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有关于电镀论文的参考文献

发布时间:2024-07-04 14:58:56

有关于电镀论文的参考文献

表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为,若外层膜选用折射率为的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为,故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在~μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到,高于玻璃基底的表面硬度,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇,潘玉昆,卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷,2003,31(5):45-50.

[2] 吴春春,杨 辉,袁 骏等. 抗静电防眩膜研究进展[J]. 材料科学与工程,2002,20(1):133-135.

[3] 胡沛然,韩文爵,王海风等. Na2SiF6和ZnCl2对玻璃防眩光效果的影响研究[J]. 化工新型材料,2009,37(11):84-95.

[4] 唐晋发,顾培夫,刘 旭等. 现代光学薄膜技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2006.

[5] 罗春炼,韩文爵,王海风等. 提高防眩玻璃透过率的主要影响因素[J]. 化工新型材料,2008,36(12):89-91.

[6] 黄腾超,沈亦兵,陈海星等. 应用于MOEM S器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[J]. 光学仪器,2004,26(2):151-155.

[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献:

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术,如电镀(或化学镀)、喷漆(或上涂料)、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些表面涂覆技术论文,希望你能有所感触!

达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析

【摘要】讲述了达克罗的工艺流程,并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。

【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法

0.前言

达克罗涂层(欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED),是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面,经烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理,已在世界范围内得到了广泛的应用。

1.涂层耐蚀性能机理

达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成,经固化成膜。在成膜过程中,CrO3大部分转化为Cr2O3,生成无定形的Cr2O3·CrO3,它作为粘结剂,将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来,其结构科分别表示Fe·(FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3)·Al,Al·(Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3)·Al。除此之外,树脂固化形成的体型网状结构,使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特,其耐蚀机理可作如下分析:

屏蔽作用

涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物,把涂层与基体结合起来,另一方面又通过树脂固化反应,生成体型网状立体结构,把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用,又存在物理作用。这种紧密结合的涂层,起更好的隔离腐蚀介质的作用。

钝化作用

达克罗处理液中,铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应,生成致密的铬酸钝化膜,使基体的耐蚀性能大为提高。

电化学保护作用

达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀性能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时,铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀,基体金属作为阴极得到完全保护。

2.达克罗工艺

达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点,即前处理、涂覆、烘烤。

前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮,提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大,如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法,而对于结构较为复杂的零部件,一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈,以防止产生清脆。

涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件,然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3~6μm,二涂二烘为6~9μm,三涂三烘为9~12μm,可根据产品要求进行选择(详见附表一)。在涂覆过程中,有几个工艺参数需要控制:浸渍时间为200~300r/min。另外,对于达克罗溶液的维护也要格外精心,平时不使用时保持其温度在14℃以下,正常工作的温度保持在20±2℃,以保证达克罗溶液的稳定。

烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程,常在网带式循环热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区,温度为60~180℃(处理时间为10min左右),零部件预热要缓慢,让涂层水分逐渐逸出,避免涂层起泡,产生孔隙。然后到达温度为280~330℃的固化区,时间为25~30min,在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层性能的形成十分重要。

3.达克罗涂层的检验

涂覆量

因为零件形状不同,各部位的涂覆量是不相同的,这里指的是平均涂覆量。

中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。

检测方法:将涂覆后的50~100g的零件先称重,然后放在70~80℃的20%氢氧化钠溶液里,直到涂层全部去掉后取出并清洗吹干,然后再称重,前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。

涂层厚度

测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法,具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。

附着力

采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面,用手指揉擦以排除气泡,在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开,根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别,一般3~5级以上为合格。

泛黄试验

泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1~2滴浓氨水滴在冷却的工件表面,涂层在30~60s内泛黄为合格,涂层烘烤不足时不泛黄。

硝酸铵快速腐蚀试验

由于盐雾试验周期时间长,在生产控制中很难用实现,因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀性能。

试验方法:用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃,将零件浸渍于溶液内,或部分浸渍于溶液内。

判断方法:基体不允许出现红锈。

盐雾试验

达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验,具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60~75°摆放,彼此不接触,而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。

4.结束语

随着科学技术进步,达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生,希望与同仁共同研究、开发,推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]

【参考文献】

[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报(自然科学版),.

[2]肖合森.达克罗处理的检测方法.电镀与涂饰,.

[3]邹志武,王红洲.达克罗技术.汽车工艺与材料,2003.

[4]王敏,黄鑫,王家禄,贺子凯.达克罗技术与应用.电镀与涂饰,.

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表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术,如电镀(或化学镀)、喷漆(或上涂料)、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些表面涂覆技术论文,希望你能有所感触!

达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析

【摘要】讲述了达克罗的工艺流程,并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。

【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法

0.前言

达克罗涂层(欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED),是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面,经烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理,已在世界范围内得到了广泛的应用。

1.涂层耐蚀性能机理

达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成,经固化成膜。在成膜过程中,CrO3大部分转化为Cr2O3,生成无定形的Cr2O3·CrO3,它作为粘结剂,将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来,其结构科分别表示Fe·(FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3)·Al,Al·(Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3)·Al。除此之外,树脂固化形成的体型网状结构,使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特,其耐蚀机理可作如下分析:

屏蔽作用

涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物,把涂层与基体结合起来,另一方面又通过树脂固化反应,生成体型网状立体结构,把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用,又存在物理作用。这种紧密结合的涂层,起更好的隔离腐蚀介质的作用。

钝化作用

达克罗处理液中,铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应,生成致密的铬酸钝化膜,使基体的耐蚀性能大为提高。

电化学保护作用

达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀性能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时,铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀,基体金属作为阴极得到完全保护。

2.达克罗工艺

达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点,即前处理、涂覆、烘烤。

前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮,提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大,如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法,而对于结构较为复杂的零部件,一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈,以防止产生清脆。

涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件,然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3~6μm,二涂二烘为6~9μm,三涂三烘为9~12μm,可根据产品要求进行选择(详见附表一)。在涂覆过程中,有几个工艺参数需要控制:浸渍时间为200~300r/min。另外,对于达克罗溶液的维护也要格外精心,平时不使用时保持其温度在14℃以下,正常工作的温度保持在20±2℃,以保证达克罗溶液的稳定。

烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程,常在网带式循环热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区,温度为60~180℃(处理时间为10min左右),零部件预热要缓慢,让涂层水分逐渐逸出,避免涂层起泡,产生孔隙。然后到达温度为280~330℃的固化区,时间为25~30min,在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层性能的形成十分重要。

3.达克罗涂层的检验

涂覆量

因为零件形状不同,各部位的涂覆量是不相同的,这里指的是平均涂覆量。

中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。

检测方法:将涂覆后的50~100g的零件先称重,然后放在70~80℃的20%氢氧化钠溶液里,直到涂层全部去掉后取出并清洗吹干,然后再称重,前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。

涂层厚度

测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法,具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。

附着力

采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面,用手指揉擦以排除气泡,在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开,根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别,一般3~5级以上为合格。

泛黄试验

泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1~2滴浓氨水滴在冷却的工件表面,涂层在30~60s内泛黄为合格,涂层烘烤不足时不泛黄。

硝酸铵快速腐蚀试验

由于盐雾试验周期时间长,在生产控制中很难用实现,因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀性能。

试验方法:用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃,将零件浸渍于溶液内,或部分浸渍于溶液内。

判断方法:基体不允许出现红锈。

盐雾试验

达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验,具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60~75°摆放,彼此不接触,而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。

4.结束语

随着科学技术进步,达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生,希望与同仁共同研究、开发,推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]

【参考文献】

[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报(自然科学版),.

[2]肖合森.达克罗处理的检测方法.电镀与涂饰,.

[3]邹志武,王红洲.达克罗技术.汽车工艺与材料,2003.

[4]王敏,黄鑫,王家禄,贺子凯.达克罗技术与应用.电镀与涂饰,.

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表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为,若外层膜选用折射率为的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为,故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在~μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到,高于玻璃基底的表面硬度,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇,潘玉昆,卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷,2003,31(5):45-50.

[2] 吴春春,杨 辉,袁 骏等. 抗静电防眩膜研究进展[J]. 材料科学与工程,2002,20(1):133-135.

[3] 胡沛然,韩文爵,王海风等. Na2SiF6和ZnCl2对玻璃防眩光效果的影响研究[J]. 化工新型材料,2009,37(11):84-95.

[4] 唐晋发,顾培夫,刘 旭等. 现代光学薄膜技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2006.

[5] 罗春炼,韩文爵,王海风等. 提高防眩玻璃透过率的主要影响因素[J]. 化工新型材料,2008,36(12):89-91.

[6] 黄腾超,沈亦兵,陈海星等. 应用于MOEM S器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[J]. 光学仪器,2004,26(2):151-155.

[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献:

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

典型汽车涂装废水处理工艺 摘 要:本文针对汽车涂装废水中含有树脂、表面活性剂、重金属离子,Oil、颜料等污染物,特别是其中的电泳废水、喷漆废水成份复杂,浓度高,可生化性差的实际情况,采用分质处理、混凝沉淀、混凝气浮、砂滤等工艺对涂装废水进行处理,取得了良好效果:CODCr去除率大于80%。实际运行表明,该工艺在技术和经济上均是合理可行的。Treatment technics of representative coating wastewater of automobile manufacturing Abstract:In this article, in allusion to the contamination of coating wastewater of automobile manufacturing which contains resin, surface active agent, heavy metal ion, oil, paint, dyestuff etc, especially the ELPO wastewater and painting wastewater which is complex, and has high concentration. we use separated pre-treatment, coagulating sedimentation, air flotation and sand filtration to treat coating wastewater and obtains good results: the removal rate of CODCr could be higher than 80%. The operate of the set proved that under this condition, it would be practicable both in technology and economy. 关键词:涂装废水;分质处理;混凝沉淀;混凝气浮;砂滤;Fenton试剂 Keywords:coating wastewater;separated pre-treatment;coagulating sedimentation;air flotation;sand filtration;Fenton reagent翻译 汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中产生废水排放最多的环节之一。涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子,Oil、PO43-、油漆、颜料、有机溶剂等污染物,CODCr值高,若不妥善处理,会对环境产生严重污染。对此类废水,传统的方法是直接对混合废水进行混凝处理,治理效果不理想,出水水质不稳定,较难达到排放标准。特别是其中的喷漆废水,含大量溶于水的有机溶剂,直接采用混凝法处理效果很差。我们在上海某汽车厂经过实地勘查、大量分析调研和小试,针对涂装废水的特点,采用分质预处理再进行后续处理的二步处理的方法,并选择芬顿氧化—混凝沉淀,气浮物化工艺进行处理,达到了排放标准,CODCr去除率达到80%以上。1废水的来源和主要污染物 涂装废水的来源及有害物质 涂装废水主要来自于预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化等车身前处理工序;阴极电泳工序和中涂、喷面漆工序。 废水中含有的主要有毒、有害物质如下:涂装前处理:亚硝酸盐、磷酸盐、乳化油、表面活性剂、Ni2+、Zn2+。底涂:低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉剂、环氧树脂、丁醇、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、油漆等。中涂、面涂:二甲苯、香蕉水等有机溶剂、漆膜、颜料、粉剂。 废水水质、水量 本工程设计处理水量60m3/h。 油漆车间排放的废水分为间歇排放的废槽液和连续排放的清洗水。 间歇排放废水主要来源于前处理槽的倒槽废液、喷漆工段排放的废液等,废水浓度高,一次排放量大,水质如表1所示。 表1 间歇排放废水的水质污 染物源来水废 CODCr mg/L Oil mg/L PO43- mg/L Zn2+ mg/L Ni2+ mg/L Cd2+ mg/L 碳黑 mg/L pH 其它 预脱脂槽、脱脂槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 2500~ 4000 300~ 950 250~400 表调槽废槽液 15~30 磷化槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 400~600 100~150 20~30 6 钝化槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 50~100 1~3 4~5 电泳废槽液 3000~ 20000 81 7~9 中涂、面漆喷漆室水槽废液 3000 5~6 漆渣 连续排放废水主要来自于前处理工序的后喷淋、浸渍槽的溢流废水等,相对间歇排放废水,其浓度低、总排放水量大,其水质如表2所示。表2 连续排放废水的水质源 来水废污染物 CODCr mg/L Oil mg/L PO43- mg/L Zn2+ mg/L Ni2+ mg/L Cd2+ mg/L 碳黑 mg/L pH 脱脂后冲洗废水 300 25 10~20 7~8 磷化后冲洗废水 20~30 12 8 6 钝化后冲洗废水 10~15 5~6 DI水喷淋槽喷淋废水 3900 1~3 4 循环去离子清洗废水 400 6 自泳后水洗溢流废水 100~1000 8 7~9 2.涂装废水处理工艺设计 汽车涂装废水处理工艺的关键之一在于合理的清浊分质。对部分难处理或影响后续处理的废水,根据其性质和排放规律,先进行间歇的预处理,再和其它废水集中连续处理,这样不仅可以取得较好的和稳定的处理效果,而且在经济上也合理可行。 涂装废水处理工艺流程 涂装废水处理工艺流程如图1所示。 图1某汽车厂涂装废水处理站处理流程 间歇预处理 脱脂废液 对脱脂废液采用酸化法进行破乳预处理,向脱脂废液中投加无机酸将pH调至2~3,使乳化剂中的高级脂肪酸皂析出脂肪酸,这些高级脂肪酸不溶于水而溶于油,从而使脱脂废液破乳析油。 另外,加酸后使脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性溶液中易分解而失去稳定性,失去了原有的亲油和亲水的平衡,从而达到破乳。经预处理后CODCr从2500~4000mg/L降低到1500~2400mg/L,去除率在40%左右;而含油量从300~950 mg/L降至50~70 mg/L,去除率高达90%~95%。 电泳废液 在阴极电泳废水中含有大量高分子有机物,CODCr最高可达20000mg/L,还含大量电泳渣,这些物质在水中呈细小悬浮物或呈负电性的胶体状。处理中加入适当的阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)作混凝剂,利用絮凝剂的吸附架桥作用来快速去除废水中的污染物。电泳废液在预处理时要求pH值在11~12之间,有较好的沉淀效果。反应后的出水CODCr在2000 mg/L左右。 喷漆废水 对喷漆废水先采用Fenton试剂(H2O2+FeSO4)对其进行预处理,使其中的有机物氧化分解,CODCr去除效率约在30%左右,再加入PAC和PAM对其进行混凝沉淀,经过此两步处理,CODCr的总去除率可达到60%~80%,由3000~20000mg/L降至1200~4000mg/L。出水排入混合废水调节池。 Fenton试剂具有很强的氧化能力,当pH值较低时(控制在3左右),H2O2被Fe2+催化分解生成羟基自由基(·OH),并引发更多的其他自由基,从而引发一系列的链反应[1]。通过具有极强的氧化能力的·OH与有机物的反应,使废水中的难降解有机物发生部分氧化、使废水中的有机物C—C键断裂,最终分解成H2O、CO2等,使CODCr降低。或者发生偶合或氧化,改变其电子云密度和结构,形成分子量不太大的中间产物,从而改变它们的溶解性和混凝沉淀性。同时,Fe2+被氧化生成Fe(OH)3在一定酸度下以胶体形态存在,具有凝聚、吸附性能,还可除去水中部分悬浮物和杂质。出水通过后续的混凝沉淀进一步去除污染物,以达到净化的目的[2]。 连续处理 经预处理的各类废水排入均和调节池中,与其它废水混合后进入连续处理流程。混合后的废水CODCr约为700~900mg/L。连续处理分为二级:混凝沉淀和混凝气浮。 在涂装废水中,油、高分子树脂(环氧树脂)、颜料(碳黑)、粉剂、磷酸盐等在表面活性剂、溶剂及各种助剂的作用下,以胶体的形式稳定地分散在水溶液中。可以靠投加化学药剂来破坏胶体的细微悬浮颗粒在水中形成的稳定体系,使其聚集成有明显沉淀性能的絮凝体,然后形成沉淀或浮渣加以除去[3]。 在废水中加入一定量的无机絮凝剂后,它们可中和乳化油或高分子树脂的电位,压缩双电层,胶粒碰撞促进凝集,完成脱稳过程,形成细小密实的絮凝物。这样可使涂装废水中的金属离子和磷酸根离子在碱性条件下生成的固体小颗粒形成沉淀物[4]。所以混凝处理可有效地去除汽车涂装废水中的油、高分子树脂、颜料和粉剂[5]。 重金属离子和磷酸盐中,由于Ni2+生成Ni(OH)2沉淀以及PO43-生成Ca3 (PO4) 2沉淀的最佳pH值是10以上;而Zn2+生成氢氧化物沉淀的最佳pH值范围是~,pH过高会形成ZnO22-而溶解。所以要分二级混凝反应以分别去除Ni2+,PO43-和Zn2+ 。同时,混凝反应后的固液分离分别采用的是斜板沉淀池和气浮池,这样既可以用斜板沉淀池来去除比重较大的重金属化合物沉淀,又可以用气浮池来去除比重较轻的有机物等。 混凝沉淀 第一级为混凝沉淀调节pH值为10~。 反应槽采用推流式反应槽,分为三格。第一格加碱将pH调高至10~,加入CaCl2,第二格加FeSO4,第三格加混凝剂PAM,反应后进入斜板沉淀池进行固液分离。三格停留时间分别为15min、15min、。斜板沉淀池表面负荷按2m3/m2·h设计。一级反应CODCr去除率为50%~60%。图2为一级反应槽示意图。图2 一级反应槽示意图 混凝气浮 二级反应的反应槽,也采用推流式反应槽,分为三格。第一格加酸将pH回调至~9,第二格加PAC,第三格加PAM,反应后进入气浮池进行固液分离。二级反应槽三格停留时间分别为10min、10min、5min。气浮池的溶气水按处理水量的30%设计。二级反应CODCr去除率为20%~25%,同时气浮也去除了Zn2+和一部分的表面活性剂。 深度处理 深度处理采用砂滤和活性炭过滤。从运行情况看,经砂滤后的出水即能达到排放标准(CODCr≤300mg/L)。砂滤装置的过滤速度控制在10~12m3/(m2·h)。反冲洗水由监测水箱中的水加压后提供,反冲洗强度控制在16~18L/(m2·s)。 砂滤后的出水已能达到排放要求,因此,活性炭过滤只是一个应急保证措施,一般情况下较少使用。 污泥处理 污泥处理的好坏,直接影响废水处理站的运行。由于污泥含油量高,直接进行压滤效果较差,在污泥浓缩槽中加入Ca(OH)2,pH调整至10左右,能达到较好的压滤效果。污泥含水率经板框压滤机后可由99%下降至75%~80%。 连续处理去除率分析 连续处理过程去除率如表3所示。表3 连续处理效率出水位置 CODCr去除率 斜板沉淀池出口 50%~60% 气浮池出口 20%~25% 砂滤出口 15% 3处理效果分析 该工程自2002年运行至今,处理效果稳定,表4为上海市环境监测中心2004年对该厂的监测分析报告数据汇总。监测时间为3天,每天取样12次(1小时取样一次,包括废水处理装置进口和出口)。表4 废水处理设施总排口监测数据监测 项目 废水处理装置进口* 废水处理装置出口 上海市《污水综合排放标准》(DB31/199–1997) 浓度最小值(mg/L) 浓度最大值(mg/L) 浓度平均值(mg/L) 浓度最小值(mg/L) 浓度最大值(mg/L) 浓度平均值(mg/L) pH 6~9 CODCr 434 759 625 73 132 300 三级标准 SS 93 351 204 21 145 29 350 三级标准 BOD5 36 145 87 4 83 150 三级标准 Oil 10 二级标准 Zn2+** - - - 二级标准 Mn2+** - - - 二级标准 Ni2+** - - - ND 第一类污染物排放标准 苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 甲苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 二甲苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 *废水处理装置进口指连续处理装置进口。** Zn2+、Mn2+、Ni2+本次监测未分析,表中所列为该厂废水处理站日常分析数据。 由上表可以看出,经处理后的废水以上海市《污水综合排放标准》(DB31/199—1997)进行评价,其中CODCr、BOD5、SS按三级标准评价(废水处理后排入安亭水质净化厂),其余采用二级标准及第一类污染物最高允许排放浓度,均能达到工程设计指标。 目前,处理装置运行稳定,出水均能达标。4.技术经济分析 工程造价和运行费用是人们在选用处理方法时所必须考虑和关心的问题。本工程采用分质处理后,与一般的集中物化处理比较,节省了加药量,污泥产量也有所减少,在一定程度上减少了运行费用,更重要的是保证了出水水质的稳定达标。本项目的技术经济指标见表5。表5 本处理工程技术经济指标总投资/万元 单位体积污水投资/万元 年运行费用/万元 单位体积污水处理费/元/m3 800 30 *年工作日按250天计,日处理水量为720 m3。5.结论 1、本工程采用分质处理、混凝沉淀、混凝气浮、砂滤等工艺对汽车涂装废水进行处理在技术和经济上是合理可行的。实际运行结果证明,此工艺对重金属、SS、Oil的去除效率超过90%,对CODCr的去除率大于80%。 2、汽车涂装废水水量和水质变化大,要特别的重视废水水量、水质均衡和分质预处理。根据工程实践证明,对脱脂废液,电泳废水、废液和喷漆废水这三股废水分别进行间歇预处理,这不仅有利于后续处理效率的提高,体现出技术和经济的统一,而且对整个系统的稳定运行和出水的稳定达标至关重要。参考文献:熊忠,林衍等 Fenton氧化法在废水处理中的应用[J] 新疆环境保护,2002,24(2):35~39 张林生,魏峰等 物理化学法处理汽车工业电泳涂装工艺中的超滤液废水[J] 给水排水,1999,25(10):33~36 刘绍根,汽车涂装废水处理技术[J] 工业用水与废水,2001,32(2):11~13 刘绍根,黄显怀 物化—生化法处理汽车生产废水[J] 给水排水,2001,27(12):53~56 廖亮,吴一飞等 磷化-喷漆线的废水处理工艺研究[J] 环境技术,2000,18,(4):18~21

关于电镀锌的论文的参考文献

机械镀锌铁是一种与电镀锌、热镀锌铁、达克罗处理不同工艺过程的防腐镀层,它的工艺特点是:室温条件生产操作、镀层形成不属于电沉积,是由装载零件镀筒的旋转,使筒内的零件介质的相互碰撞、实现机械工业能传递来形成镀层;镀层结构为微粒级球形锌粉受机械力传递碰撞变形、成为扁平、碟形锌颗粒的层状叠加来凝结为镀层,这种结构镀层具有金属锌的基本物理特征,镀层的功能作用是为铁基本零件提供防锈蚀要求的阳极性保护镀层 。工艺特性是:对高强钢工业零部件不产生氢脆危害及小型可滚镀零件的重防腐镀层(25-110um)替代热浸镀锌工艺具有工业应用的竞争优势。1.机械镀锌主要式艺过程 机械镀锌铁主要工艺流程 零件前处理、除油、除锈(可线下处理)→水洗→闪镀置换铜→水洗→机械镀锌沉积过渡底层→机械镀锌沉积→水抛光→零件倒出分离→热水洗(或按要求零件表面铬钝化、浸相关保护层)→甩干并烘干→检测验收。零件前处理、除油、除锈 对普通件,可按表面处理常规方法,但对高强钢基体零件的除锈、除氧化皮,尤为注意,因为不能较长时间采用含氢离子的强酸性化学材料对零件表面进行除锈及除氧皮,这样处理会对零件钢基产生一定渗氢影响,所以,应采用机械法来解决:如喷沙、振动光饰、抛丸工艺等。闪镀置换铜 置换铜层无厚度要求,但要完全覆盖零件基体表面,它的作用是:提高镀层结合力、有利于镀层表面状况的均匀性、阻挡工艺过程产生的氢对基体的渗入。另一作用发现,因为铜层具有良好的电导,相同锌镀层厚度的机械镀锌零件与渗锌零件同在盐雾箱进行试验考核比较,在盐雾试验达到11个周期时,发现由于盐雾水流的冲刷,渗锌零件的棱角处批量件出现红锈,而机械镀锌棱角处虽然已见露基体,但批量六件均不产生红锈:这是由于置换铜层的电阻小、电子导电畅通,保证了铁基体正常的电化学阴极状态,所以,该置换铜层对机械镀锌镀层结构的电化学防腐能力尤为重要。关于内镀置换工序,美国机械镀锌的通用技术标准,指定的ASTM—B695—91,就有内闪镀置换铜工序的技术要求:而我国国家机械工业局2000年1月1日颁布实施的“钢铁制件机械镀锌”、机械行业标准(JB/T8928—1999)对机械镀锌工艺中的置换铜层不作规定,对此:可按供、需双方的要求来确定。机械镀锌沉积过渡底层 这一工序是针对置换铜层而言,实施步骤是定量的机械镀锌专用引发剂和少量的渡覆锌粉加入滚动的渡筒内,滚动3—5min就可以形成使原来零件基本的铜层转变为银灰色的复合镀锌层。该镀锌层质量的优劣将影响后续加厚渡层的韧性与渡层结合力。机械镀锌沉积 定量分批次加入沉锌引发剂、渡层厚度要求韵锌粉可在15cm—30min定成此工序,达到工业零件要求的防腐镀锌层厚度。水抛光机械镀锌粉表面为非镜面半光亮渡层,水抛光工序就是机械镀锌的引发剂及锌粉都后。镀筒继续转动,使零件镀层表面达到均匀光亮的银白色表面,一般需要转动5—10in,虽然该镀层达不到电镀具有的镜面光泽、但表面的光滑、光亮度要优于热浸镀锌层。水抛光的镀筒转动时间有一个极大值,超过特定的极大值时锌镀层将有一定程度的切削破坏。零件表面铬钝化 机械镀锌层,特别是在最初条件下,在潮湿的空气中,易在镀层表面产生白色腐蚀物,必须通过透明铬钝化、黄色铬钝,使所形成铬的钝化膜防止白色腐蚀物产生。检测验收 机械工业镀锌厚度、镀层质量,取决于工艺操作、工艺配方及工艺定性、定量的规范控制:所以镀层质量的检测认定尤为重要,合格的检验结果将指导机械镀锌工艺对不同零件批次量的正确生产。2.国内机械镀锌初期研发与应用历史国内机械镀锌初期研发与应用 国内机械镀锌工艺的技术文献报导,最早由上海开关厂的吴载昌工程师发表于《材料保护》1975年第六期,文章题目为“机械镀”:到目前,应用于生产的报导,基本上是机械镀锌技术。在生产实际应用上,上个世纪八十年代中期,由香港引进机械工业镀锌滚筒设备及化学原料在广州水暖器材厂进行玛钢管件的机械镀锌,为国内机械镀锌工艺技术工业应用的开始。我国的机械镀工艺技术的自主研发是从二十世纪年代的中、后期开始的,这得益于改革开放后与世界工业交流的启迪。 国内机械镀锌工艺打桩水平的基本定位 国内从1989年在天津及其它地区开始把国内自主研制的机械镀锌工艺技术应用在工业零部件上,如:碟形弹簧、制钉、玛钢管件等;但当时的机械镀锌滚筒设备仅为单一转速,工艺技术在国内尚无标准依据、技术水平定量控制并不完善:在此条件下,进人工业应用市场,违背市场发展规律,所以,这一时期的机械工业镀锌工艺的技术水平与生产应用基本处于踏步不前状态,这表现在玛钢管件行业应用机械镀锌较为突出,究其原因,机械镀锌生产的应用,参照热浸镀锌技术标准的考核,从硫酸铜试验次数要求、厚锌镀层结合力、镀层表面光亮度、厚镀层的韧性等,在批量生产上均表现为重现性不稳定。这就是当时的机械镀技术特有的定性、定量工艺控制技术仍未达到产品质量要求的技术水平。 工业市场的需求是引领技术发展的动力,由于机械镀锌零部件产品的出口需求增加、机械镀工艺特有的技术功能,如对高强淬火钢零件的镀锌无氢脆危害、对使用滚镀方法的工业零部件镀厚锌要求时,采取机械镀锌替代热浸镀锌具有的综合的竞争优势,推动了国内机械镀锌的较快发展;从二十世纪90年代中期开始,国内机械镀锌工艺技术有了长足的发展:体现机械镀锌新技术水平应用的有,如经淬火的硬质射钉产品的稳定批量出口,单件重量、50um以上镀层厚度的40Cr高强度钢螺栓产品的质量合格出口,证明国内机械镀技术工业应用与国外技术水平的拉近,这时的机械工业镀锌工艺可人为控制50~ 70um、硫酸铜试验通过4-6次,并且镀层韧性优良,这三个技术指标的应用控制,确保了采用的机械镀锌产品的户外长期防腐能力不低于热浸镀锌。同时国家机械工业局2000年1月1日颁布实施机械工业行业技术标准:“钢铁制件机械镀锌”(JB/T8928-1999)。进入20001年,随着淬火钢五金零件机械镀锌产品出口的增长,外商要求产品镀层表面亮度的质量,要与国内从美国引进的机械镀锌技术所生产的产品、达到表非面装饰的一致性,针对这种情况,由国内自主技术基础研发机构,在原机械镀锌工艺基础的平台上,通过创新、在所用原料完全产化的条件下,使国内机械镀锌生产的产品与发达国家生产的机械镀锌产品,达到了一致的镀层质量水平。3.机械镀锌与电镀锌、热浸镀锌、达克罗处理对比应用优势 与电镀锌的对比应用优势 在工业应用上,电镀锌过程将在阴极析出氢气,这会对作为阴极析出氢气,这会对作为阴极上受镀的高强钢零件产生渗氟作用,结果使这种高强钢零件在使用过程中产生氢脆断裂而引发事故(目前国内,时有发生淬火高强射钉在使用过程中和崩断事故,这与采用电镀锌工艺有相当关系。发达国家对于射钉产品使用的安全规范,拒绝射钉表面防腐采用易产生氢脆断裂的电镀工艺):机械镀锌工艺对高强钢零件的镀覆不产生氢危害,这一功能优势,电镀锌是不可比的。另外,对比电镀锌,机械工业镀锌工艺的优势是:操作简单、对细小零件的滚镀更易控制,能耗少、半小时时间就可以完成50um镀层厚度的镀覆。 与热浸镀锌的对比优势 热浸镀锌工艺的镀锌层,是用于钢铁基本长期户外防腐蚀镀层工艺,这种工艺用在大型钢铁件(输电铁塔、工程钢结构等)镀锌防腐上,下容质疑:但在户外使用紧固零件的热镀浸锌上,国内工艺过程实施、基本是手工操作,加上热浸镀锌工艺过程的特征,与机械镀锌工艺的特点比较,就呈现出工艺应用的优劣问题,如:热浸镀锌镀垫片类、细小类零件时,零件易粘连,镀螺纹零件,熔融锌镀层会堵塞螺纹、对螺母,必须镀后重新套螺纹扣;烟尘、粉尘、金属热蒸汽污染严重,而机械镀锌工艺则不存在这类缺点,此外,机械镀锌镀层表面要比热浸镀锌表面来得光滑、光亮;对环保来讲,是具有相当可比性的清洁工艺。 从功能上,高温熔融的热镀锌过程会对淬火高强紧固零件的表面造成退火变软,如级高强钢高速公路护栏紧固件,采用热浸镀锌时,按技术标准进行的拉力试验,就反映出产品质量不合格或不稳定性。机械镀锌是室温条件操作,就不会对淬火钢零件的表面造成退火影响。机械镀锌镀层还具有抗大气酸雨的功能,通过试验对比,它的抗菌素酸雨能力是热浸镀锌层的三倍,如相同镀层厚度的机械镀锌零件与热浸镀锌零件在10%~15%的稀硫酸溶液中浸泡,其酸腐蚀露铁时间,机械镀锌层比热浸贸然锌层将延迟三倍.这种抗酸雨功能应用于大气酸雨严重的户外电力铁塔式紧固零件将尤为重要.上述要求对比事例说明,要求长期防腐蚀的户外应用紧固零件的镀锌防腐,完全可以用机械镀锌赵公元帅代热浸镀锌.与达克罗处理对比优势 达克罗处理是近年来国内开始应用的防腐涂层工艺,涂层厚度一般为5~10um ,工艺在薄镀层的应用上,有相当突出的涂层的防腐优点.对于一些防腐蚀要求不高的薄镀层五金零件,采用机械镀锌的优点:工艺操作简单、能耗低、表面光亮度好、而且工业加工成本低于达克罗处理。对于户外应用长期防腐蚀的紧固件镀层,都是牺牲阳极性质的锌镀层,镀层含有足够的含锌量、才能确保了户外应用的紧固零件数十年的防腐能力。达克罗处理涂层的防腐蚀性能是涂层的整体铬钝化。组成涂层的每一微粒级锌、铝磷片都被铬钝化、其锌、铝固有的牺牲阳极作用不占主导地位,所以说,起主要防腐作用的为涂层的整体钝化功能。对于户长期防腐蚀要求的镀层,达克罗处理涂层具有的防腐含岛上量远达不到技术要求量,而涂层的钝化膜,长期处于户外大气条件下,也将产生破坏并会缩短固有的抗腐时间。所以,讨论的这些源于发达国家的防腐工艺应用,在其技术标准上,都有明确的区分和指定,如美国“输电铁塔镀锌螺栓”技术标准:ASTM—A—394—93:“公路护栏波形梁”技术标准:AASHTO—M—180—89,规定有,户外长期使用的紧固螺栓防腐镀层,采用热浸镀锌或机械镀锌,并规范有锌镀层重防腐的含锌量;所以规范户外大气长期防腐蚀条件,对于紧固件,机械镀锌厚镀层的应用,要比达克罗处理涂层的应用更为适合。4.与发达国家机械镀锌比较及相关应用技术标准 与发达国家机械镀锌相比较 国际上,对机械镀的定义有两种,英文的称呼为:Mechanical Plating 和Mechanical Galvanizing,中文翻译为:机械镀和机械浸镀,实际上,这两种定义的工艺过程操作是一样的,只不过机械镀是指薄的镀层,厚度为25um 以下的、机械浸镀是指25—110um的厚镀层,在国内都统称为:机械镀目前国内的机械镀锌工艺技术,通过十几年的发展,原材料的改进及配方技术的创新提高,使用的机械镀锌镀层质量与发达国家相比,已经差别不大,同时也可以进行机械镀锌一锡合金、机械镀锌铝、镀黄铜装饰金色等,但在机械设备自动化应用生产上,国内的工艺生产基本上仍属于劳动密集型。在机械镀锌镀层结构调整研发上,我国与发达国家相比,仍存在一定的差距,发达国家的机械镀锌工艺技术为提高镀层的耐蚀性及优化镀层表面性能,已经引入了镍、钻、实施的复合机械镀锌层,并获取了相关技术专利。 机械镀锌工业应用的技术标准 机械镀锌工艺在我国的应用已有十几年的历史,国内第一个机械镀锌技术行业标准: “钢铁制作机械镀锌)(JB/T8928-1999),由国家机械工业局2000年1月1日颁布实施,这只是机械行业的一个通用标准,相关各行业的机械镀锌应用技术标准仍未出台,所以在对不同行业零部件产品实施机械镀锌时,可参照美国相关各行业的机械镀锌应用标准:(1)机械镀锌通用技术标准:ASTM B695—91《钢铁上锌机械沉积层际准规范》。(2)输电铁塔镀锌螺栓标准:ASTM A394—93.(3)钢结构连接用高强螺栓标准:ASTM A325M—97.(4)公路护栏用波形梁标准:AASHTO MI80—89.(5)国家公路与运输管理协会,行业通用机械镀锌标准:AASHTO—M298—92.(6)木材基体材料用制钉标准:ASTM F547—77(Reapproved 1995).(7)美军应用机械镀标准:MIL—C—81562B.(8)通用汽车公司机械镀锌企业标准:GM6183M(13DM360).(9)福特汽车公司机械镀锌企业标准:ESF—MIP67—A.(10)克来期汽车公司机械镀锌的历史,从上个世纪中叶开始,已有近五十年的历史,所以在美国机械镀锌技术的产品应用及相应技术标准可谓完善;我们取机械镀锌的工艺优势,应用于与之相适应的机械零部件镀锌防腐蚀、可参考上列相关机械镀锌技术标准实施生产与验收。机械镀锌与电镀锌、达克罗处理及其它工艺技术,在工业应用市场领域中各有长短处,技术的应用,也是市场的需求,其结果是:适者用之、优者选之。机械镀锌层质量检验与控制目前,机械镀工艺技术在国内的生产应用已初具规模,主要表现在出口零件,电力用紧固零件、五金、建筑类制钉、射钉、环链、冲压件,钻尾钉及相关机械产品使用的高强钢弹性和紧固件,及机械产品高强钢紧固零件等。工业技术应用的市场化过程,同时也对其本身提出了相应的技术标准及技术升级要求。国内机械镀生产厂及国内外采购商,都在开始关注机械镀产品的镀层技术标准和检测验收。在国内机械镀锌工艺技术的应用,目前主要有三个类型机械镀促进剂(引发剂)技术配方和相关工艺技术操作要领各异就反映出不同的镀层优劣情况。针对这种性情况,本文根据相关机械工业镀技术标准,列举不同零部件产品的机械镀镀层,提出检测判别方法来评估镀层的优劣情况,使用关用户对机械工艺技术的生产的应用与质量检测提高到一定的认识水平。1.户外用电力、高速公路螺栓机械镀锌重防腐厚镀层的检测与控制 因为是户外使用,所以都重点要求零件表面镀层的含锌量达到350g/ m2 ,或镀层厚度为50um以上;也有更高求的,目的是要满足户外使用的紧固件达到10—30年以上不生红锈。如美国输电铁塔镀锌螺栓标准ASTM—A394—93除要求电力螺栓防腐通常可采用镀层含锌量350g/ m2 热镀锌或机械锌外,对特定环境机械镀锌的镀层也专门提出了镀层最小平均含锌量为盎司/平方尺( m2或镀层厚度)以及任意点外镀层的最小含锌量为盎司/平方呎( m2 或镀层厚度),我国的《电力金具通用技术条件》GB2314—1997技术标准也明确提出了螺栓的锌含量最低为380g/ m2 (约锌镀层厚度)这些镀层含锌量要求,都是基本锌镀层是电化学阳极保护镀层来确定的,镀层的含锌量多少,是与防腐蚀年限成正比的。镀层厚度检测可采用磁性测厚仪或金相镀层显微剖面来检测。 另外,对机械镀的生产工艺技术优劣水平考核时,可根据机械镀形成层特点,在批量生产时,每次滚筒生产零件倒出后,对整体零件镀层韧性目视检察时,不应存在镀层表面在零件的凸刃处产生镀层被冲击脱落现象,并且抽检要示达到镀层的常规硫酸铜试验四次上;可允许被冲击镀层从局部脱落镀层碎渣,但镀层脱掉后,底部不可露裸底层铜色或铁基体。这两个检察要点将体现该机械镀工艺技术水平的优劣。由于机械沉积镀层的生产操作技术方式各异,同时要抽检考核机械镀镀层的密度结构,这是按澳大利亚AS——2002技术标准对镀层进行金属金相显微剖面制备,然后按标准结构密度图形对比,并按密度图形确定的8级标准来考核比较确认。镀层密度8级的金相剖面显微镀层观察时,镀层的空洞就很微小和量少,这一点对户外重防腐锌镀层来讲尢为重要。对镀层的外观检查,除考核表面光亮度(机械镀镀层特性表面为光滑的半光亮镀层、不如电镀层全光亮,但镀层表面光滑、光亮优于热浸镀锌)外,还要检查镀层表面是否有游离金属(锌)粉存在。考核方法是,镀后零件镀层擦拭皮肤时,检查皮肤表面不应挂有黑色锌粉。上述几个考核点在生产上都能稳定达到时,就说明其厚度镀层的机械工艺技术生产已达到优良应用的技术水平。并在其环保及清洁生产工艺对比认同时,对于户外紧固件重防腐锌镀层技术领域,取代污染严重的手工操作热浸镀锌工艺,将具体可比竞争性。2.各类零部件的机械镀镀层检测高强钢零部件的机械镀锌 这类零件的镀层厚度一般为:5—50um镀层厚度范围,产品有射钉、弹簧零件、紧固件、冲压件等,应用机械镀锌主要是防止镀锌过程对这类淬火钢基体产生氢并造成对零件基体氢脆危害。机械工业镀镀层沉积过程不通电。没有电化学阴极析氢现象,的以对淬火钢基体不产生氢脆危害,这就是机械镀工业应用的价值。对这类零件的镀层质量的检测同样按上述“1”叙述的各项要求进行检测外,需要时,还要对镀层进行必要的后处理铬钝化;对于钝化的检测要求,按美国ASTM-B695-00技术标准《钢铁上机械沉积锌镀层标准规范》通用72小时盐雾试验不产生白色锈蚀物为镀层 钝化合格。但镀层的钝化正常合格与机械工业镀锌的工艺操作要点促进剂配方结构有着相互依赖关第。也就是镀层表面光滑、光亮,不挂游离锌粉,并镀层金相显微剖面按技术标准显测达到镀层结构密度8级,达到这些项目的技术要求,镀层后处理钝化质量就有了技术基础保证。 另外,若机械镀工艺操作技术要点不完善,在零件的尖刃部位,通过10倍放大镜检查进,将见到露裸铁基体现象产生,所以,机械镀的工艺生产技术操作控制仍是重要的,对不同形状的零件要作相应技术操作调整来适应,这也适合生产中时有发生的镀层冲击脱落现象的技术处理。 钻尾钉的机械镀混合锌锡粉镀层国内各型号的钻尾机械镀混合锌锡粉层,是澳大利亚技术标准执、行生产的,机械镀层检测项目有:镀层厚度25um和45um级别;金相剖面显微密度8级要求;镀层结合力:镀层钝化72h不产生白锈;镀层含锡量20%和25%技术等级要求;镀后镀层表面浸涂料加温固化。这些项目合格后,镀层盐雾试验可通过1000h以上。机械镀混合锌锡粉层的外使有用寿命与久镀层正确充足的含锡量及镀层金相显微密度标准8级重要相关,帝就要求工艺技术操作与沉积用促进剂用相关应用原料适合稳定,并可通过技术要求的各项检测指标。 3.相关机械镀标准参考 用户根据产品技术要求,采用相关机械镀镀层时,行之时有效的方法应是对镀后产品进行任意产品数量抽检,并以此对产品镀层质量和技术工艺的优劣作出正确判断。只有按相关的技术标准项目反复检测合格,才能确定产品镀层质量通过和符合对应的技术标准。各类相关应用的机械镀技术标准题目如下:1)钢铁制件机械镀锌JB/T8928-1999年。2)机械镀锌通用技术标准:ASTMB695-00;《钢铁上锌机械沉积层标准规范》。3)输电铁塔镀锌螺栓标准:ASTM A394-93。4)钢结构连接用高强螺栓标准:ASTM A325M-97。5)公路护栏用波形镀锌标准:AASHTO MI80-89。6)国家公路与支运输管理协会,行业通用机械镀锌标准:AASHTO-M298-92。7)木材基体材料用制钉标准:ASTM F547-77(Reap-proved1995).8美军应用机械工业镀标准:MIL-C=81562B。9)通用汽车公司机械镀锌企业标准:GM4345M,GM4344M,GM4346M。10)福特汽车公司机械镀锌工业标准:ESF-MIP67-A,ESF-MIP68-A。11)克来斯汽车公司机械镀锌企业标准:PS-8956,PS1536,PS4850。12)澳大利亚钻尾机械镀防腐标准:AS-356602-2002机械镀的工艺优势,在于适应用相关的机械零部件的防腐蚀;镀层没氢脆害,可常温生间操作,可调整镀层金属粉种类来提高防腐能力,工艺生产对环璄污染少,属于清洁生产工艺。用户可参考上相关机械工业镀技术标准实施规范生产和质量检验。

第1章 电镀基本知识 电镀的基本概念 电镀电源 电镀槽的结构 电镀通用挂具 电镀生产的形式 电镀层的分类及作用 电镀层的标识方法 电镀中的基本计算 法拉第定律 电流密度、电镀时间及镀层平均厚度之间的关系 国内外电镀工艺的现状及发展趋势 0电镀工艺学的学习方法11思考题11第2章 电镀电极过程 电极反应过程 电极反应 离子双电层的结构模型 电毛细现象及在电镀中的应用 微分电容曲线及在电镀中的应用 活性粒子在电极与溶液界面上的吸附 电极的极化 极化与析出电位 极化曲线及极化度 极化曲线在电镀中的应用 金属的电沉积 金属电沉积的条件 金属的电结晶过程 电结晶条件对镀层质量的影响 电镀的阳极过程 电镀中的阳极和钝化现象 金属钝化的机理 影响电镀中阳极过程的主要因素37思考题40第3章 影响镀层组织及分布的因素 镀液组成的影响 主盐 络合剂 导电盐 缓冲剂 添加剂 阳极去极化剂 工艺条件的影响 电流密度 温度 pH值 搅拌 阴、阳极板面积比 电流波形 极间距 阴、阳极材料的影响 基体金属 基体镀前加工性质 阳极材料 析氢 析氢对镀层质量的影响 影响析氢的因素 减少析氢的注意事项53思考题53第4章 镀液与镀层的性能 镀液性能及测试方法 分散能力 覆盖能力 整平能力 镀液的其他性能 镀层性能及测试方法 镀层外观 镀层厚度 镀层结合力 镀层耐蚀性 镀层孔隙率 镀层硬度 镀层耐磨性 镀层钎焊性 镀层内应力 0镀层脆性 赫尔槽试验71思考题73第5章 镀前表面处理工艺 金属零件镀前处理的内容和意义 机械法前处理工艺 滚光 振动光饰 旋转光整 刷光 喷砂(丸) 磨光 抛光 除油 有机溶剂除油 化学除油 电化学除油 超声波除油 浸蚀 化学浸蚀 电化学浸蚀 超声波场内浸蚀 弱浸蚀 金属的电解抛光 电抛光机理 电抛光溶液及工艺规范 特殊材料的前处理 不锈钢的镀前处理 锌合金压铸件的镀前处理 铝及其合金的镀前处理 镁及其合金的镀前处理 非金属材料的镀前处理103思考题105第6章 单金属电镀工艺 电镀锌 氯化物镀锌 硫酸盐镀锌 碱性锌酸盐镀锌 氰化镀锌 镀锌后处理 电镀镍 电镀暗镍 电镀光亮镍 双层镀镍 多层镀镍 不合格镀层的退除 电镀铜 硫酸盐镀铜 焦磷酸盐镀铜 氰化镀铜 多元羟基化合物代氰铜工艺 不合格镀层的退镀 电镀铬 概述 六价铬电镀铬的电极过程 六价铬电镀铬液成分及工艺条件 六价铬电镀铬工艺 低浓度铬酐镀铬工艺 三价铬盐镀铬工艺 稀土镀铬工艺 有机添加剂镀铬工艺 电镀锡 酸性硫酸盐镀锡 碱性镀锡 氟硼酸盐镀锡 卤化物镀锡 有机磺酸盐镀锡 晶纹镀锡 锡须的防止与不良锡镀层的退除 电镀金 氰化物镀金 亚硫酸盐镀金 脉冲镀金 高速镀金和高速选择镀金 金的回收 电镀银 镀银前处理 氰化物镀银 硫代硫酸盐镀银 其他无氰镀银 镀后处理 银镀层变色后的处理 电镀银在电子领域的重要应用——高速局部镀银 银的回收179思考题180第7章 电镀合金工艺 合金共沉积原理 电镀锌基合金 电镀锌?镍合金 电镀锌?铁合金 不合格锌合金镀层退镀 电镀镍基合金 电镀镍?铁合金 电镀镍?磷合金 电镀镍?钴合金 电镀铜基合金 电镀铜?锡合金 电镀铜?锌合金及仿金电镀 电镀锡基合金 电镀锡?铅合金 电镀锡?镍合金 电镀锡?钴?锌三元合金205思考题207第8章 化学镀 化学镀镍 化学镀镍的机理和特点 化学镀镍溶液的组成和作用 化学镀镍的工艺条件及其影响 化学镀镍的典型工艺 化学镀镍液的工艺管理 化学镀镍废液的再生与处理 化学镀铜 以甲醛为还原剂的化学镀铜工艺 以次磷酸钠为还原剂的化学镀铜工艺 化学镀铜的应用 化学镀银 化学镀银的机理 化学镀银液的组成及作用 化学镀银的工艺条件及其影响 化学镀银的典型工艺 化学镀银液的工艺管理223思考题224第9章 金属转化膜处理 铝及其合金的氧化及着色 化学氧化 阳极氧化 微弧氧化 镁及其合金的氧化及着色 化学氧化 阳极氧化 微弧氧化 铜及铜合金的氧化与着色 铜与铜合金的氧化 铜及铜合金的着色 不锈钢的着色 钢铁的氧化 钢铁的高温发黑工艺 钢铁的常温发黑工艺 钢铁的磷化 磷化膜形成机理 磷化处理的分类 影响磷化处理质量的因素 磷化液配方举例249思考题249第10章 电镀清洁生产 电镀清洁生产与工艺选择 清洁生产的概念 电镀清洁生产的选择 电镀清洁生产的前沿技术 电镀生产中的节水方法 电镀生产中资源的循环利用255思考题257实验部分258实验一 镀锌液阴极极化曲线的测定258实验二 碱性锌酸盐镀锌液分散能力的测定260实验三 电镀光亮镍赫尔槽实验及镀层孔隙率的测定263实验四 ABS塑料化学镀铜工艺267实验五 纯铝的阳极氧化、着色及封闭处理工艺269实验六 镀液阴极电流效率的测定272实验七 钢铁零件的高温氧化(发黑)工艺274附录276参考文献279

电镀的参考文献期刊文章

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表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为,若外层膜选用折射率为的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为,故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在~μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到,高于玻璃基底的表面硬度,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

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[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

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