍鋅等簡(jiǎn)單鹽電解液的分散能力較差，鍍絡(luò)電解液的分散能力更差。 覆蓋能力（或稱深鍍能力）：在一定的電解條件下，電解液能使鍍層沉積金屬覆蓋整個(gè)表面的能力。由于電流密度的不均勻，在較低電

6、流密度區(qū)極化小，達(dá)不到金屬的析出電位，零件的深凹處沒(méi)有金屬鍍層覆蓋。一般分散能力好的鍍液，其覆蓋能力也較好。由公式：十一：影響電流和金屬在陰極表面分布的電化學(xué)因素包括兩個(gè)方面：極化度、電阻率 影響金屬在陰極上分布因素還有：1、電流效率；2、電力線分布 解決遠(yuǎn)近陰極影響的方法：1、形象陽(yáng)極；2、輔助陰極十二、電解液的分散能力和覆蓋能力 1、分散能力： 指金屬的宏觀分布*分散能力的測(cè)定：1、彎曲陰極法；2、遠(yuǎn)近陰極法；3、霍爾槽法 2、覆蓋能力：又稱深鍍能力 指金屬能否覆蓋全部受鍍表面通常影響覆蓋能力的因素：（1）析出電位：電位越正，有利于提高覆蓋能力（2）基體材料特性：依材料不同各異，通常金屬析

7、出過(guò)電位與氫析出過(guò)電位相反（3）基體材料表面狀態(tài)：光滑、潔凈有利于覆蓋 粗糙、油污不利于覆蓋*覆蓋能力的測(cè)定：1、直角陰極法；2、內(nèi)孔法；3、凹穴法十三、電解液的整平能力 1、電解液的整平能力：整平作用是指鍍液能使鍍層表面更加平滑的能力。這種表面有兩個(gè)基本特點(diǎn)：一是在微觀輪廓面上峰谷差異較小，電力線分布可以認(rèn)為是均勻的，所以，波峰處的電勢(shì)與波谷處的電勢(shì)近似相等；二是擴(kuò)散層厚度大于波谷深度，造成波峰和波谷處的擴(kuò)散層厚度不同。 2、整平能力的三種類型：幾何整平；不良整平（負(fù)整平）；真整平（正整平）十四、化學(xué)表面處理 1、除油：包括有機(jī)溶劑除油，化學(xué)除油及電化學(xué)除油，以及超聲波除油。 2、浸蝕：包括

8、強(qiáng)浸蝕、電化學(xué)浸蝕及弱浸蝕（活化）。 3、拋光：化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光 4、活化：化學(xué)活化、電化學(xué)活化十五、電化學(xué)侵蝕 1 陽(yáng)極侵蝕 硫酸或鹽酸，主要靠陽(yáng)極溶解 2 陰極侵蝕 硫酸，主要靠氫氣沖擊 3 弱侵蝕 通常為化學(xué)侵蝕，（510鹽酸或硫酸）十六、鍍鋅層對(duì)鋼鐵基體來(lái)說(shuō)(Fe2/Fe 0.44V)是典型的陽(yáng)極鍍層，它對(duì)基體金屬起電化學(xué)保護(hù)作用。十七、鍍鋅電解液按絡(luò)合劑類型：氰化物鍍鋅和無(wú)氰鍍鋅。 按酸堿性：堿性鍍鋅和弱酸性鍍鋅電鍍鋅概述 鋅是一種灰白色金屬，100-150塑性好，可壓延，密度：7.14 g/cm3；熔點(diǎn)：419 ; 原子量：65.38；電極電位為: 0.76 V，電化當(dāng)量：1.

9、22 g/(A·h) 鋅是典型的兩性金屬，易溶于酸，也溶于堿 Zn 2HCl ZnCl2 H2 Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 在鋅上，氫的析出過(guò)電位較高，因此，較純的鋅鋅溶解反應(yīng)不易發(fā)生。當(dāng)鋅中含有電位比較正的金屬雜質(zhì)時(shí)，電化學(xué)溶解進(jìn)行得很快?？衫娩\的這種特性，組成犧牲陽(yáng)極型鍍層，保護(hù)基體金屬免遭腐蝕。十八、無(wú)氰鍍鋅主要有： 酸性：氯化鉀型弱酸性電解液；氯化氨型弱酸性電解液；硫酸鹽、氟硼酸鹽電解液等堿性： 堿性鋅酸鹽電解液、焦磷酸鹽電解液、三乙醇氨、乙二胺四乙酸二鈉鹽電解液等。19、 光亮劑 1、主光亮劑：吸附在陰極表面，增大陰極極化，使鍍層結(jié)晶細(xì)致光亮。 2、載體光亮劑

10、：對(duì)主光亮劑起增溶作用，降低界面張力，增加潤(rùn)濕性，消除鍍層針孔。 3、輔助光亮劑：與主光亮劑配合使用，可增大陰極極化和極化度，提高低電流密度區(qū)的光亮度。提高電解液的分散能力，減少主光亮劑的用量。二十、鋅酸鹽鍍鋅 特點(diǎn)：鍍層結(jié)晶光亮細(xì)致，鈍化后耐蝕性好，但是陰極電流效率低，沉積速度慢，對(duì)雜質(zhì)敏感，使用時(shí)有堿霧逸出、無(wú)毒。 主要成分：氧化鋅、氫氧化鈉、三乙醇胺、EDTA、DPE-III、添加劑（DE、DE-81） *在DE型鋅酸鹽鍍鋅中，茴香醛和香豆素配合使用，可降低鋅鍍層的脆性。二十一、鍍錫層錫(Sn)是銀白色金屬，相對(duì)原子質(zhì)量118.7，密度7.3g/cm3，熔點(diǎn)232，維氏硬度HV 12，電

11、導(dǎo)率9.09MS/m， 25 時(shí)Sn2+Sn的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為0.138V。錫鍍層的化學(xué)穩(wěn)定性高，在大氣中耐氧化不易變色，與硫及硫化物幾乎不起作用，焊接性能好，對(duì)滲氮有屏蔽作用。幾乎不與硫酸、鹽酸、硝酸及一些有機(jī)酸的稀溶液反應(yīng)，即使在濃鹽酸和濃硫酸中也需加熱才能緩慢反應(yīng)。25 時(shí)Sn2+Sn的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為0.138V,在電化序中比鐵正，故錫鍍層對(duì)鋼鐵來(lái)說(shuō)通常是陰極性鍍層。但在密封條件下，在某些有機(jī)酸介質(zhì)中，錫的電勢(shì)比鐵負(fù)，成為陽(yáng)極性鍍層，具有電化學(xué)保護(hù)作用。二十二、鍍錫溶液有堿性及酸性兩種類型。 堿性鍍液成分簡(jiǎn)單并有自除油能力、鍍液分散能力好、鍍層結(jié)晶細(xì)致、孔隙少、易釬焊，但是需要加熱、能耗大、電流效

12、率低，鍍液中錫以四價(jià)形式存在、電化當(dāng)量低，鍍層沉積速度比酸性鍍液至少慢一倍，且一般為無(wú)光亮鍍層。以亞錫鹽為主鹽的酸性鍍液具有平整光滑、可鍍?nèi)」饬铃儗?、電流效率接?00、沉積速度快、可在常溫下操作、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是分散能力不如堿性鍍液，鍍層孔隙率較大。酸性鍍錫：目前工業(yè)上應(yīng)用的酸性鍍錫液主要有硫酸鹽鍍液（以硫酸亞錫為主的硫酸鹽鍍液在目前應(yīng)用最為廣泛）、氟硼酸鹽鍍液、氯化物氟化物鍍液、磺酸鹽鍍液等幾種類型。二十三、操作條件對(duì)鍍層的影響1) 陰極電流密度。電流密度過(guò)高，鍍層變得疏松、粗糙、多孔，邊緣易燒焦，脆性增加；電流密度過(guò)低，則得不到光亮鍍層，且沉積速度降低而影響生產(chǎn)效率。2) 溫度 溫度

13、過(guò)高， Sn2+氧化速度加快，混濁和沉淀增多，錫層粗糙，鍍液壽命降低；光亮劑的消耗亦隨溫度升高而加快，使光亮區(qū)變窄，鍍層均勻性差，嚴(yán)重時(shí)鍍層變暗，出現(xiàn)花斑和可焊性降低。溫度過(guò)低，工作電流密度范圍變小，鍍層易燒焦，并使電鍍的能耗增大。3) 攪拌 有助于鍍?nèi)＄R面光亮鍍層和提高生產(chǎn)效率。4) 陽(yáng)極 純度低的陽(yáng)極易產(chǎn)生鈍化，會(huì)促進(jìn)溶液中Sn2+離子被氧化成Sn4+離子，從而導(dǎo)致Sn4+的積累和鍍液混濁。5) 有害雜質(zhì)的去除 Cl-、NO3-、Cu2+、Fe2+、As3+、Sb3+等雜質(zhì)對(duì)酸性光亮鍍錫層質(zhì)量有明顯影響，使鍍層發(fā)暗、孔隙增多，要注意防止。金屬離子雜質(zhì)可用小電流密度(如0.2A/dm2)長(zhǎng)時(shí)

14、間通電處理去除。6) 鍍液維護(hù)電鍍銅概述 銅是玫瑰紅色富有延展性的金屬 ，具有良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能?；疚锢硖匦裕好芏龋?.93 g/cm3；原子量：63.54 ；電極電位為: 0 Cu 0.52 V ；0 Cu2 0.34 V ；電化當(dāng)量：Cu 2.372 g/(A·h)；Cu21.186 g/(A·h) 基本化學(xué)特性：銅易溶于硝酸、鉻酸和熱的濃硫酸，遇堿易被侵蝕，銅在空氣中會(huì)被氧化而失去光澤，在潮濕空氣中與二氧化碳作用生成堿式碳酸銅(即銅綠)或氧化銅，當(dāng)受到硫化物作用時(shí)，將生成棕色或黑色薄膜。二十四、銅鍍層 銅鍍層一般用作鋼鐵件、銅合金件、鋅壓鑄件和塑料制品的防護(hù)裝

15、飾電鍍的中間鍍層。由于它的穩(wěn)定性較差，如果用作表面裝飾鍍層時(shí)，必須經(jīng)過(guò)鈍化或著色處理，并涂以有機(jī)涂料。 由于銅的電勢(shì)比鐵和鋅的電勢(shì)正，所以在鐵和鋅上面的銅鍍層屬陰極性鍍層。 銅鍍層有防滲碳功能，鍍層厚度在30-50m之間。二十五、鍍銅溶液：氰化物鍍銅電解液、酸性硫酸鹽鍍銅電解液、焦磷酸鹽鍍銅電解液等1、氰化物鍍銅氰化物鍍銅溶液由銅氰化鈉(鉀)和游離氰化鈉(鉀)組成，可以直接在鋼鐵件和鋅壓鑄件表面上鍍銅而不發(fā)生置換反應(yīng)。鍍液具有優(yōu)良的分散能力和覆蓋能力，銅鍍層結(jié)晶細(xì)致，用作中間鍍層時(shí)，可以在基體金屬表面覆蓋一層結(jié)合力良好的銅鍍層，而且，還能夠改善后面鍍層的覆蓋能力。鍍液中的氰化鈉對(duì)鍍件還有去油和

16、活化作用，既能解決有時(shí)因前處理去油不夠徹底的缺陷，又可以增強(qiáng)銅鍍層與基體金屬的結(jié)合力。2、酸性硫酸鹽鍍銅（重點(diǎn)內(nèi)容）硫酸鹽鍍銅溶液具有成分簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性能好、陰極電流效率高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在分散能力差和鍍層 粗糙、不光亮等缺點(diǎn)。必須加入光亮劑，才能鍍出鏡面光亮、整平和延展性能良好的鍍層。電鍍鎳概述 鎳是一種帶微黃的銀白色金屬，具有良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能?；疚锢硖匦裕好芏龋?.9 g/cm3；原子量：58.70；熔點(diǎn)：1452 電極電位為: 0 Ni2 0.250 V 電化當(dāng)量： Ni2 1.095 g/(A·h) 基本化學(xué)特性：鎳在有機(jī)酸中很穩(wěn)定，在硫酸、鹽酸中溶解很慢，在濃硝

17、酸中處于鈍化狀態(tài)，但在稀硝酸中則不穩(wěn)定。 鎳在空氣中或在潮濕空氣中比鐵穩(wěn)定，在空氣中形成透明的鈍化膜而不再繼續(xù)氧化，耐蝕性好。 對(duì)鋼鐵基體來(lái)說(shuō)，由于鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鐵正，鈍化后電勢(shì)更正，鎳鍍層是陰極鍍層。 鎳鍍層孔隙率較高，只有當(dāng)鍍層厚度超過(guò)25m時(shí)，才是無(wú)孔的，所以，一般不單獨(dú)作為鋼鐵的防護(hù)性鍍層，而是作為防護(hù)裝飾性鍍層體系的中間層和底層。在工程領(lǐng)域里，也有鍍50 m以上的厚鎳層來(lái)防止鋼鐵件的腐蝕或用來(lái)修復(fù)被磨蝕的零部件。在電鍍中，由于鎳鍍層具有很多優(yōu)異性能，其加工量?jī)H次于鋅鍍層而居第二位，其消耗量約占鎳總產(chǎn)量的10左右。二十六、鎳鍍層鍍鎳的類型很多。若以鍍液種類來(lái)分，有硫酸鹽、硫酸鹽一氯

18、化物、全氯化物、氨磺酸鹽、檸檬酸鹽、焦磷酸鹽和氟硼性鹽等鍍鎳。由于鎳在電化學(xué)反應(yīng)中的交換電流密度(i0)比較小，在單鹽鍍液中，就有較大的電化學(xué)極化。以鍍層外觀來(lái)分，有無(wú)光澤鎳(暗鎳)、半光亮鎳、全光亮鎳、緞面鎳、黑鎳等。以鍍層功能來(lái)分，有保護(hù)性鎳、裝飾性鎳、耐磨性鎳、電鑄(低應(yīng)力)鎳、高應(yīng)力鎳、鎳封等。二十七、鍍鎳溶液原配方為：硫酸：240g/L、氯化鎳：20g/L、硼酸：20g/L暗鎳工藝，目前許多如半光亮鎳、光亮鎳、高硫鎳、緞面鎳等鍍鎳的基礎(chǔ)電解液。二十八、光亮鍍鎳 光亮鍍鎳鍍液在目前鍍鎳工藝中應(yīng)用最普遍、最廣泛。它的特點(diǎn)是依靠不同光亮劑的良好配合，能夠在鍍液中直接獲得全光亮并具有一定整平

19、性的鍍層，現(xiàn)代光亮鍍鎳工藝，絕大多數(shù)是在瓦茨型鍍鎳液中加入光亮劑而獲得的。二十九、鍍鎳光亮劑光亮劑的作用，一般將鍍鎳光亮劑分成兩類，即初級(jí)光亮劑(或稱第一類光亮劑)和次級(jí)光亮劑(或稱第二類光亮劑)。(1) 初級(jí)光亮劑 具有顯著細(xì)化鍍層晶粒的作用，使鍍層產(chǎn)生柔和的光澤，但不能產(chǎn)生鏡面光澤。初級(jí)光亮劑也能抵消次級(jí)光亮劑所產(chǎn)生的張應(yīng)力。(2) 次級(jí)光亮劑 必須與初級(jí)光亮劑配合使用，才能獲得具有鏡面光澤和延展性良好的鎳鍍層，若單獨(dú)使用，雖然可獲得光亮鍍層，但光亮區(qū)電流密度范圍狹窄，鍍層張應(yīng)力和脆性大。次級(jí)光亮劑能大幅度提高陰極極化，因此，能較好地改善鍍液的分散能力。(3) 輔助光亮劑的有機(jī)物。它們的特

20、點(diǎn)是，在分子中既含有初級(jí)光亮劑的C-S基團(tuán)，又含有次級(jí)光亮劑的CC基團(tuán)。它們?cè)趩为?dú)使用時(shí)，并不能得到光亮鍍層，但與其它光亮劑配合使用時(shí)，有如下幾方面的作用：改善鍍層的覆蓋能力；降低鍍液對(duì)金屬雜質(zhì)的敏感性，減少針孔；縮短獲得光亮和整平鍍層所需的電鍍時(shí)間，即所謂出光速度加快，有利于采用厚銅薄鎳工藝；降低次級(jí)光亮劑的消耗量三十、鎳封閉所謂鎳封閉，其實(shí)質(zhì)是一種復(fù)合電鍍工藝，目的是獲得微孔鉻層，使鍍層的耐蝕性進(jìn)一步提高。三十一、鍍鉻層的分類與應(yīng)用鍍鉻可按其工藝及溶液不同來(lái)分類： (1) 防護(hù)裝飾性鍍鉻；(2) 鍍硬鉻；(3) 乳白鉻；(4) 松孔鍍鉻；(5) 黑鉻三十二、鍍鉻過(guò)程的特點(diǎn)(1) 在鍍鉻過(guò)程

21、中，是由鉻的含氧酸即鉻酸來(lái)提供獲得鍍層所需的含鉻離子(其它單金屬電鍍都是由其自身鹽來(lái)提供金屬離子)，屬?gòu)?qiáng)酸性鍍液。在鉻酸鍍液中，陰極過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，陰極電流大部分都消耗在析出氫氣及六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻兩個(gè)副反應(yīng)上，故鍍鉻過(guò)程陰極電流效率極低，通常只有8-18%。(2) 在鍍鉻液中，必須添加一定量的局外陰離子，如SO42 、 SiF62 、F等和必需有一定量的Cr3+，離子才能實(shí)現(xiàn)金屬鉻的電沉積過(guò)程。(3) 鍍鉻需采用較高的陰極電流密度，又由于陰極及陽(yáng)極之間存在大量的氫氣及氧氣，盡管鉻酸的導(dǎo)電性較好，仍需要采用大于12V的電源，而其他鍍種使用8V以下的電源即可。在鍍鉻過(guò)程中，只有在較負(fù)的電極電位下才

22、能析出鉻層，所以必須提高電流密度，以保證有較大的陰極極化。(4) 陽(yáng)極不能用金屬鉻而是采用不溶性的鉛或鉛合金(PbSb、PbSn)。鍍液內(nèi)由于沉積出鉻及其它消耗，故鉻的補(bǔ)充要依賴于添加鉻酸來(lái)解決。(5) 鍍鉻液的分散能力及覆蓋能力都極差。欲獲得均勻的鉻層，必須采用人工措施，根據(jù)零件的幾何形狀而設(shè)計(jì)不同的象形陽(yáng)極、防護(hù)陰極及輔助陽(yáng)極。(6) 鍍鉻的操作溫度和陰極電流密度有一定的依賴關(guān)系，改變二者的關(guān)系可獲得不同性能的鉻鍍層。鍍鉻過(guò)程還有三個(gè)特殊的現(xiàn)象：陰極電流效率隨鉻酸濃度的升高而下降，隨溫度升高而下降，隨陰極電流密度的提高而增加。以硫酸根做催化劑的鍍鉻溶液。鉻酐和硫酸的比例一般控制在CrO3/

23、H2SO4: 100:1,鉻酐濃度在150g/L-450g/L之間變化。三十三、ab段：陰極區(qū)鍍液的pH值<1，陰極上沒(méi)有氫氣析出和鉻的還原。溶液離子形式主要是Cr2O72 ，陰極反應(yīng)為： Cr2O7214H+6e 2Cr3+7H2O 隨著電極電勢(shì)向負(fù)方向移動(dòng)，反應(yīng)速度不斷增加，b點(diǎn)時(shí)到達(dá)最大值。b點(diǎn)：電極電勢(shì)達(dá)到b點(diǎn)以后，除了Cr2O72還原為CrO3+外，在陰極上氫氣明顯地析出：2H+2e H2bc段: 同時(shí)進(jìn)行著Cr2O72 Cr3+ 和H+ H2兩個(gè)反應(yīng)，但電流密度隨電極電勢(shì)變負(fù)而降低。這與陰極膠體膜的形成有關(guān)。析氫和Cr3+的存在為陰極膠體膜的形成創(chuàng)造了條件，由于陰極表面膠體膜

24、形成阻礙了電極反應(yīng)的進(jìn)行，使反應(yīng)速度顯著降低；又由于鍍液中的硫酸對(duì)陰極膠體膜有一定的溶解作用，膠體膜的形成和溶解不斷進(jìn)行，致使曲線呈現(xiàn)異常。由于氫析出，使陰極表面鍍液pH值增加，使Cr2O72轉(zhuǎn)變?yōu)镠CrO4 ， HCrO4離子濃度增加。當(dāng)電極電勢(shì)達(dá)到c點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)值時(shí)，發(fā)生HCrO4還原為鉻的反應(yīng)：HCrO46e+ 3H+ Cr4OHcd段：Cr2O7214H+6e 2Cr3+7H2O 2H+2e H2HCrO46e+ 3H+ Cr4OH三個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，且隨著電極電勢(shì)向負(fù)方向移動(dòng)，反應(yīng)速度不斷增加，六價(jià)鉻還原為金屬鉻的比例很小，在正常使用的電流密度范圍內(nèi)僅占總電流的1315。陰極膠體膜理論

25、：該理論認(rèn)為當(dāng)陰極極化曲線到達(dá)b點(diǎn)以后，由于陰極析氫，陰極鍍液pH值增加，促使Cr2O72 轉(zhuǎn)化為HCrO4 ，同時(shí)pH到3左右時(shí)，產(chǎn)生Cr(OH)3膠體沉積，它和六價(jià)鉻一起組成了荷正電的堿式鉻酸鉻Cr(OH)3·Cr(OH)CrO4。稱為膠體膜，覆蓋在陰極表面。膠體膜的存在是Cr6+還原為Cr的必要條件。三十四、防護(hù)裝飾鍍鉻的特點(diǎn)： (1)鍍層很薄，只需0.25µm0.5 µ m； (2)鍍鉻層對(duì)鋼鐵基體是陰極性鍍層；因此，必須采用中間鍍層才能達(dá)到防止基體金屬腐蝕；(3)鍍層光亮、平滑，具有很好的裝飾外觀。防護(hù)裝飾鍍鉻可分為一般防護(hù)裝飾性鍍鉻和高耐蝕性防護(hù)裝飾性

26、鍍鉻。三十五、鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化概述：金屬轉(zhuǎn)化膜是指金屬表面的原子層與某些特定介質(zhì)的陰離子反應(yīng)后，在金屬表面生成的膜層。轉(zhuǎn)化膜同金屬上別時(shí)覆蓋層不同，它的生成必須有基體金屬的直接參與，且自身轉(zhuǎn)化為成膜產(chǎn)物，因此，膜層與基體具有很好的結(jié)合力。通過(guò)化學(xué)作用在金屬表面形成轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化；通過(guò)電化學(xué)作用形成氧化物膜的過(guò)程稱為電化學(xué)轉(zhuǎn)化，也叫陽(yáng)極轉(zhuǎn)化。陽(yáng)極氧化：指采用電化學(xué)方法，零件作陽(yáng)極，生成其有保護(hù)作用的氧化膜的方法。三十六、硫酸陽(yáng)極氧化膜鋁及鋁鎂合金在硫酸液中取得的陽(yáng)極氧化膜無(wú)色透明，含錳或硅的鋁合金的氧化膜則為淺灰色或棕灰色。純鋁的膜層厚度可達(dá)40m，一般防護(hù)裝飾性氧化膜厚為520

27、m。硫酸氧化膜多孔，吸附能力較強(qiáng)，孔隙率為1015，膜層適合染色或電解著色，用于裝飾或作識(shí)別標(biāo)記。為提高膜的防護(hù)性能應(yīng)進(jìn)行封閉處理，在使用條件惡劣或耐蝕性要求較高時(shí)，還需要補(bǔ)充涂漆。漆膜與氧化膜具有良好的結(jié)合力。鋁及其合金零件在濕熱帶使用的產(chǎn)品，一般先進(jìn)行陽(yáng)極氧化，再用重鉻酸鹽封閉處理。三十七、鉻酸陽(yáng)極氧化膜鉻酸陽(yáng)極氧化膜不透明，具有乳白色、淺灰色至深灰色的外觀，膜層較薄，僅有25m，對(duì)氧化零件的尺寸變化小，可保持原來(lái)的精度和表面粗糙度，適用于精密零件氧化。膜層致密性好，孔隙率低，不封閉即可使用。三十八、草酸陽(yáng)極氧化膜草酸陽(yáng)極氧化可得到較厚的膜層，一般為820m，最厚可達(dá)60m。草酸氧化膜較細(xì)

28、致，彈性好，孔隙率低，耐蝕性高，外觀呈半光亮的灰白色至深灰色、黃色或帶金黃色調(diào)的灰綠色。獲得哪種顏色取決于合金成分及表面狀態(tài)。膜層具有很好的電絕緣性。三十九、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜鋁及鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化又稱厚膜氧化。膜層厚度可達(dá)250 300 m ，外觀呈灰、褐至黑色。氧化膜的硬度很高，一般為HV300-600，與合金牌號(hào)和處理工藝有關(guān)，并存在硬度梯度，靠近基體部分的硬度較高，而外層的硬度則較低。由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附潤(rùn)滑劑，故能提高抗磨能力。硬質(zhì)膜具有良好的耐蝕性能，一般情況下優(yōu)于普通氧化膜。膜層具有高的電絕緣性，膜厚100m時(shí)，擊穿電壓為1850V，浸絕緣漆后可達(dá)2000V。四十、陽(yáng)極氧化

29、工藝流程：鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化工藝流程應(yīng)根據(jù)材料成分、表面狀態(tài)以及對(duì)膜層的要求來(lái)確定。通常采用的工藝流程如下： 機(jī)械準(zhǔn)備除油水洗浸蝕(或化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光)水洗陽(yáng)極氧化水洗著色水洗封閉水洗干燥 機(jī)械準(zhǔn)備需要進(jìn)行，如拋光輪拋光可得到光亮平滑的表面；噴砂可得到無(wú)光澤表面；振動(dòng)或滾動(dòng)研磨可進(jìn)行成批處理，降低表面粗糙度或用以形成砂面；刷光可使表面產(chǎn)生絲紋等特殊裝飾效果。四十一、硫酸陽(yáng)極氧化 工藝規(guī)范：鋁及鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化可在硫酸或含有添加劑的硫酸溶液中進(jìn)行。 流程：鋁及鋁合金式樣 除油 熱水洗 冷水洗 浸蝕 水洗 硫酸陽(yáng)極氧化 水洗 封閉 化工工藝條件： 硫酸100-200g/L;陽(yáng)極電流密度0.8

30、-1.5A/dm2；溫度15-25；電壓10-25V；時(shí)間20-40min四十二、化學(xué)鍍的特點(diǎn)（1） 鍍層具有良好的耐蝕性，耐磨性和磁性能，硬度高，孔隙率??；（2） 均鍍能力好；（3） 不需要電源，鍍層表面沒(méi)有導(dǎo)電觸電；（4） 可以在金屬、非金屬、半導(dǎo)體上產(chǎn)生金屬沉積。四十三、化學(xué)鍍液的主要組成及作用A、主鹽：硫酸鎳、氯化鎳，主鹽濃度高，沉積速度快，單溶液穩(wěn)定性下降，一般采用的濃度較低。提供鍍層中的金屬離子。B、還原劑：次磷酸鈉多數(shù)用于副反應(yīng)過(guò)程。為鎳離子提供電子，使其還原沉積。C、絡(luò)合劑：與鎳離子形成穩(wěn)定的絡(luò)離子，控制反應(yīng)速度。D、添加劑緩沖劑：使鍍液的維持在一定酸度范圍內(nèi)。穩(wěn)定劑：提高溶液

31、的穩(wěn)定性，并抑制自發(fā)的分解反應(yīng)。光亮劑：增加鍍層的光亮性。*鍍液的配制A、稱取計(jì)量量的鎳鹽、絡(luò)合劑、還原劑、添加劑分別溶解；B、將溶解好的含鎳鹽溶液在不斷的攪拌下倒入含絡(luò)合劑的溶液中；C、將還原劑溶液在強(qiáng)攪拌下倒入B溶液中；D、將添加劑溶液在攪拌下倒入C溶液中；E、用蒸餾水稀釋至計(jì)量體積；調(diào)整pH值（NaOH,氨水4.2-5）；F、過(guò)濾。四十四、合金電鍍電鍍合金是利用電化學(xué)方法是兩種或兩種以上的金屬（包括非金屬）共沉積的過(guò)程。合金鍍層是指含有兩種或兩種以上的金屬的鍍層，不管這些金屬在鍍層中的存在形式和結(jié)構(gòu)如何，只要他們結(jié)晶致密，憑肉眼不能區(qū)分開來(lái)，均可視為合金鍍層。合金鍍層獲得方法：可以采用熱

32、熔法、真空鍍法、離子鍍法、濺射法、化學(xué)鍍法和電鍍法等。四十五、電鍍合金的分類與用途電鍍防護(hù)性合金鍍層、電鍍防護(hù)裝飾性合金鍍層、電鍍可焊接性合金鍍層、電鍍耐磨性合金鍍層、電鍍磁性合金鍍層、電鍍減磨性合金鍍層、電鍍仿不銹鋼合金鍍層、電鍍貴金屬合金鍍層四十六、電鍍合金鍍液的類型（1） 簡(jiǎn)單鹽鍍液（2）絡(luò)合物鍍液（3）有機(jī)溶劑鍍液（4）熔融鹽鍍液四十七、金屬共沉積理論1、二元合金的共沉積需具備兩個(gè)基本條件：（1） 合金中的兩個(gè)金屬至少有一種金屬能單獨(dú)從其水溶液中電沉積出來(lái)，有些金屬（如W、Mo等）雖然不能從水溶液中電沉積出來(lái)，但可與另一種金屬（如Fe、Co、Ni等）同時(shí)從水溶液中實(shí)現(xiàn)共沉積。（2） 金

33、屬共沉積的基本條件是兩種金屬的析出電動(dòng)勢(shì)要十分接近或相等（否則電位校正的析出），與標(biāo)準(zhǔn)電極電位、離子活度、陰極極化有關(guān)。2、 實(shí)現(xiàn)金屬共沉積，通常采用的措施有：（1） 改變金屬離子的濃度；（2）加入配位劑;（3）采用添加劑；（4）利用共沉積是電位較負(fù)的組分的去極化作用。3、 金屬共沉積類型（1） 正常共沉積（2）非正常共沉積四十八、電鍍錫合金工業(yè)應(yīng)用最早、最廣的錫合金鍍層是錫鉛合金，主要應(yīng)用于需要良好耐腐蝕性和焊接性能的產(chǎn)品上，目前開發(fā)和應(yīng)用較多的有錫鎳、錫鈷、錫鋅、錫鈰、錫銀等系列的二元或三元錫合金鍍層。 錫鉛合金鍍層呈淺灰色、有金屬光澤，較柔軟，孔隙率比相同厚度的錫鍍層或鉛鍍層小，可防止“

34、錫晶須”的生長(zhǎng)。 錫鎳合金鍍層可在鋼鐵上直接電鍍，可焊性優(yōu)良，鍍層硬度，耐磨性，抗化學(xué)試劑和大氣腐蝕性能，都比單金屬的錫鍍層和鎳鍍層優(yōu)越。四十九、電鍍鋅合金 鋅合金一般指以鋅為主要成分，含有少量其他金屬的合金而言目前應(yīng)用比較多的是鋅與鐵族金屬生成的二元合金，由于鐵族的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)很相近，它們與鋅形成合金的共沉積特性也很相近，鐵族金屬的電極電勢(shì)比鋅正得多，但在共沉積時(shí)，鋅比鐵族金屬容易沉積，這種電沉積稱為異常共沉積。鋅合金最大的特點(diǎn)就是與鋅鍍層相比，具有較高的耐蝕性，并具有良好的防護(hù)性價(jià)格比值。鋅鎳、鋅鈷、鋅鐵、鋅鈦等四種鋅合金。鋅鎳合金鍍層具有以下特點(diǎn)：耐蝕性好，比鋅層高3倍以上，經(jīng)彩色鈍化

35、或黑色鈍化，耐蝕性將大大提高氫脆性小，故可作代鎘鍍層使用有較好的可焊性。盡管鋅鎳合金鍍層具有較高的耐蝕性，若不進(jìn)行鈍化處理，還是容易腐蝕，生成氧化鋅或氫氧化鋅(即白銹)，從而破壞了鍍層外觀。鋅鐵合金有兩種：一種是含鐵量高的(1025或更高)鋅鐵合金鍍層，該鍍層不易鈍化，易磷化處理，對(duì)油漆有良好的結(jié)合力，多用于鋼板和鋼帶的表面處理，作為涂漆或電泳涂漆的底層；另一種是含微量鐵的鋅鐵合金鍍層，它易鈍化，耐蝕性能優(yōu)良，特別經(jīng)過(guò)黑色鈍化，其耐蝕性有很大提高，鍍層中一般含鐵量為0.4(0.20.7)左右。電鍍鋅鈷合金是近年發(fā)展起來(lái)的一種鋅基合金。它與鋅鎳、鋅鐵合金一樣，都具有良好的耐蝕性。鋅鈷合金的耐蝕性

36、隨鍍層中鈷含量的增加而提高，但鈷含量超過(guò)1時(shí)，其耐蝕性的提高相應(yīng)減慢，因而，實(shí)用中是含鈷量在1以下的鋅鈷合金鍍層。另外，鈷含量為20左右的鋅鈷合金鍍層外觀光亮，與鉻鍍層相似，可望作為代鉻鍍層使用。以下主要介紹鈷含量小于1的耐蝕性鋅鈷合金電鍍工藝，分為兩種類型，即酸性氯化物型和堿性鋅酸鹽型。五十、電鍍銅合金概述 電鍍銅合金可以提高硬度、改變顏色（如作為裝飾性的仿古鍍層、仿金鍍層等）以及獲得其他特殊的性能。電鍍銅合金在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的為銅鋅合金(黃銅)、銅錫合金(青銅)和仿金鍍層。1、銅錫合金（青銅）的性質(zhì)利用途：在銅錫合金層中，隨錫含量增加，合金的外觀色澤也發(fā)生變化。當(dāng)錫含量低于8時(shí)，其外觀與銅

37、相似，為紅色，當(dāng)錫含量增加到1315時(shí)，鍍層為金黃色，當(dāng)錫含量達(dá)到或超過(guò)20時(shí)，鍍層為白色。根據(jù)合金鍍層中含錫量的多少，可分為三種類型：(1) 低錫青銅 合金中含錫量為815，鍍層呈黃色。低錫青銅硬度較低，有良好的拋光性。對(duì)鋼鐵基體而言，合金屬于陰極鍍層。低錫青銅在空氣中易氧化而失去光澤，不宜單獨(dú)作防護(hù)裝飾性鍍層，表面還要套鉻，作為裝飾性鍍層的底層。它在熱水中有較高的穩(wěn)定性，可用于在熱水中工作的零件。 (2) 中錫青銅 合金中含錫量大致在1535范圍內(nèi)。中錫青銅的硬度、抗氧化性和防蝕能力均較低錫青銅為好。中錫青銅一般也可以套鉻，作為底層，但容易發(fā)花和色澤不均，故應(yīng)用較少。(3) 高錫青銅 含錫

38、量大致在4055范圍內(nèi)，鍍層呈銀白色，拋光后有良好的反光性能。在空氣中不易失去光澤，能耐弱酸、弱堿和食物中的有機(jī)酸。高錫青銅的硬度介于鎳和鉻之間，同時(shí)還有良好的導(dǎo)電性和釬焊性。一般可用來(lái)代銀或代鉻，可用作反光鍍層及儀器儀表、日用商品、餐具，樂(lè)器等裝飾性鍍層。高錫青銅的缺點(diǎn)是脆性較大，產(chǎn)品不能經(jīng)受變形。電鍍銅錫合金電解液可分為氰化物、低氰和無(wú)氰三種。(1) 氰化物電鍍銅錫合金；(2)低氰化物焦磷酸鹽電解液；(3)低氰化物三乙醇胺電解液；(4)無(wú)氰銅錫合金電解液 2、銅鋅合金鍍層俗稱黃銅鍍層，一般含銅6875，含鋅2532。電鍍銅鋅合金在工業(yè)上已應(yīng)用了100年左右。除了由于它具有美麗的金黃色外觀用

39、于裝飾外，還作為提高鋼鐵件與橡膠的結(jié)合力的中間鍍層(0.5µm2.5 µ m)以及減摩鍍層。由于銅與鋅的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)相差甚大，從簡(jiǎn)單鹽鍍液中難以共同沉積，因此，只能用絡(luò)合物來(lái)調(diào)整使銅和鋅離子析出電勢(shì)接近。這樣才有利于銅的鋅共同沉積。作為裝飾用，一般在光亮鎳鍍層上閃鍍一層很薄的銅鋅合金鍍層(約l µ m2 µ m)，以達(dá)到裝飾的目的。如果還要在銅鋅合金鍍層表面上著色或制作花紋，則需按鍍件要求鍍得較厚。3、電鍍仿金仿金鍍層具有真金的色澤，既雍容華貴又價(jià)廉物美，因此深受人們的喜愛(ài)。首飾、鐘表、燈具、眼鏡、工藝晶等民用商品鍍仿金鍍層后可以提高它的裝飾性。價(jià)值稍高的商

40、品鍍仿金鍍層后再鍍一層極薄的金或金合金鍍層則更可以提高它的穩(wěn)定性能和商品價(jià)值。所謂仿金鍍層其實(shí)就是鍍銅鋅合金，或在鍍液中加入某些第三種金屬(如錫、鎳、鉆等)來(lái)改變鍍層的外觀，以期鍍?nèi)〗咏鞣N成色黃金的色調(diào)。仿金鍍層一般鍍1 µm2l µm。為了提高它的光亮度和耐腐蝕性能，大多數(shù)在鍍仿金鍍層前先鍍光亮鎳作中間鍍層。不應(yīng)在光亮銅鍍層上面直接鍍仿金鍍層，因?yàn)樗鼤?huì)使仿金鍍層泛紅色。采用光亮鎳作中間鍍層時(shí)，為了提高仿金鍍層與鎳鍍層的結(jié)合力，鍍件鍍光亮鎳后必須經(jīng)過(guò)陰極電解去油3min5min，清洗后用50g/L的硫酸溶液活化再經(jīng)清洗干凈才可進(jìn)入鍍仿金渡槽。為了防止仿金鍍層泛色或變色，鍍

41、仿金后的鍍件么經(jīng)過(guò)多次流動(dòng)水清洗和純水清洗，并進(jìn)行鈍化處理后再涂覆透明有機(jī)涂料。五十一、 電鍍鎳合金 概述：鍍鎳合金層有良好的裝飾性、耐蝕性，并有較好的耐磨性和磁性等多種功能。由于加入了新 的元素，使鎳合金鍍層的功能比單一鎳鍍層獲得進(jìn)一步的改善。1、電鍍鎳鐵合金鎳和鐵的原子結(jié)構(gòu)很相近，其標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)分別為0.250V和0.44V。同為鐵族元素，從電化學(xué)角度來(lái)分析，它們?cè)趩嘻}溶液中就有可能實(shí)現(xiàn)共沉積。電鍍鎳鐵合金早期用于電鑄。計(jì)算機(jī)工業(yè)發(fā)展以后，電鍍鎳鐵合金大量應(yīng)用于磁性記憶元件的制備。由于鎳鐵合金的韌性比光亮鎳好，耐蝕性(含鐵量<40的低鐵合金)與光亮鎳相近，套鉻時(shí)覆蓋能力較好，特別是用廉價(jià)

42、的鐵取代部分金屬鎳，降低了成本。2、電鍍鎳鈷合金鈷的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為-0.277V，與鎳的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)-0.25V很接近，又同屬鐵族元素，加上它們的交換電流(i0)都很小，能在單鹽溶液中獲得細(xì)致均勻的鍍層，因此，在單鹽溶液中實(shí)現(xiàn)鎳鈷合金的共沉積是比較容易的。當(dāng)鍍層中含鈷量在40以下時(shí)，鎳鈷合金鍍層具有良好的耐蝕性和較高的硬度及良好的耐磨性。因此，鎳鈷鍍層可作為裝飾性鍍層和耐磨鍍層，用于手表、模具和在化工、醫(yī)藥工業(yè)中，需要既耐蝕又耐磨零件的電鍍。當(dāng)鍍層中鈷含量在80左右時(shí)，鍍層具有良好的磁性能，容易獲得不同厚度的磁性薄膜，廣泛用于計(jì)算機(jī)、聲音及圖像的記錄。3、電鍍鎳鎢合金鎢的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為1.05V，在水溶液

43、中其離子不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)電沉積，但在鐵族金屬存在時(shí)，在一定的鍍液中可以實(shí)現(xiàn)共沉積，例如鎳鎢合金的共沉積，稱之為誘導(dǎo)共沉積。鎳鎢合金鍍層具有較高的熔點(diǎn)與硬度，較好的耐熱性、耐磨性和耐蝕性，適用于軸承、活塞、汽缸、模具和石油工業(yè)中某些特殊容器等產(chǎn)品的表面鍍層。另外，因這種鍍層具有良好的可剝離性，而被用于玻璃鑄模上。在鎳鎢合金鍍層中，含鎢量達(dá)44以上時(shí)，合金鍍層呈非晶態(tài)，具有較低應(yīng)力。五十二、鋼鐵的氧化當(dāng)鋼鐵處于潮濕的大氣中時(shí)，在它的表面上形成了微電池，在氧的作用下鋼鐵表面上就形成了鐵銹。由于它非常疏松并且易吸濕，因而促使潮濕的大氣繼續(xù)對(duì)鋼鐵進(jìn)行腐蝕，直至破壞。如果在鋼鐵表面上形成一層致密的磁性氧化鐵(

44、Fe3O4)薄膜，就能使鋼鐵具有一定的抗大氣腐蝕能力，阻止鋼鐵表面生銹，還能起到表面裝飾的作用。鋼鐵表面上的磁性氧化鐵(Fe3O4)薄膜，可以通過(guò)多種途徑獲得。將鋼鐵表面置于溫度高達(dá)570以上的過(guò)熱蒸汽中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、將鋼鐵放在高溫鹽浴爐中加熱、將鋼鐵放在含氧化劑的濃堿溶液中進(jìn)行處理，均可以在鋼鐵表面上形成一層磁性氧化鐵薄膜。為了對(duì)鋼鐵零件表面進(jìn)行裝飾防護(hù)，采用在含氧化劑的濃堿溶液中進(jìn)行化學(xué)處理的工藝，比使用其他方法更易實(shí)施，工藝過(guò)程易于質(zhì)量控制。表面處理工藝習(xí)慣將該工藝稱為“堿性氧化”。由于磁性氧化鐵薄膜(Fe3O4)呈藍(lán)黑色或黑色，所以，也有人稱該工藝為“發(fā)黑”或“發(fā)藍(lán)”工藝。堿性氧化膜層

45、的結(jié)構(gòu)、外觀和防護(hù)性能，在很大程度上是隨著它的厚度不同而變化的。當(dāng)膜層非常薄(0.02m0.04m)的時(shí)候，對(duì)于鋼鐵表面的外觀和抗大氣腐蝕性能沒(méi)有任何作用。當(dāng)膜層的厚度超過(guò)2.5m時(shí)，顏色發(fā)暗，有時(shí)呈灰黑色。由于膜層與基體的結(jié)合力差，所以膜層的抗擦拭能力很差。較適宜的膜層厚度通常在0.6m-lm的范圍內(nèi)。這時(shí)的膜層外觀呈藍(lán)黑色或黑色，有光澤，與基體結(jié)合牢固，有很好的抗擦拭能力。如果鋼鐵零件堿性氧化之后再浸防銹油脂或蠟，那末膜層的抗鹽霧試驗(yàn)?zāi)芰涂梢蕴岣叩?4h150h。堿性氧化工藝特別適合于處理需要用黑色進(jìn)行裝飾的、并在良好條件下使用的精密機(jī)械產(chǎn)品零件，例如，精密機(jī)床零件、光學(xué)產(chǎn)品零件、槍械產(chǎn)

46、品零件、儀器儀表零件、液壓控制系統(tǒng)器件等。由于膜層很薄，因此不會(huì)影響產(chǎn)品的裝配。鋼鐵零件的堿性氧化是在處于沸騰溫度條件下含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的濃堿溶液中進(jìn)行處理的。溶液中堿的濃度和零件處理時(shí)溶液的溫度是否處于微沸條件下，對(duì)膜層的成膜過(guò)程、外觀、抗大氣腐蝕性能起著決定性的影響。鋼鐵堿性氧化成膜過(guò)程的機(jī)理比較復(fù)雜，前蘇聯(lián)科學(xué) 曾對(duì)此提出了一個(gè)簡(jiǎn)易明了的見(jiàn)解。他認(rèn)為鋼鐵的堿性氧化是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，由于鋼鐵表面微電池的作用，使鐵溶解成為二價(jià)鐵離子，并在鋼鐵表面附近含有氧化劑的溶液中發(fā)生下面的化學(xué)反應(yīng)，生成亞鐵酸鈉鹽： 3Fe5NaOHNaNO23Na2FeO2H2ONH3亞鐵酸鈉鹽在溶液中被氧化劑繼續(xù)

47、氧化,生成高鐵酸鈉鹽： 6Na2FeO2NaNO25N2O 3Na2Fe2O47NaOHNH3有人認(rèn)為，亞鐵酸鹽被氧化成高鐵酸鹽是通過(guò)形成一種鐵的亞硝基中間化合物Fe(NO)m，過(guò)渡完成的，氧化的速度受制于Fe(NO)m生成的速度，氧化劑含量高，則Fe(NO)m，的生成速度加快。通常亞鐵酸鹽只能部份的被氧化成高鐵酸鹽。由于零件表面附近的溶液中既含有亞鐵酸鈉又含有高鐵酸鈉，因此二者又通過(guò)下列化學(xué)反應(yīng)，相互作用生成磁性氧化鐵(Fe3O4)。 Na2FeO2 + Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4 + 4NaOH當(dāng)溶液中的磁性氧化鐵達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，磁性氧化鐵晶體就開始在零件的表面上沉積出來(lái)并形成晶核，通過(guò)晶核的成長(zhǎng)形成了致密的磁性氧化鐵膜層。高鐵酸鈉一方面會(huì)與亞鐵酸鈉反應(yīng)生成磁性氧化鐵，同時(shí)也會(huì)通過(guò)水解生成三價(jià)鐵的氧化物，通常稱為紅色氧化物： Na2Fe2O4 + (m+1)H2O Fe2O3mH2O + 2NaOH生成的紅色氧化物一般都沉于槽底。由于在通常的條件下生成磁性氧化鐵的反應(yīng)速度慢于高鐵酸鈉水解生成三氧化二鐵紅色氧化物的速度，因此生成紅色氧化物是不可避免的。如果高鐵酸鈉水解的反應(yīng)控制不當(dāng)?shù)脑?，紅色氧化物就可能隨磁性氧化鐵一起沉積于零件的表面上，一方面影響了磁性氧化鐵膜層的致密性，另一方面因很難從零件表面上將其擦掉，從而損壞了磁性氧化鐵膜層的外觀，造成不合