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第1章 化学转化膜技术基础 1

1.1 大气腐蚀概述 1

1.1.1 大气腐蚀的定义及分类 1

1.1.2 大气腐蚀的影响因素 3

1.1.3 大气腐蚀的机理 6

1.1.4 大气腐蚀的特点 8

1.1.5 钢的大气腐蚀 8

1.1.6 铜的大气腐蚀 9

1.1.7 铝的大气腐蚀 11

1.1.8 其他金属的大气腐蚀 12

1.2 化学转化膜概述 14

1.2.1 保护膜的定义 14

1.2.2 保护膜的形成条件 15

1.2.3 化学转化膜的定义 16

1.2.4 化学转化膜层与电镀层的区别 16

1.2.5 化学转化膜的分类 16

1.2.6 化学转化膜的处理方法及适用范围 17

1.2.7 化学转化膜的防护性能及用途 18

1.3 常用预处理 20

1.3.1 清洗 20

1.3.2 除锈 23

1.3.3 表面机械整平 27

1.3.4 电抛光 32

1.3.5 化学抛光 36

第2章 阳极氧化膜 40

2.1 概述 40

2.2 阳极氧化原理 41

2.3 阳极氧化膜表面要求 42

2.4 阳极氧化工艺 43

2.5 阳极氧化设备 43

2.6 氟化物阳极氧化 45

2.6.1 氟化物阳极氧化处理工艺 45

2.6.2 氟化物阳极氧化后处理 46

2.6.3 氟化物阳极氧化处理的常见故障及解决方法 46

2.7 瓷质阳极氧化 47

2.8 钢铁的阳极氧化 48

2.8.1 概述 48

2.8.2 钢铁工件的阳极氧化工艺流程 48

2.8.3 钢铁工件的阳极氧化预处理 48

2.8.4 钢铁阳极氧化处理 49

2.8.5 钢铁在铜盐电解液中的阳极氧化 49

2.9 不锈钢的阳极氧化 50

2.9.1 概述 50

2.9.2 不锈钢阳极氧化工艺流程 50

2.9.3 不锈钢阳极氧化预处理 50

2.9.4 不锈钢阳极氧化处理 53

2.9.5 不锈钢阳极氧化后处理 53

2.10 铝及铝合金的阳极氧化 54

2.10.1 铝及铝合金阳极氧化机理 54

2.10.2 铝及铝合金阳极氧化膜的结构 55

2.10.3 铝及铝合金阳极氧化分类 56

2.10.4 铝及铝合金常用的阳极氧化电解液 56

2.10.5 各种因素对氧化膜性能的影响 56

2.10.6 铝及铝合金阳极氧化工艺流程 57

2.10.7 铝及铝合金阳极氧化预处理 57

2.10.8 铝及铝合金阳极氧化处理及后处理 57

2.10.9 铝及铝合金硫酸阳极氧化 58

2.10.10 铝及铝合金草酸阳极氧化 66

2.10.11 铝及铝合金磷酸阳极氧化 70

2.10.12 铝及铝合金铬酸阳极氧化 70

2.10.13 铝及铝合金瓷质阳极氧化 72

2.10.14 铝及铝合金硬质阳极氧化 74

2.10.15 铝及铝合金阳极氧化的其他方法 82

2.10.16 铝及铝合金阳极氧化的应用实例 86

2.10.17 铝及铝合金阳极氧化处理存在的问题 92

2.11 镁合金的阳极氧化 95

2.11.1 概述 95

2.11.2 镁合金阳极氧化膜的性质 97

2.11.3 镁合金阳极氧化的典型方法 98

2.11.4 镁合金阳极氧化工艺流程 102

2.11.5 镁及镁合金阳极氧化预处理 103

2.11.6 镁及镁合金的阳极氧化处理 103

2.11.7 镁合金阳极氧化工艺实例 106

2.12 铜及铜合金的阳极氧化 108

2.12.1 铜及铜合金阳极氧化预处理 109

2.12.2 铜及铜合金阳极氧化工艺 109

2.12.3 铜及铜合金的阴极还原转化膜 110

2.13 钛及钛合金的阳极氧化 111

2.13.1 钛及钛合金阳极氧化工艺 111

2.13.2 影响钛及钛合金阳极氧化膜的因素 112

2.13.3 钛及钛合金阳极氧化膜常见故障、产生原因及排除方法 113

2.13.4 不合格氧化膜的褪除 113

2.14 锌及锌合金的阳极氧化 113

2.14.1 锌及锌合金阳极氧化工艺流程 113

2.14.2 锌及锌合金阳极氧化预处理 113

2.14.3 锌及锌合金阳极氧化 114

2.15 其他金属的阳极氧化 115

2.15.1 锡的阳极氧化 115

2.15.2 镍的阳极氧化 115

2.15.3 镍镀层的阳极氧化 116

2.15.4 铬的阳极氧化 116

2.15.5 锆的阳极氧化 117

2.15.6 钽的阳极氧化 117

2.16 钢铁与不锈钢阳极氧化应用实例 117

2.16.1 不锈钢食品设备的阳极氧化处理 117

2.16.2 日用工业品的阳极氧化处理 119

2.17 有色金属阳极氧化应用实例 120

2.17.1 钛阳极氧化的应用 120

2.17.2 锌镀层阳极氧化的应用 121

第3章 化学氧化膜 122

3.1 钢铁的化学氧化 122

3.1.1 概述 122

3.1.2 钢铁碱性氧化 122

3.1.3 钢铁酸性氧化 127

3.1.4 钢铁常温无硒氧化 132

3.1.5 钢铁氧化膜的应用实例 136

3.2 不锈钢的化学氧化 140

3.2.1 概述 140

3.2.2 不锈钢化学氧化工艺流程 140

3.2.3 不锈钢铬酸化学氧化处理 140

3.2.4 不锈钢酸性氧化处理 141

3.2.5 不锈钢碱性氧化处理 141

3.2.6 不锈钢硫化物氧化处理 142

3.2.7 不锈钢草酸盐化学氧化处理 142

3.2.8 不锈钢氧化成膜后的处理 142

3.2.9 影响不锈钢化学氧化膜质量的因素 143

3.2.10 不锈钢氧化膜的常见缺陷及处理方法 144

3.2.11 不锈钢氧化膜的应用实例 145

3.3 铝及铝合金的化学氧化 146

3.3.1 概述 146

3.3.2 铝及铝合金化学氧化工艺流程 148

3.3.3 铝及铝合金水氧化处理 148

3.3.4 铝及铝合金铬酸盐氧化处理 149

3.3.5 铝及铝合金磷酸-铬酸盐氧化处理 150

3.3.6 铝及铝合金碱性铬酸盐氧化处理 153

3.3.7 铝合金压铸件表面氧化处理 154

3.3.8 铝及铝合金化学氧化膜的常见缺陷及解决方法 156

3.3.9 铝及铝合金化学氧化膜的应用实例 156

3.4 镁合金的化学氧化 158

3.4.1 概述 158

3.4.2 镁合金化学氧化工艺流程 163

3.4.3 镁合金化学氧化膜的应用实例 170

3.5 铜及铜合金的化学氧化 171

3.5.1 概述 171

3.5.2 铜及铜合金化学氧化工艺流程 176

3.5.3 铜及铜合金化学氧化处理 176

3.5.4 铜及铜合金氧化处理中的常见缺陷及解决方法 179

3.5.5 铜及铜合金氧化膜的应用实例 180

3.6 其他金属的化学氧化 181

3.6.1 锌、镉及其合金化学氧化处理 181

3.6.2 银的化学氧化处理 188

3.6.3 镍与铍的化学氧化处理 190

3.6.4 锡的化学氧化处理 190

3.7 无铬氧化处理 192

3.7.1 铝合金的无铬氧化处理 192

3.7.2 镁合金无铬氧化处理 198

3.7.3 锌、镉及其合金的无铬氧化处理 198

第4章 微弧氧化膜 200

4.1 概述 200

4.1.1 微弧氧化机理 200

4.1.2 微弧氧化膜生长过程 201

4.1.3 微弧氧化陶瓷膜层的特点 201

4.1.4 微弧氧化工艺及应用 202

4.1.5 微弧氧化设备 202

4.1.6 微弧氧化技术的特点 202

4.2 金属的微弧氧化 204

4.2.1 铝及铝合金的微弧氧化 204

4.2.2 镁及镁合金的微弧氧化 204

4.2.3 钛及钛合金的微弧氧化 205

第5章 磷化膜 206

5.1 概述 206

5.1.1 磷化原理 206

5.1.2 磷化分类 207

5.1.3 磷化膜的主要成分 208

5.1.4 磷化膜的性质 208

5.1.5 磷化膜的用途 208

5.1.6 磷化膜的质量检验 209

5.2 常用磷化液的基本组成 209

5.2.1 磷化主成膜剂 209

5.2.2 磷化促进剂 210

5.3 主要磷化参数 210

5.4 钢铁的磷化处理 211

5.4.1 钢铁磷化基本工艺原则 211

5.4.2 钢铁磷化工艺方法 211

5.4.3 高温磷化 212

5.4.4 中温磷化 212

5.4.5 低温磷化 213

5.4.6 常温磷化 213

5.4.7 常温轻铁系磷化 214

5.4.8 二合一磷化 214

5.4.9 三合一磷化 215

5.4.10 四合一磷化 215

5.4.11 黑色磷化 215

5.4.12 浸渍磷化 216

5.4.13 喷淋磷化 216

5.4.14 浸喷组合磷化 216

5.4.15 刷涂磷化 216

5.4.16 钢铁磷化后处理 217

5.5 有色金属的磷化处理 217

5.5.1 铝及铝合金磷化 217

5.5.2 镁及镁合金磷化 217

5.5.3 锌及锌合金磷化 218

5.5.4 钛及钛合金磷化 219

5.5.5 镉磷化 219

第6章 钝化膜 221

6.1 概述 221

6.1.1 钝化定义 222

6.1.2 金属钝化理论 224

6.1.3 金属钝化分类 227

6.1.4 影响金属钝化的因素 229

6.1.5 金属钝化的应用 233

6.2 钢铁的钝化 236

6.2.1 钢铁的铬酸盐钝化 236

6.2.2 钢铁的草酸盐钝化 243

6.2.3 钢铁的硝酸钝化 245

6.2.4 钢铁钝化的应用实例 246

6.3 不锈钢的钝化 248

6.3.1 不锈钢钝化方法分类 248

6.3.2 不锈钢钝化工艺流程 248

6.3.3 不锈钢钝化后处理 250

6.3.4 不锈钢钝化膜的质量检测 251

6.4 锌及锌合金的钝化 251

6.4.1 锌及锌合金铬酸盐钝化 251

6.4.2 锌及锌合金无铬钝化 259

6.4.3 锌及锌合金钝化的应用实例 260

6.5 锌镀层的钝化 263

6.5.1 锌镀层的铬酸盐法钝化 263

6.5.2 锌镀层的无铬钝化 268

6.6 其他金属的钝化 269

6.6.1 镉的钝化 269

6.6.2 铜及铜合金的钝化 270

6.6.3 铝及铝合金的钝化 273

6.6.4 银及银合金的钝化 274

6.6.5 锡及锡合金的钝化 276

第7章 着色膜和染色膜 279

7.1 概述 279

7.2 钢铁的着色 282

7.3 不锈钢的着色 285

7.3.1 着色原理 286

7.3.2 着色工艺 286

7.3.3 化学氧化着色 290

7.3.4 低温着色 290

7.3.5 高温着色 291

7.3.6 有机物涂覆着色 291

7.3.7 电化学着色 291

7.3.8 固膜处理和封闭处理 292

7.3.9 不锈钢化学着色设备 293

7.3.10 不锈钢化学着黑色的常见故障及纠正方法 294

7.4 铝及铝合金的着色和染色 294

7.4.1 有机染料染色 294

7.4.2 无机染料染色 296

7.4.3 消色法着色 297

7.4.4 套色染色 297

7.4.5 色浆印色 298

7.4.6 自然发色法 298

7.4.7 交流电解着色 299

7.4.8 直接化学着色 304

7.4.9 木纹着色 306

7.4.10 一步电解着色 307

7.4.11 封孔处理 308

7.5 铜及铜合金的着色 312

7.5.1 铜单质着色 312

7.5.2 铜合金着色 314

7.5.3 铜及铜合金电解着色 315

7.6 镍及镍合金的着色和染色 315

7.6.1 镍及镍合金着色 315

7.6.2 电泳法镍层染色 316

7.6.3 光亮镍染色 316

7.7 锌及锌合金的着色和染色 317

7.7.1 锌着色 317

7.7.2 锌合金着色 318

7.7.3 锌镀层着色 319

7.7.4 锌镀层染色 321

7.8 其他金属的着色和染色 321

7.8.1 铬着色 321

7.8.2 银及银合金着色 322

7.8.3 铍合金着色 324

7.8.4 镉着色 324

7.8.5 锡着色 324

7.8.6 钛及钛合金着色 325

7.8.7 金着色 326

7.8.8 钴着色 327

7.8.9 镁合金着色 328

第8章 化学转化膜层性能检测技术 329

8.1 厚度测量 329

8.1.1 概述 329

8.1.2 膜厚测量方法 331

8.2 硬度测量 333

8.2.1 概述 333

8.2.2 显微硬度测量原理 335

8.2.3 显微硬度测量仪器 337

8.2.4 显微硬度测量试验条件 339

8.2.5 显微硬度的误差分析 343

8.3 大气腐蚀试验 343

8.3.1 大气环境下的腐蚀试验 344

8.3.2 室内加速腐蚀试验 348

8.3.3 重量分析法 350

8.3.4 形貌分析法 350

8.3.5 结构分析法 352

8.3.6 电化学分析法 354

8.4 耐蚀性试验 356

8.4.1 钢铁化学转化膜的耐蚀性试验 356

8.4.2 有色金属化学转化膜的耐蚀性试验 357

8.5 耐磨性试验 358

8.5.1 钢铁氧化膜的耐磨性试验 358

8.5.2 有色金属氧化膜的耐磨性试验 359

第9章 化学转化膜新技术 360

9.1 绿色磷化技术 360

9.2 硅烷化处理技术 360

9.2.1 成膜机理 360

9.2.2 工艺流程及优缺点 361

9.2.3 工业现状和发展方向 361

9.3 锆盐陶化技术 361

9.3.1 成膜机理 361

9.3.2 工艺流程及优缺点 362

9.3.3 工业现状和发展方向 362

9.4 锡酸盐转化膜技术 362

9.5 钛锆盐转化膜技术 363

9.6 钼酸盐转化膜技术 363

9.7 锂酸盐转化膜技术 364

9.8 钒酸盐转化膜技术 364

9.9 氟锆酸盐转化膜技术 364

9.10 钴酸盐转化膜技术 365

9.11 硅酸盐-钨酸盐转化膜技术 366

9.12 植酸转化膜技术 366

9.13 单宁酸转化膜技术 367

9.14 生化膜技术 367

9.15 双色阳极氧化 367

参考文献 368