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化學(xué)表面處理
金屬合金可在適當(dāng)之化學(xué)溶液中于受控制之情況下形成保護(hù)性表面被覆層，即保護(hù)膜或化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。因其在化學(xué)處理時(shí)，表面之金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔锱c底層金屬結(jié)成一體，故產(chǎn)生抵抗性之表面層，在物理及化學(xué)性質(zhì)上均為底層金屬的一部份。保護(hù)膜主要用于：“改善金屬表面氧化膜的穩(wěn)定性，防止金屬或鍍層金屬在大氣中進(jìn)一步腐蝕。2.使金屬銹蝕減少到最低程度。3.提高油漆、涂料之粘縮性。常見的化學(xué)表面處理為磷酸鹽處理、鉻酸鹽處理及氧化處理等三種。
(一)磷酸鹽處理
磷酸鹽處理是把金屬放入含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，使金屬表面形成一種難溶于水且附著性良好的磷酸鹽保護(hù)膜即磷酸鹽皮膜，主要用途為作為油漆之底層及金屬冷加工時(shí)潤滑劑的吸附層。由于磷酸鹽皮膜是由一系列大小不同的鋅、錳、鐵的磷酸氫鹽及磷酸鹽的晶體組成，故膜層是多孔的，表面積較大，有很好的吸附性，能吸附漆料或大量的潤滑劑，因此常用作油漆的底層，或冷沖壓減少磨擦及鋼管、鋼線冷抽的潤滑層。磷酸鹽皮膜不溶于水，在大氣下很穩(wěn)定，能作為防銹要求不高的保護(hù)層，如果把磷酸鹽皮膜再進(jìn)行鉻酸鹽皮膜封閉處理，浸油或涂漆，可以進(jìn)一步提高其抗蝕能力。
磷酸鹽皮膜同硝基漆或臺成樹脂漆組成之防護(hù)系統(tǒng)對鋼鐵有十分良好的防蝕作用，當(dāng)調(diào)制漆料時(shí)應(yīng)使其粘度能使漆料自由穿透膜孔，漆膜的干燥溫度宜在150～180℃之間，最好在烘箱中烘干。當(dāng)磷酸鹽皮膜用于冷變形加工及降低磨擦件表面磨耗時(shí)，將膜層浸以油類或皂類潤滑物質(zhì)可提高其使用效果，最簡便有效的方法是在鉀肥皂溶液中進(jìn)行浸漬處理。磷酸鹽皮膜應(yīng)用最廣的是磷酸鐵膜、磷酸鋅膜和磷酸錳膜，其中磷酸鋅膜和磷酸錳膜不受大氣中氧的氧化，耐蝕性較佳。
目前臺灣螺絲使用的原料主要由中鋼供應(yīng)，中鋼所生產(chǎn)之盤元經(jīng)鋼鐵廠(例如大中或強(qiáng)新)加工制成線材，再交運(yùn)至螺絲廠。若材質(zhì)為碳鋼者，加工過程包括鹽酸酸洗除銹及磷酸鹽處理形成有潤滑作用之磷酸鹽皮膜，以利抽線且易于冷鍛(擠制成鍛粗)。若材質(zhì)為合金鋼者，酸洗后需球化處理，退火形成軟鋼使易于機(jī)械加工，再酸洗、磷酸鹽處理或石灰皂披覆后抽制。若材質(zhì)為不銹鋼者，則需草酸披覆形成潤滑膜以利抽制。螺絲廠完成線材之線徑、真圓度、表面?zhèn)刍蚋g之檢驗(yàn)后，即將線材直接送入成型機(jī)取料及冷鍛，再經(jīng)滾牙機(jī)制成螺絲。
(二)鉻酸鹽處理
鉻酸鹽處理是把金屬或金屬鍍層浸入含某些添加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中，采用化學(xué)或電化學(xué)的方法，使金屬表面形成由三價(jià)鉻和六價(jià)鉻組成的鉻酸鹽皮膜的過程。常用作鍍鋅層(電鍍鋅、熱浸鍍鋅、鋅合金)及鍍鎘層的后處理，以提高鍍層的耐蝕性，也可用作其他金屬如鋁、銅、錫、鎂、鎳及其合金的表面防蝕。鉻酸鹽皮膜的結(jié)構(gòu)比較緊密，黏附性好，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，其皮膜干燥后為無孔性者，能當(dāng)作阻隔物來阻止水份到達(dá)底層金屬，在腐蝕環(huán)境中對金屬表面有可靠之隔離保護(hù)作用。
鉻酸鹽皮膜的主要成份是含有三價(jià)鉻和六價(jià)鉻的化合物，以及基體金屬或鍍層金屬的鉻酸鹽。其中不溶性的三價(jià)鋁化合物構(gòu)成膜的骨架，使膜具有一定的厚度，又其穩(wěn)定性高，故使膜亦具有良好強(qiáng)度。可溶性的六價(jià)鉻化合物分散在膜的內(nèi)部有良好填充作用，當(dāng)膜受到刮傷時(shí)，可使該處再次鈍化，即具有抑制作用以阻止底層金屬遭受腐蝕。在鹽霧試驗(yàn)和溫?zé)嵩囼?yàn)中，有鉻酸鹽皮膜的鍍鋅層比無膜鍍層的耐蝕性要高十倍甚至十倍之多。
不同的基體金屬采用不同之鉻酸鹽處理溶液，得到之膜層和膜的成份也不同。而鉻酸鹽溶液中，Cr+6/SO4-2比值直接影響膜的顏色及厚度，在硫酸鹽濃度不變時(shí)，三價(jià)鉻約含量較高，則形成鉻酸鹽皮膜的數(shù)量較多。在沒有添加酸或堿的鉻酸鹽溶液中無法形成鋁酸鹽皮膜，所以要得到較厚的膜層，必須使溶液保持******的PH值。用水清洗過的鋁酸鹽皮膜，不可在5O℃以上的溫度干燥，因高于此溫度以上時(shí)，皮膜中之六價(jià)鉻化合物會由可溶性變?yōu)椴蝗苄裕档妥杂芰Γ踔岭S著溫度升高使膜層出現(xiàn)裂化。
(三)氧化處理
將鋼鐵件浸于含有氧化劑的堿性溶液中，例如硝酸鉀或硝酸納之氫氧化鈉溶液中，并保持其沸點(diǎn)為140℃左右，或?qū)撹F件浸于硝酸鈉及硝酸鉀之熔鹽中，取出后淬于水中，在其表面可得到一層悅目之黑色氧化物即氧化鐵膜，其成份為氧化亞鐵與氧化鐵之混合物，是提高黑色金屬防蝕能力的一種簡便又經(jīng)濟(jì)的方法。鋼鐵化學(xué)氧化膜的厚度極薄，一般為0.5～1.6μm，耐蝕性有限，厚度在2μm上的膜，外觀暗淡無光，呈黑色或黑灰色，膜層有很好的吸附性，如浸以防銹油或涂漆后，其抗鹽霧腐蝕的性能可增加幾倍至幾十倍。
鋼鐵零件在氧化處理前需要除油及酸洗，表面油脂較少且無腐蝕產(chǎn)物的零件，可直接放進(jìn)濃堿性溶液中進(jìn)行化學(xué)氧化。一次氧化處理是在一種槽液中完成，兩次氧化處理則在溶液成份不同的兩種槽液中完成，采用一次氧化處理時(shí)，生成的膜層較薄，耐蝕性較差。采用兩次氧化處理時(shí)，生成的膜層較厚，其耐蝕性也較好。氧化處理后的零件，必須經(jīng)過充分洗凈，而后在肥皂水中煮沸，按著進(jìn)行干燥和涂油。
