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金属表面处理中的氧化处理技术

汇报人：

2024-01-21

目录

contents

氧化处理技术概述

金属表面预处理

氧化处理工艺参数及影响因素

常见金属表面氧化处理方法

氧化膜性能评价与测试方法

环保与安全防护措施

氧化处理技术概述

01

氧化处理是一种通过化学反应在金属表面形成氧化物膜的技术，旨在改善金属的耐腐蚀性、硬度、耐磨性等性能。

氧化处理涉及金属与氧气或含氧化剂的溶液之间的化学反应。在这个过程中，金属失去电子并被氧化，形成一层紧密附着的氧化物膜。

原理

定义

通过在高温下将金属暴露在氧气或含氧气氛中，使其表面形成氧化物膜。这种方法常用于钢铁、铜等金属的氧化处理。

热氧化处理

利用化学溶液中的氧化剂与金属反应，生成氧化物膜。这种方法适用于铝、镁等轻质金属的氧化处理。

化学氧化处理

通过电解过程在金属表面形成氧化物膜。这种方法具有较高的可控性和效率，适用于复杂形状和精密部件的氧化处理。

电化学氧化处理

航空航天

汽车制造

电子工业

石油化工

用于提高飞机、火箭等航空航天器零部件的耐腐蚀性和耐磨性，确保其在极端环境下的可靠性。

用于制造电子元器件、集成电路等精密部件的氧化处理，以确保其电气性能和稳定性。

应用于汽车发动机、传动系统等关键部件的氧化处理，以提高其耐久性和性能。

在石油开采、炼制和化工生产过程中，氧化处理技术用于提高金属设备的耐腐蚀性，延长其使用寿命。

金属表面预处理

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利用刷洗、喷砂、抛丸等方法去除金属表面的污垢和油脂。

机械清洗

化学清洗

溶剂清洗

采用碱性或酸性清洗剂，通过化学反应将油脂和杂质从金属表面分离。

利用有机溶剂对油脂的溶解作用，将金属表面的油脂去除。

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02

01

利用高速喷射的砂粒冲击金属表面，使其形成一定的粗糙度，增加表面积。

喷砂处理

通过化学反应使金属表面局部溶解，形成凹凸不平的表面结构。

化学腐蚀

利用电化学原理，在金属表面形成阳极溶解，从而产生粗糙表面。

电化学腐蚀

氧化处理工艺参数及影响因素

03

03

温度控制对氧化膜性能至关重要

适宜的温度能够形成致密、均匀的氧化膜，提高金属的耐腐蚀性能。

01

温度升高，氧化反应速率加快

高温下，金属表面与氧气分子的碰撞频率增加，使得氧化反应更容易进行。

02

温度过高可能导致金属表面烧蚀

过高的温度会使得金属表面发生熔化或烧蚀现象，破坏金属表面的完整性。

氧化时间影响氧化膜厚度

随着氧化时间的延长，氧化膜厚度逐渐增加，但过长的氧化时间可能导致氧化膜过厚而开裂。

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高浓度的氧化剂能够加快氧化反应速率，但过高的浓度可能导致反应过于剧烈而难以控制。

氧化剂浓度影响氧化反应速率

适宜的浓度梯度能够保证氧化膜在金属表面均匀形成，提高产品质量。

浓度梯度影响氧化膜均匀性

高浓度的废液处理困难，容易造成环境污染，因此需要合理控制氧化剂浓度以降低废液处理难度。

废液处理与环保要求

常见金属表面氧化处理方法

04

具有优良的耐蚀性、耐磨性和装饰性，广泛用于建筑、汽车、家电等领域。

优点

高温操作，能耗大，易产生氢脆现象。

缺点

优点

镀层均匀、致密，具有良好的耐蚀性和装饰性，适用于复杂形状工件的表面处理。

缺点

生产成本较高，废水处理难度较大。

优点

氧化膜具有较高的硬度、耐磨性和耐蚀性，同时可以改变金属表面的颜色和光泽。

缺点

需要使用直流电源和专门的电解液，设备投资较大。

氧化膜性能评价与测试方法

05

颜色均匀度

氧化膜的颜色应均匀一致，无明显的色差和色斑。

表面光洁度

氧化膜表面应平整、光滑，无明显的划痕、斑点、气泡等缺陷。

光泽度

氧化膜应具有一定的光泽度，以增加金属表面的美观性。

可采用涂层测厚仪、金相显微镜等方法测量氧化膜的厚度。

测量方法

根据不同的金属材料和氧化处理工艺，氧化膜的厚度标准也有所不同，一般应控制在一定范围内。

厚度标准

使用划痕试验机在氧化膜表面划出一定长度的划痕，观察划痕处是否有剥落、起皮等现象。

划痕法

将带有氧化膜的金属试样弯曲至一定角度，观察氧化膜是否有开裂、剥落等现象。

弯曲法

将带有氧化膜的金属试样加热至一定温度后迅速冷却，观察氧化膜是否有开裂、剥落等现象。

热震法

将带有氧化膜的金属试样置于盐雾试验箱中，模拟海洋大气环境对金属的腐蚀作用，观察氧化膜的耐腐蚀性能。

盐雾试验

将带有氧化膜的金属试样分别置于酸、碱溶液中，观察氧化膜在酸碱环境中的耐腐蚀性能。

酸碱试验

将带有氧化膜的金属试样置于湿热试验箱中，模拟高温高湿环境对金属的腐蚀作用，观察氧化膜的耐湿热腐蚀性能。

湿热试验

环保与安全防护措施

06

按照废水性质进行分类收集，避免不同性质废水相互混合。

分类收集

预处理

深度处理

回用与排放

对废水进行预处理，如调节pH值、去除悬浮物等，以减轻后续处理负担。

采用生物处理、物理化学处理等深