金屬表面處理——鈍化技術
表面處理即是通過物理或化學的方法在材料表面形成一層具有某種或多種特殊性質的表層。通過表面處理可以提升產品外觀、質感、功能等多個方面的性能。
下面跟著小禾一起來認識下——鈍化技術吧~
金屬表面處理-鈍化技術
1
鈍化概述
一種活性金屬或合金，其中化學活性大大降低，而成為貴金屬狀態的現象，叫鈍化。金屬由于介質的作用生成的腐蝕產物如果具有致密的結構，形成了一層薄膜（往往是看不見的），緊密覆蓋在金屬的表面，則改變了金屬的表面狀態，使金屬的電極電位大大向正方向躍變，而成為耐蝕的鈍態。如Fe→Fe＋＋時標準電位為－0.44V，鈍化后躍變到＋0.5～1V，而顯示出耐腐蝕的貴金屬性能，這層薄膜就叫鈍化膜。
鋁合金表面的化學轉化膜工藝大體可以分為兩種：一種是鉻酸鹽鈍化處理法，一種是非鉻酸鹽鈍化處理法。雖然鉻酸鹽鈍化處理具有許多******之處，但是由于 (Cr ) 毒性高，易致癌，對環境污染大，許多******已經嚴格限制鉻酸鹽的使用與排放，并且隨著歐盟 指令的生效使得鉻酸鹽在金屬表面處理中的使用受到極大的限制 因此，研制新型無鉻鈍化工藝取代傳統鉻酸鹽鈍化十分必要。
2
鈍化原理
金屬或合金受一些因素影響，化學穩定性明顯增強的現象，稱為鈍化。由某些鈍化劑（化學藥品）所引起的金屬鈍化現象，稱為化學鈍化。如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。金屬鈍化后，其電極電勢向正方向移動，使其失去了原有的特性，如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。此外，用電化學方法也可使金屬鈍化，如將Fe置于H2SO4溶液中作為陽極，用外加電流使陽極極化，采用一定儀器使鐵電位升高一定程度，Fe就鈍化了。由陽極極化引起的金屬鈍化現象，叫陽極鈍化或電化學鈍化。
金屬處于鈍化狀態能保護金屬防止腐蝕，但有時為了保證金屬能正常參與反應而溶解，又須防止鈍化，如電鍍和化學電源等。金屬是如何鈍化的呢？其鈍化機理是怎樣的？首先要清楚，鈍化現象是金屬相和溶液相所引起的，還是由界面現象所引起的。實驗表明，測量時不斷刮磨金屬表面，則金屬的電勢劇烈向負方向移動，也就是修整金屬表面可引起處在鈍態金屬的活化。即證明鈍化現象是一種界面現象。它是在一定條件下，金屬與介質相互接觸的界面上發生變化的。
3
鈍化膜理論
金屬表面的鈍化膜是什么結構？是獨立相膜還是吸附性膜呢？目前主要有兩種學說，即成相膜理論和吸附理論。
成相膜理論認為，當金屬溶解時，處在鈍化條件下，在表面生成緊密的、復蓋性******的固態物質，這種物質形成獨立的相，稱為鈍化膜或稱成相膜，此膜將金屬表面和溶液機械地隔離開，使金屬的溶解速度大大降低，而呈鈍態。實驗證據是在某些鈍化的金屬表面上，可看到成相膜的存在，并能測其厚度和組成。如采用某種能夠溶解金屬而與氧化膜不起作用的試劑，小心地溶解除去膜下的金屬，就可分離出能看見的鈍化膜，鈍化膜是怎樣形成的？當金屬陽極溶解時，其周圍附近的溶液層成分發生了變化。
4
鈍化的分類
1）化學鈍化：又稱自動鈍化，金屬與鈍化劑的自然作用而產生的鈍化現象。如鉻、鋁、鈦等金屬在空氣和很多種含氧的溶液中，都易于被氧所鈍化，故這些金屬稱為自鈍化金屬。利用它可以使某些金屬達到減緩腐蝕的目的。如一般鋼鐵常采用硝酸、*********鉀、亞硝酸鈉等溶液進行鈍化處理；在鐵中加入易鈍化金屬組分可冶煉成耐蝕不銹鋼等。
2 )酸洗鈍化：用途：對不銹鋼酸洗鈍化，清除各類油污、銹、氧化皮、焊斑等污垢，處理后表面變成均勻銀白色，大大提高不銹鋼抗腐蝕性能，適用于各種型號不銹鋼零件、板材及其設備。特點：操作簡單，使用方便、經濟實用，同時添加了緩蝕劑、抑霧劑，防止金屬出現過腐蝕和氫脆現象、抑制酸霧的產生。特別適用于小型復雜工件，不適合涂膏的情況，優于市場******產品。
5
鈍化處理
鈍化處理是化學清洗中一個工藝步驟，是關鍵一步。鍋爐經酸洗、水沖洗、漂洗后，金屬表面很清潔，非?；罨苋菀自馐芨g，所以須立即進行鈍化處理，使清洗后的金屬表面生成保護膜，減緩腐蝕。很明顯的作用：對不銹鋼酸洗鈍化處理，清除各類油污、銹、氧化皮、焊斑等污垢，處理后表面變成均勻銀白色，大大提高不銹鋼抗腐蝕性能，適用于各種型號不銹鋼零件、板材及其設備。
1）特點：操作簡單，使用方便、經濟實用，同時添加了緩蝕劑、抑霧劑，防止金屬出現過腐蝕和氫脆現象、抑制酸霧的產生。特別適用于小型復雜工件，不適合涂膏的情況，優于市場******產品。
2）使用方法：根據不銹鋼的材質和氧化皮嚴重程度不同，可以用原液或按1：1~4的比例加水稀釋后使用；鐵素體、馬氏體和鎳含量低的奧氏體不銹鋼（如420、430、200、201、202、300、301等）稀釋后使用，鎳含量較高的奧氏體不銹鋼（如304、321、316、316L等）用原液浸泡；一般常溫或加熱到50~60度后使用，浸泡3-20分鐘或更長時間（具體時間和溫度用戶根據自己的試用情況確定），至表面污垢******清除，成均勻銀白色，形成均勻致密的鈍化處理膜為止，處理完成后取出，用清水沖洗干凈，再用堿水或石灰水沖洗中和。
6
鈍化液參考配方
組分
投料量(g/L
氟化鎂
98~100
三聚磷酸鈉
5.6~6.0
氟硅酸鈉
23~25
鹽酸
45~46
硝酸
35~36
磷酸
100~102
硫酸
3~3.5
硝酸鈣
18~20
水
余量
7
常見鈍化液
常溫鈍化的鍍鋅層三價鉻彩色鈍化劑，三價鉻鈍化液，鍍鋅鈍化液，無鉻鈍化液 ，用于鋼鐵鍍鋅后的彩色鈍化處理劑，鈍化槽，高濃度彩色鈍化劑，金屬鈍化液，鍍鉻鈍化液，不銹鋼環保鈍化液，酸洗鈍化液，酸洗鈍化膏，不銹鋼酸洗鈍化液，不銹鋼酸洗鈍化膏，不銹鋼環保酸洗液，銀白鈍化液，藍白鈍化液，五彩鈍化液，軍綠鈍化液，黑色鈍化液，三價鉻藍白鈍化液等。