国 际 标 准化学转化膜
ISO 3892-1980 金属材料上的转化膜----单位面积上膜层质量的测量---重量法.
ISO 4519-1980 电沉积金属覆盖层和有关精饰层---特性检查抽样程序.
ISO 9227-1990 人造气氛腐蚀试验----盐雾试验.
IEC 68-2-3-1969 环境试验法----第二部分: 试验----试验 Ca, 稳态湿热试验.
IEC 130-1-1988 频率小于3mHz的接插件----第一部分: 一般要求和测量方法.
3. 定义
本国际标准采用以下定义.
3.1 漂洗铬酸盐转化膜
水漂洗后再干燥的铬酸盐转化膜, 典型地应用于挤压铝制件, 铸件和铝线.
3.2 非漂洗铬酸盐转化膜
铬酸盐处理后立即干燥而不用水漂洗的铬酸盐转化膜. 这种特殊类型的转化膜用在需要随后立即加油漆来或粘著涂层的铝基线材上, 有时称之为线材膜.
4. 表面准备
待铬酸盐转化处理工件的表面应清洁而无氧化皮或污物, 例如, 无金属车磨加工的切屑, 油脂, 润滑剂, 手汗或任何有害于最后精饰的的其它污物, 因此, 工件在铬酸盐转化处理前必须先清洗, 必要时还应酸洗.图B.1表示了各种工艺步骤的选择方案, 在不漂洗铬酸盐转化处理前, 表面不允许存在未反应的可溶性盐类.
5. 铬酸盐转化处理方法
非铝金属材料不应在同一铬酸盐处理溶液中处理, 以免原电池腐蚀.
通常采用浸渍法形成铬酸转化膜, 也可以采用淹没, 喷淋,或擦涂等技术. 这些成膜技术应符合铬酸盐转
化处理操作说明. 铬酸盐转化处理液一般是酸性的并含有六价铬和(或)三价铬的盐以及其它组份, 这些组份对外观和硬度的影响各异. 因而膜的色彩, 膜的类型取决于铬酸盐转化处理液的组成, 但也受溶液PH 值, 温度, 处理时间, 溶液搅拌等处理合金的特性及表面状况的影响.
漂洗铬酸盐转化膜必须有最后一道水漂洗. 如果漂洗铬酸盐处理用作附加覆盖层的基底则表面应当有用电
导率小于100us/cm的水漂洗, 如果铬酸盐处理后的最后一道漂洗采用热水, 则漂洗时间应尽量短, 以防
六价铬溶解 . 铬酸盐转化膜的干燥温度(指工件表面测定的温度)不能超过65℃, 磷铬酸盐膜不超过85℃, 以防过度脱水.
非漂洗铬酸盐转化膜的干燥应按生产厂的说明进行.
若铬酸盐转化膜起著涂层底层的作用, 则涂漆前的干燥应分两步进行, 不超过65℃进行预干燥, 在
100-110℃进行第二步干燥 , 以达到最好附著力.
注: 1. 100-110℃的热处理影响不涂漆区的耐蚀性.
6. 对膜层的技术要求
6.1 一般要求.
铬酸盐转化膜随著膜层的逐渐脱水老化而变硬, 因此在处理后的24小时内搬动应小心, 任何试验(包括腐
蚀试验)都应在此时期之后进行.
绿色磷----铬酸盐转化膜在较长时间贮存后, 达到最大的耐蚀性能, 一般是在室温条件下放1-2个月.
6.2 绝缘电阻
单位面积膜的质量较小的无色, 浅黄色, 浅绿的彩色铬酸盐膜, 在电连接器与铝之间的电阻值只有极小的
增加. 根据IEC-130-1 标准规定的测定方法, 在开路电压为9V, 电流为2A时测出的电阻应小于0.1欧,
随著膜层单位面积质量的增加, 棕色, 黄色, 绿色等深色膜的接触电阻明显增加.
6.3 附著强度.
膜层应附著牢固, 无粉状物, 目前还没有测量铝上铬酸盐转化膜附著力实际方法, 但是,可以测定涂于铬
酸盐转化膜上的第二种有机涂膜的附著力, 而实际评价其附著力. 按规定铬酸盐转化膜应通过ISO 2409规定的有机涂层附著力试验.
6.4 耐蚀性
在进行ISO 9227规定的中性盐雾试验时, 每种类型的铬酸盐膜试样各三片, 曝露时间见表1. 规定其肉眼可见的腐蚀点或腐蚀坑的数量的总和不大于8个, 单独一片试片不多于5个, 点或坑的直径不大于1mm. 不计试样边缘10MM以内的蚀坑.IEC 68-2-3 试验D也可以作为试验铬酸盐转化膜耐腐蚀性的一种方法.
表1. 相对耐蚀性
6.5 单位面积的膜质量
单位面积铬酸盐转化膜的质量应符合表2.测量方法参见ISO 3892.
6.5.1 膜层质量的意义
必须认识到质量较大膜层并不总是有较好的特性, 特别是附加有机覆盖层或作为附著底层时更是如此.
6.6 膜层的鉴定
目察外观和根据附录A的试验方法可确定转化膜中铬的存在及其适当类型.
6.6.1 铬酸盐----磷酸膜(级别1～3)
用附录A2和A3的测试方法, 确定膜层中不含磷酸盐,而含铬, 便可确定该膜为铬酸盐转化膜.
6.6.2 铬酸盐---磷酸膜(级别4～6)
用附录A2和A3的测试方法, 确立膜层中有磷酸盐和铬, 而无锌以将铬酸盐---磷酸盐膜与阳极氧化膜和锌系磷化膜区别开来.
7.抽样和试样
除非另有规定, 应用ISO 4519的抽样方案.
试样应与其所代表的试件具有同样的合金和表面状态, 尺寸为100*150mm.
8. 分类
形成的铬到盐转化膜, 包括耐蚀性最好的厚的棕色膜, 适于有机膜的底层的中等厚度的黄色膜,寸绝缘电阻最小的, 薄的无色膜, 黄色膜包括金黄到彩虹黄系列. 铬酸盐----磷酸盐转化膜包括从绿色到彩虹亮绿颜色系列.
作业者很少能够保证得到与规定颜色完全一致的铬酸盐转化膜.如果需要着上准确的颜色,膜层质量大于0.4G/M2的铬酸盐转化膜,可进行染色,得到的颜色范围很宽.但染色膜的耐腐蚀性与不染色的膜的耐腐蚀性处于同一级别.应该注意颜色及颜色的均匀性随合金种类,表面的抛光还是腐蚀而不同,彩虹色或各区域颜色深浅不同是正常的,不能看成是质量不好的一种标志.
铬酸盐转化膜可分为6级,其最重要的特征见表2.
表2.铬酸转化膜的分类
附录A
(提示的附录)
膜层组成的定性试验
A.1试剂
在试验中仅使用分析纯试剂,蒸馏水或去离子水.
A.1.1氢氧化钠溶液:浓度约为5%(m/m)的NaOH.
A.1.2氢氧化钠溶液:浓度约为20%(m/m)的NaOH.
A.1.3过氧化氢溶液:浓度约为虎作20%(m/m)的NaOH.
A.1.4乙酸溶液:浓度约为10%(m/m)的H2O.
A.1.5硝酸铅溶液:浓度约为10%(m/m)的Pb(NO3)2.
A.1.6浓硝酸溶液:浓度约为65%(m/m)的HNO3(20℃密度为1.40g/cm3).
A.1.7硝酸溶液:浓度约为38%(m/m)的HNO3.由20℃的密度为1.40g/cm3的浓硝酸溶液与同体积的水混合而成.
A.1.8钼酸铵试剂:88.5钼酸铵晶体[(NH4)6Mo7O24.4H2O]加34ml浓度为25%(m/m)的氨水[NH3]. 加240g硝酸铵(A.1.9 )溶液于水, 摇荡稀释至1L体积.
A.1.9 硝酸铵(NH4NO3).
A.1.10 盐酸溶液: 浓度约为25%(m/m)的HCl.
A.1.11 亚铁氰化钾溶液: 浓度约为5%(m/m)的K4Fe(CN)6.
A.1.12 硫酸溶液: 浓度约为25%(m/m)的H2SO4.
A.1.13 酚酞试剂: 约为0.5%(m/m)的乙醇溶液.
A.2 铬的测定
用50ml氢氧化钠溶液(A.1.1)加5ml过氧化氢溶液(A.1.3)的混合液处理面积约为300cm2的试样, 处理溶液应完全淹没试样, 加热至50～60℃ , 使试样表面的转化膜完全退去, 必要时可重复操作, 把处理溶液倾出煮沸至过氧化氢完全分解(大约5～6min)冷却并用硝酸铅溶液(A.1.5)沉淀.
黄色沉淀表明存在六价铬.此法可检测总铬含量最低相当于约5mg/m2.
A.3 磷酸根的测定
为测定铬酸盐转化膜中的磷酸根, 取试验面积约为100cm2的试样, 用80-90C的100ml NaOH溶液(A.1.1)处理至膜层完全溶解或至少是表面或已明显浸蚀为止, 过滤所得到的溶液, 取25NL滤液,用硝酸(A.1.7)酸化, 然后加入10ml钼酸铵试剂(A.1.8)和5G硝酸铵(A.1.9), 试样静置至少15分钟.
黄色沉淀表明存在六价铬.此法可以测定膜层含磷酸根的最低值约为40mg/m2.(P2O5计算)
A.4 锌的测定
为测定膜层中的锌, 取试验面积约为(100cm2)的试样. 用50mlHNO3溶液(A.1.6)室温处理至膜层完全溶解或至少是表面明显浸蚀, 用玻璃纤维过滤得到的溶液, 取25ml滤液加NaOH溶液(A.1.2)中和酚酞指示剂(A.1.13)变红.滴10滴H2SO4溶液(A.1.12)酸化, 加5ml亚铁氰化钾溶液A.111)后绿白色沉淀证明膜层含锌. 此法可以测定出膜层含锌的最低值为20mg/m2.
铝及铝合金化学转化膜高质量要求
目录 1工艺鉴定要求 (4) 1.1总则 (4) 1.2对生产设备及原材料的要求 (4) 1.2.1生产线 (4) 1.2.2水质要求 (4) 1.2.3化工原材料要求 (4) 1.2.4质量检验手段 (4) 1.3工艺鉴定程序 (4) 1.4试验及试片要求 (4) 1.4.1试片要求 (4) 1.4.2试验项目及试片数量 (5) 1.5试验方法及质量指标 (5) 1.5.1外观 (5) 1.5.2耐蚀性 (5) 1.5.3表面接触电阻 (5) 1.5.4无色转化膜中的六价铬含量 (5) 1.6鉴定状态的保持 (5) 2批生产过程中零件质量检验要求 (5) 2.1外观 (5) 2.2耐蚀性 (6) 2.3表面接触电阻 (6) 2.4六价铬含量 (6) 表目录 表1.................................................................... 试验项目与试片 5
错误！未找到引用源。 范围: 本规范规定了铝及铝合金无色化学转化处理的工艺要求及其质量要求。 本规范适用于铝及铝合金无色化学转化处理的工艺鉴定、首样鉴定和批生产质量检验；可用于指导产品设计、采购和生产，以及用于生产者在零件化学转化处理过程中的质量检验。 供应商来料验收的抽检比例可按其它相关文件执行。 简介： 铝合金化学转化处理是一种化学加工工艺，用此工艺所得到的表面膜层可作为有机涂层的底层，也可单独作为防腐蚀层应用。本规范明确规定了处理工艺为无色化学转化工艺，并制定了此种表面膜层的外观、耐蚀性、表面接触电阻等质量指标，作为华为对生产方进行工艺鉴定和生产者对零件生产质量进行控制的依据。 关键词： 铝，化学转化，膜，防腐蚀 引用文件： 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 术语和定义
金属表面转化膜之一磷化的作用和分类
金属表面转化膜之一磷化的作用和分类 磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。 金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中，磷化是化学处理的中心环节，是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法，在工业上应用很广。 1、与磷化工艺相关的标准 金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生 成的磷化膜为Zn 3(PO 4 ) 2 ·4H 2 0和Zn 2 Fe(PO 4 ) 2 ·4H 2 0的结晶体。该磷化膜闪烁有光、 灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5％)，膜厚通常为0.1—50μm。 关于磷化工艺，我国和国际上都有相应的标准体系，可参照执行： GB/T11376—1997 金属的磷酸盐转化膜 GB/T6807—2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件 GB/T12612—1990 多功能钢铁表面处理液通用技术条件 ISO 9717—1990 (E)金属的磷酸盐转化膜——确定要求的方法 ISOl0546—1993 (E)化学转化膜——铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜 DIN 50942—1973 金属的磷化处理方法原理、缩写符号和检验方法 ANSI／ASTM／AMS 2480C 涂漆基体磷化处理 2、磷化的作用 磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以下方面。
镁合金表面化学转化膜研究进展
镁合金表面化学转化膜研究进展 摘要：总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺，讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理，分析各种化学转化膜的优缺点，展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。 关键词：镁合金；化学转化膜；腐蚀防护；磷酸盐 0引言 镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点，广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V，vs SHE)，其腐蚀电位因介质而异，一般在-1.65～+0.5V之间[2]。大部分镁合金性质活泼，容易在各种使用环境中被腐蚀，极大地限制了镁合金的开发与应用。适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能，扩大镁合金的使用范围[3]。镁合金的表面处理方法很多，如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。镁性质活泼，MgO会在合金表面迅速形成，阻碍沉积金属与基底形成金属键；基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源，使得金属涂层质量欠佳：镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈，导致置换层松散无力[3]。激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制[2]。阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大，投资较大，能耗高，膜层空隙率高，难以大规模推广应用。化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件表面与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化层，化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果，是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。与阳极氧化处理工艺相比，化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm)，可用于保护涂料的基底，尤其适用于在特定环境下的防护，比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护；而且化学转化膜工艺设备简单，投资少，处理成本低，并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力，在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。目前，镁合金表面化学处理工艺主要有铬酸盐转化膜和无铬转化膜两大类，无铬转化膜包括锡酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜、稀土盐转化膜和有机物转化膜等。本文作者总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，指出各种化学转化膜的优缺点，展望镁合金表面化学转化膜的发展趋势。1铬酸盐转化膜 目前主要采用铬酐或者重铬酸盐为主要成分的溶液化学处理，即铬化处理。铬化反应机理是金属表面的原子溶于溶液，引起金属表面和溶液界面的pH值上升，从而在金属表面沉积一层薄的混合胶状物。这种混合胶状物由六价和三价铬酸盐和基体金属组成[3-4]。铬酸转化膜是化学转化膜工艺中发展最早且最为成熟的一种处理工艺。美国道屋(DOW公司根据工业需要，开发出一系列镁合金铬化处理剂。铬化一般有重铬酸盐处理和铬酸盐处理，二者的区别在于重铬酸盐处理不能去除大量的金属杂质，一般用于机械抛光的镁合金表面；铬酸盐处理主要用于锻造合金，也是铸造镁合金良好的涂料基底[2]。有代表性的几种铬酸盐处理工艺如表1所列[5]。 DOW1工艺采用重铬酸和氢氟酸，用于涂装底层、运输和室内储存保护，可用于所有镁合金锻件[2]。DOW7工艺采用重铬酸钠和氟化镁，在镁合金表面生成铬盐及基体金属化合物，膜层起屏障作用，能有效减缓腐蚀，并具有自修复功能。DOW20和NH85为改进的铬酸盐处理工艺，可以提供良好的基底，而且C，浓度不到标准浓度的l/4；这两种处理工艺成本较低，废水处理费用低，已被广泛应用。铬酸盐转化膜的成膜机理和防蚀机理如表2
镁合金防腐蚀方案汇总
镁合金防腐蚀方案汇总化学转化处理 镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。 传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。 有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。 化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。 阳极氧化 阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。 传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优
良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。 一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X 射线衍射相结构。 但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。 金属涂层 镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下： (1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力; (2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散; (3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀; (4)镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免; (5)镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为镀
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金属表面转化膜——磷化 2008-3-7 金属表面转化膜——磷化 2008/3/6/11:07 来源：中国涂装网 金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中，磷化是化学处理的中心环节，是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法，在工业上应用很广。 1与磷化工艺相关的标准 金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%～1.5%)，膜厚通常为0.1～50μm。 关于磷化工艺，我国和国际上都有相应的标准体系，可参照执行： GB/T11376-1997金属的磷酸盐转化膜 GB/T6807-2001钢铁工件涂装前磷化处理技术条件 GB/T12612-1990多功能钢铁表面处理液通用技术条件 ISO9717-1990(E)金属的磷酸盐转化膜-确定要求的方法 ISOl0546-1993(E)化学转化膜-铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜 DIN50942-1973金属的磷化处理方法原理、缩写符号和检验方法 ANSI/ASTM/AMS2480C 涂漆基体磷化处理 2磷化的作用 磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以下方面。 2.1提高耐蚀性 磷化膜虽然薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电他的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。表1列出了磷化膜对金属耐蚀性能的影响。