金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用

名

称

操　　 作

特　　 点

应　　 用

氧

化

黑色金属的氧化是将工件置于含硝酸钠或亚硝酸钠的氢氧化钠浓溶液中处理，使工件表面生成一层很薄的氧化膜的过程。也称发蓝或发黑

钢铁的氧化膜主要由磁性氧化铁(Fe₃O₄)组成。厚度约为0.5~1.5μm，一般呈蓝黑色(铸铁和硅钢呈金黄色至浅棕色)，有一定的防护能力。膜层很薄，不影响工件的尺寸精度。氧化没有氢脆现象，但有时会产生碱脆

为提高膜的抗蚀性，耐磨性和润滑性，可利用其良好的吸附性，进行浸热肥皂水及浸油(锭子油、机油或变压器油)处理

膜层黑亮，有防护和装饰效果。广泛用于各种精密仪器、光学仪器、机械零件及各式武器上作防护装饰

氧化也用于铝、铜、镁等有色金属及合金，以提高抗蚀性或作油漆底层。但处理溶液及膜的组成、颜色、性质，则随合金不同而异

磷

化

磷化是将工件置于含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中处理，使工件表面生成一层难溶于水的磷酸盐薄膜的过程，又称磷酸盐处理

磷化按操作温度可分为高温、中温、低温(冷)磷化三种类型

磷化膜厚度约为3~20μm，呈灰或暗灰色。与金属基体结合较好，在大气条件下很稳定，在有机油类、苯、甲苯及各种气体燃料中有很好的耐蚀性，抗蚀能力为氧化膜的2~10倍以上。但不耐酸、碱、氨、海水及水蒸气等。膜经重铬酸盐封闭后，耐蚀性可大为提高

磷化膜与油漆涂层有良好的结合力；膜层的电绝缘性很高，涂绝缘漆后可耐1000~1200V；膜层具有多孔性，可吸附大量润滑油而减小摩擦；膜层具有不粘附熔融金属的特性

磷化膜的使用温度一般在150℃以下，但可经受400~500℃的短时烘烤，温度过高则抗蚀性下降

磷化后基体的力学性能、强度、磁性等基本不变。但膜本身硬度、强度较低，有一定脆性

用作一般机械零件、制品的保护层和油漆底层；用于冷冲压、冷墩时的减摩和防裂；用于电机、变压器等电磁装置的硅钢片和要求绝缘的钢件，在不影响透磁的情况下提高绝缘性；还可作热浸锌、浸铅-锡及浇注电机铝转子的钢模的防粘保护层

在国防工业上，可作各种武器的防护层和润滑层；航空发动机上的燃油及滑油系统的导管、飞机操纵系统上的高压气瓶内腔，起落架轮轴以及其他类似零件也常用磷化膜作保护层

磷化不仅用于黑色金属，也用于锌、镉、铝等有色金属及其合金

钝

化

钝化是将金属置于亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐或重铬酸盐溶液中处理，使金属表面生成一层铬酸盐钝化膜的过程。又称铬酸盐处理

铬酸盐钝化膜主要由三价铬与六价铬的化合物以及基体金属的铬酸盐组成。外观随合金成分、膜厚而变化，可由无色到彩虹色或棕黄色。膜层具有良好的耐蚀性和装饰性；膜层紧密与基体结合较好，对基体金属可起隔离保护作用。膜中的三价铬不溶于水，构成膜的骨架，使膜有较高的强度与化学稳定性。而六价铬是可溶性的，在膜中起填充作用，在潮湿大气中，即使膜被划伤，六价铬也能溶于水生成铬酸盐，使划伤处重新钝化而具有自愈合能力

常作为锌、镉镀层的后处理，以提高镀层的耐蚀性；用作铝合金、镁合金、铜及铜合金等的防护；在航空工业和其他部门，还用来代替铝的阳极氧化膜用；对于黑色金属，较少单独使用，多是用来封闭磷化层，增强防腐能力，也用于保护金属在防腐施工前不再生锈，并提高漆膜的附着力