各種因素對氧化膜硬度和生長速度的影響

鋁和鋁合金表面上能否生成的硬質氧化膜層，主要取決于電解液的成份濃度，溫度，電流密度，及其原材料的成分。

4.1 電解液的濃度

采用硫酸電解液進行硬質陽極氧化時，一般在10％～30％濃度范圍內，濃度低時，氧化膜硬度高，特別是純鋁比較明顯，但對銅含量較高的鋁合金（CY12）例外。因為含銅量較高的鋁合金易生成CuAl2的化合物，這種化合物在氧化時溶解速度較快，極易燒毀鋁零件。所以一般不適合用低濃度的硫酸電解液，必須在高濃度（H2SO4在 300～400g/L）中進行氧化處理或采用交直流電疊加法處理。

4.2 溫度對膜層的影響

電解液溫度對氧化膜的耐磨性影響極大，一般來說，如果溫度下降，那么鋁和鋁合金的陽極氧化膜耐磨性能就，這是由于電解液對于膜的溶解速度下降所造成的，為了獲得較高硬度的氧化膜。我們要掌握溫度在±2℃范圍內進行硬質陽極氧化處理為好。

鋼制件的表面發黑處理，也有被稱之為發藍處理發黑處理現在常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。但常溫發黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。

A3鋼用堿性發黑好一些。堿性發黑細分出來，又有一次發黑和兩次發黑的區別。發黑液的主要成分是和鈉。發黑時所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯的表面，只是所需時間有些長短而已。實際操作中，需要注意的是工件發黑前除銹和除油的質量，以及發黑后的鈍化浸油。發黑質量的好壞往往因這些工序而變化。金屬“發藍”藥液

采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過程稱為“發藍”。

黑色金屬表面經“發藍”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內層為氧化亞鐵。

一、機床行業磷化工藝的現狀

磷化是大幅度提高金屬表面涂層耐腐蝕性能的一個簡單可靠、費用低廉、操作方便的工藝方法。近年來，此方法已被廣泛應用于饑床制造巾的防銹、耐磨減摩、冷變形加工潤滑和涂漆前打底等各個環節。

1.磷化工藝的分類及特點

機床表面磷化工藝按處理溫度的高低分為高溫、中溫、低溫和常溫4類。高溫磷化(90～98℃)速度快，膜耐蝕，結合力、硬度及耐熱性均高，但膜層的揮發性大，成分變化快，結晶不均勻，易形成夾雜；中溫磷化(50～70℃)膜均勻，磷化速度較快；低溫磷化(25～35℃)無需加熱，節省能源，成本低，溶液穩定，膜耐蝕性及耐熱性好，但生產效率低；常溫磷化(15～35℃)節約能源，一次性投資少，溶液穩定性好。由于常溫、低溫磷化工藝具有低能耗、低污染和速度快等優點，目前應用較為廣泛。

2.磷化工藝的設計和確定

(1)除油除銹 除油除銹好壞直接影響磷化膜質量。除油要求脫脂劑應具有強脫脂能力和極低的泡沫性；脫脂要嚴格控制脫脂的溫度(40～50℃)、濃度(3%～5%)和脫脂時間(工件表面被水濕潤為止)；除銹以鹽酸為宜，通常采用25%稀鹽酸。低濃度鹽酸揮發速度慢、酸霧少，對操作環境有利，而過高濃度鹽酸會形成過腐蝕。為了防止酸洗后的工件泛黃，鹽酸濃度也不宜過低，工件水洗后放置時問也不宜過長。另外，酸洗液中應加人適量的除銹加速劑和緩蝕劑，能提高除銹速度，并減緩酸對金屬基體的侵蝕。

(2)優選磷化液磷化膜的質量優劣主要表現在晶體粗細和致密程度、表面有無沉淀物，以及膜厚等方面，它們的差異直接影響磷化膜的質量。近年來，磷化處理技術得到了迅猛的發展。目前普遍采用鐵系、鋅系、錳系及鋅鈣系磷酸鹽溶液進行磷化，其中以鋅鈣系性能為優異。

陽極氧化處理也適用于鎂、鈦、鉭等金屬，其裝置中陰極為在電解溶液中化學穩定性高的材料，如鉛、不銹鋼等。鋁在自然環境中，表面會自然形成氧化膜薄層，如經各種不同的表面處理，則可提高其耐蝕性。

陽極氧化膜的生成是兩種不同的化學反應同時進行的結果，一種是電化學反應，鋁與陽極析出的氧作用生成A12O3；另一種是化學反應，即電解液對A12O3不斷地溶解，只有當生成速度大于溶解速度時，才能順利地在鋁及其合金工件表面生成了與鋁基體結合牢固的A12O3氧化膜，而這層氧化膜的形成比金屬在空氣中自然氧化形成的氧化膜具有更好的防腐、耐磨性能。

而且氧化膜性質與鋁的性質有很大區別，氧化膜阻擋層的硬度，可超過淬火鋼。在潤滑條件下由于氧化膜的多孔性，微孔內吸附并存留有潤滑油，從而改善了摩擦條件。氧化膜的抗蝕性，尤其是硫酸硬質陽極氧化膜抗蝕性非常好，其抗腐蝕的穩定性比用其他方法得到的高數十倍。用于裝飾目的的鋁制品還需進行著色處理，利用不同化學染劑產生各種色彩。