金属的表面防护与装饰【荣成华金属】

金属的表面防护

金属的表面防护与装饰 一般金属零件都裸露在空气中，而空气中存在着大量的氧气和水分，这些都是导致金属材料表面被氧化、腐蚀的主要原因。表面防护技术可有效地保护材料、防止腐蚀。常用的金属表面防护处理方法有电镀、化学镀、热浸镀、包覆法、化学转化膜技术、涂料涂装等。

电镀、化学镀及热浸镀

⑴电镀

将金属零件作为阴极浸入含有欲镀金属的盐溶液中，通入电流，在直流电场的作用下，金属盐溶液中的阳离子在零件表面上沉积成为牢固的镀层的工艺，称为电镀。

 

电镀是金属表面常用的防护处理方法。根据镀层金属的不同，电镀可分为镀铬、镀锌、镀铜、镀镍、镀金、镀银、镀钛等。电镀具有镀层厚度能准确控制，镀层质量好，与被镀金属结合牢固，电镀工艺使用常温或低温加热等优点，但生产率较低。

 

电镀使金属表面美观，并且具有防腐功能（如镀铬、镀铜、镀镍、镀金、镀银等，如自行车、摩托车、钟表零件等的镀铬、镀锌、镀锌镍耐蚀合金等）；电镀可以增大零件几何尺寸或修补磨损面，从而修复零件因磨损而造成的尺寸偏差；电镀还能起耐磨和防渗的作用（如镀硬铬以得到耐磨抗腐蚀表面，镀铜以防止局部渗碳等）。

 

⑵化学镀

化学镀是利用适当的还原剂，使一定成分溶液中的金属离子在经催化的金属表面上还原出金属镀层的一种化学方法。

 

化学镀可以镀镍、镀铜、镀金、镀钴、镀钯、镀锡及镀合金等。其中最常用的是化学镀镍和化学镀铜。

 

⑶热浸镀

将金属零件浸入熔融的金属液体槽中，经一定时间取出然后冷却后，使其表面形成耐蚀覆盖层的工艺，称为热浸镀。

 

热浸镀层与金属表面结合牢固，操作简单，生产率高，应用较为广泛。如“白铁皮”就是热镀锌的钢板，制作食品罐头的“马口铁皮”就是热镀锡钢板。

化学转化膜技术

化学转化膜技术就是通过化学或电化学的处理方法，使金属表面形成一层稳定的化合物膜，从而既有防腐作用又有装饰作用。常用的方法有氧化处理和磷化处理。

 

⑴氧化处理

氧化处理就是采用化学或电化学的处理方法，使零件表面形成一层氧化膜，以提高零件的耐蚀性并改善其外观的工艺方法。

 

①钢铁的氧化处理（发蓝或发黑）

将钢铁零件放入特定的氧化性溶液中适当加热，使其表面形成一层致密的氧化膜，以提高零件的耐蚀性并改善其外观的工艺方法，称为钢铁的氧化处理。因氧化膜呈蓝色或黑色，所以又称发蓝或发黑。氧化处理形成的氧化膜是由 Fe₃O₄ 组成，厚度约为0.5 ～ 1.5 μ m ，分布均匀，结构致密，并与零件表面结合牢固，不仅提高了零件表面的抗蚀能力，而且表面光泽美观，因此广泛应用于各种机械零件的表面防护和装饰。

钢铁氧化处理的一般工艺流程为：清洗（热水）→清洗（流动水）→酸洗→清洗（流动水）→氧化→清洗（回收槽中）→清洗（流动水）→皂化→清洗（热水）→干燥→检验→浸油。

②铝及铝合金的氧化处理

这种工艺有两种方法：其一是将铝及铝合金零件放入弱碱或弱酸中获得与基体铝结合牢固的氧化膜的工艺方法，即化学氧化法；其二是将铝及铝合金零件放入电解液中，然后通电，以获得硬度高、吸附力强的氧化膜的工艺方法，即阳极氧化法。主要用于提高铝及铝合金制品的抗蚀和耐磨能力以及装饰美观其表面，如建筑装潢用铝型材、标牌等。

 

⑵磷化处理

磷化处理是将钢铁零件放入磷酸盐溶液中，使零件表面获得一层不溶于水、耐腐蚀的磷酸盐薄膜的工艺方法。磷酸盐薄膜由磷酸铁、锰、锌所组成，呈灰白色或浅灰黑色，厚度通常为 7～ 20 μ m 。磷化膜与基体金属结合十分牢固，并具有较高的电阻率，绝缘性能良好。磷化膜抗蚀能力比氧化膜要高 2 ～ 10 倍，在 200 ～ 300 ℃时仍具有一定的耐蚀性，在大气、植物油、动物油、矿物油、苯及甲苯中均有很好的耐蚀能力，但在酸、碱、氨水、海水及水蒸气中的耐蚀性较差。磷化膜的颜色、结构、表面密度和厚度会随着基体材料、零件表面状态、磷化液成分和磷化工艺条件的变化而变化。厚的磷化膜主要用于耐蚀防护、冷变形加工的润滑、滑动表面的减摩等；薄的磷化膜主要用于工序间的防护及有机涂料层基底等。

钢铁零件磷化处理的一般工艺流程为：化学脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→磷化处理→冷水洗→去离子水洗→干燥。

涂料涂装法

金属的表面防护与装饰 涂料涂装法是在金属表面涂覆一层物质，使金属与周围介质隔开，达到保护金属表面、防止腐蚀的目的。通常采用涂涂料，如涂红丹漆、醇酸树脂漆、酚醛树脂漆等；涂塑料，如涂聚氟乙烯，聚乙烯塑料等；涂防锈油，如矿物油、凡士林、石蜡。

金属的表面装饰

金属的表面装饰就是通过对金属表面的处理和加工，使其色彩鲜艳、赏心悦目，不仅具有良好的使用性能，而且美观，具有艺术欣赏性。上述的金属表面保护方法也属金属表面装饰的范畴，除此之外，金属的表面装饰方法还有表面抛光、表面着色、光亮装饰镀、美术装饰漆膜等。

 

⑴表面抛光

表面抛光就是利用机械、物理的作用，在抛光机或砂带磨床上进行的光整加工方法。通过表面抛光，可获得光亮如镜的表面，达到了装饰的效果。

 

⑵表面着色

表面着色就是在金属表面形成一层很薄的、具有色彩和耐蚀性的金属化合物，再经抛光，使表面具有色彩且光亮。

 

⑶光亮装蚀镀

光亮装饰镀是在原电镀的基础上，通过加入少量使镀层产生光亮的添加剂，从而形成光亮装饰镀层的工艺方法。

 

⑷美术装饰漆

金属的表面防护与装饰  美术漆是一种工业用漆，其漆膜有锤纹、起皱、开裂、凹凸等各种美丽花纹，立体感强。色彩斑斓的花纹能起到装饰作用，使金属制品不仅实用而且更具艺术价值。按照形态及花纹的不同，美术漆可分为皱纹漆、锤纹漆、晶纹漆、桔纹漆、金属闪光漆等多种。尤其是金属闪光漆，不仅色彩艳丽，而且充满闪闪发光的“金属感”和“方向依存性”，从不同的角度观察时都会产生不同的色感，因而被广泛使用于轻工产品。