电镀镀锌论文大全文献

机械镀锌铁是一种与电镀锌、热镀锌铁、达克罗处理不同工艺过程的防腐镀层，它的工艺特点是：室温条件生产操作、镀层形成不属于电沉积，是由装载零件镀筒的旋转，使筒内的零件介质的相互碰撞、实现机械工业能传递来形成镀层；镀层结构为微粒级球形锌粉受机械力传递碰撞变形、成为扁平、碟形锌颗粒的层状叠加来凝结为镀层，这种结构镀层具有金属锌的基本物理特征，镀层的功能作用是为铁基本零件提供防锈蚀要求的阳极性保护镀层 。工艺特性是：对高强钢工业零部件不产生氢脆危害及小型可滚镀零件的重防腐镀层（25-110um）替代热浸镀锌工艺具有工业应用的竞争优势。1.机械镀锌主要式艺过程 机械镀锌铁主要工艺流程 零件前处理、除油、除锈（可线下处理）→水洗→闪镀置换铜→水洗→机械镀锌沉积过渡底层→机械镀锌沉积→水抛光→零件倒出分离→热水洗（或按要求零件表面铬钝化、浸相关保护层）→甩干并烘干→检测验收。零件前处理、除油、除锈 对普通件，可按表面处理常规方法，但对高强钢基体零件的除锈、除氧化皮，尤为注意，因为不能较长时间采用含氢离子的强酸性化学材料对零件表面进行除锈及除氧皮，这样处理会对零件钢基产生一定渗氢影响，所以，应采用机械法来解决：如喷沙、振动光饰、抛丸工艺等。闪镀置换铜 置换铜层无厚度要求，但要完全覆盖零件基体表面，它的作用是：提高镀层结合力、有利于镀层表面状况的均匀性、阻挡工艺过程产生的氢对基体的渗入。另一作用发现，因为铜层具有良好的电导，相同锌镀层厚度的机械镀锌零件与渗锌零件同在盐雾箱进行试验考核比较，在盐雾试验达到11个周期时，发现由于盐雾水流的冲刷，渗锌零件的棱角处批量件出现红锈，而机械镀锌棱角处虽然已见露基体，但批量六件均不产生红锈：这是由于置换铜层的电阻小、电子导电畅通，保证了铁基体正常的电化学阴极状态，所以，该置换铜层对机械镀锌镀层结构的电化学防腐能力尤为重要。关于内镀置换工序，美国机械镀锌的通用技术标准，指定的ASTM—B695—91,就有内闪镀置换铜工序的技术要求：而我国国家机械工业局2000年1月1日颁布实施的“钢铁制件机械镀锌”、机械行业标准（JB/T8928—1999）对机械镀锌工艺中的置换铜层不作规定，对此：可按供、需双方的要求来确定。机械镀锌沉积过渡底层 这一工序是针对置换铜层而言，实施步骤是定量的机械镀锌专用引发剂和少量的渡覆锌粉加入滚动的渡筒内，滚动3—5min就可以形成使原来零件基本的铜层转变为银灰色的复合镀锌层。该镀锌层质量的优劣将影响后续加厚渡层的韧性与渡层结合力。机械镀锌沉积 定量分批次加入沉锌引发剂、渡层厚度要求韵锌粉可在15cm—30min定成此工序，达到工业零件要求的防腐镀锌层厚度。水抛光机械镀锌粉表面为非镜面半光亮渡层，水抛光工序就是机械镀锌的引发剂及锌粉都后。镀筒继续转动，使零件镀层表面达到均匀光亮的银白色表面，一般需要转动5—10in，虽然该镀层达不到电镀具有的镜面光泽、但表面的光滑、光亮度要优于热浸镀锌层。水抛光的镀筒转动时间有一个极大值，超过特定的极大值时锌镀层将有一定程度的切削破坏。零件表面铬钝化 机械镀锌层，特别是在最初条件下，在潮湿的空气中，易在镀层表面产生白色腐蚀物，必须通过透明铬钝化、黄色铬钝，使所形成铬的钝化膜防止白色腐蚀物产生。检测验收 机械工业镀锌厚度、镀层质量，取决于工艺操作、工艺配方及工艺定性、定量的规范控制：所以镀层质量的检测认定尤为重要，合格的检验结果将指导机械镀锌工艺对不同零件批次量的正确生产。2.国内机械镀锌初期研发与应用历史国内机械镀锌初期研发与应用 国内机械镀锌工艺的技术文献报导，最早由上海开关厂的吴载昌工程师发表于《材料保护》1975年第六期，文章题目为“机械镀”：到目前，应用于生产的报导，基本上是机械镀锌技术。在生产实际应用上，上个世纪八十年代中期，由香港引进机械工业镀锌滚筒设备及化学原料在广州水暖器材厂进行玛钢管件的机械镀锌，为国内机械镀锌工艺技术工业应用的开始。我国的机械镀工艺技术的自主研发是从二十世纪年代的中、后期开始的，这得益于改革开放后与世界工业交流的启迪。 国内机械镀锌工艺打桩水平的基本定位 国内从1989年在天津及其它地区开始把国内自主研制的机械镀锌工艺技术应用在工业零部件上，如：碟形弹簧、制钉、玛钢管件等；但当时的机械镀锌滚筒设备仅为单一转速，工艺技术在国内尚无标准依据、技术水平定量控制并不完善：在此条件下，进人工业应用市场，违背市场发展规律，所以，这一时期的机械工业镀锌工艺的技术水平与生产应用基本处于踏步不前状态，这表现在玛钢管件行业应用机械镀锌较为突出，究其原因，机械镀锌生产的应用，参照热浸镀锌技术标准的考核，从硫酸铜试验次数要求、厚锌镀层结合力、镀层表面光亮度、厚镀层的韧性等，在批量生产上均表现为重现性不稳定。这就是当时的机械镀技术特有的定性、定量工艺控制技术仍未达到产品质量要求的技术水平。 工业市场的需求是引领技术发展的动力，由于机械镀锌零部件产品的出口需求增加、机械镀工艺特有的技术功能，如对高强淬火钢零件的镀锌无氢脆危害、对使用滚镀方法的工业零部件镀厚锌要求时，采取机械镀锌替代热浸镀锌具有的综合的竞争优势，推动了国内机械镀锌的较快发展；从二十世纪90年代中期开始，国内机械镀锌工艺技术有了长足的发展：体现机械镀锌新技术水平应用的有，如经淬火的硬质射钉产品的稳定批量出口，单件重量、50um以上镀层厚度的40Cr高强度钢螺栓产品的质量合格出口，证明国内机械镀技术工业应用与国外技术水平的拉近，这时的机械工业镀锌工艺可人为控制50~ 70um、硫酸铜试验通过4-6次，并且镀层韧性优良，这三个技术指标的应用控制，确保了采用的机械镀锌产品的户外长期防腐能力不低于热浸镀锌。同时国家机械工业局2000年1月1日颁布实施机械工业行业技术标准：“钢铁制件机械镀锌”(JB/T8928-1999)。进入20001年，随着淬火钢五金零件机械镀锌产品出口的增长，外商要求产品镀层表面亮度的质量，要与国内从美国引进的机械镀锌技术所生产的产品、达到表非面装饰的一致性，针对这种情况，由国内自主技术基础研发机构，在原机械镀锌工艺基础的平台上，通过创新、在所用原料完全产化的条件下，使国内机械镀锌生产的产品与发达国家生产的机械镀锌产品，达到了一致的镀层质量水平。3.机械镀锌与电镀锌、热浸镀锌、达克罗处理对比应用优势 与电镀锌的对比应用优势 在工业应用上，电镀锌过程将在阴极析出氢气，这会对作为阴极析出氢气，这会对作为阴极上受镀的高强钢零件产生渗氟作用，结果使这种高强钢零件在使用过程中产生氢脆断裂而引发事故（目前国内，时有发生淬火高强射钉在使用过程中和崩断事故，这与采用电镀锌工艺有相当关系。发达国家对于射钉产品使用的安全规范，拒绝射钉表面防腐采用易产生氢脆断裂的电镀工艺）：机械镀锌工艺对高强钢零件的镀覆不产生氢危害，这一功能优势，电镀锌是不可比的。另外，对比电镀锌，机械工业镀锌工艺的优势是：操作简单、对细小零件的滚镀更易控制，能耗少、半小时时间就可以完成50um镀层厚度的镀覆。 与热浸镀锌的对比优势 热浸镀锌工艺的镀锌层，是用于钢铁基本长期户外防腐蚀镀层工艺，这种工艺用在大型钢铁件（输电铁塔、工程钢结构等）镀锌防腐上，下容质疑：但在户外使用紧固零件的热镀浸锌上，国内工艺过程实施、基本是手工操作，加上热浸镀锌工艺过程的特征，与机械镀锌工艺的特点比较，就呈现出工艺应用的优劣问题，如：热浸镀锌镀垫片类、细小类零件时，零件易粘连，镀螺纹零件，熔融锌镀层会堵塞螺纹、对螺母，必须镀后重新套螺纹扣；烟尘、粉尘、金属热蒸汽污染严重，而机械镀锌工艺则不存在这类缺点，此外，机械镀锌镀层表面要比热浸镀锌表面来得光滑、光亮；对环保来讲，是具有相当可比性的清洁工艺。 从功能上，高温熔融的热镀锌过程会对淬火高强紧固零件的表面造成退火变软，如级高强钢高速公路护栏紧固件，采用热浸镀锌时，按技术标准进行的拉力试验，就反映出产品质量不合格或不稳定性。机械镀锌是室温条件操作，就不会对淬火钢零件的表面造成退火影响。机械镀锌镀层还具有抗大气酸雨的功能，通过试验对比，它的抗菌素酸雨能力是热浸镀锌层的三倍，如相同镀层厚度的机械镀锌零件与热浸镀锌零件在10％～15％的稀硫酸溶液中浸泡，其酸腐蚀露铁时间，机械镀锌层比热浸贸然锌层将延迟三倍．这种抗酸雨功能应用于大气酸雨严重的户外电力铁塔式紧固零件将尤为重要．上述要求对比事例说明，要求长期防腐蚀的户外应用紧固零件的镀锌防腐，完全可以用机械镀锌赵公元帅代热浸镀锌．与达克罗处理对比优势 达克罗处理是近年来国内开始应用的防腐涂层工艺，涂层厚度一般为5～10um ，工艺在薄镀层的应用上，有相当突出的涂层的防腐优点．对于一些防腐蚀要求不高的薄镀层五金零件，采用机械镀锌的优点：工艺操作简单、能耗低、表面光亮度好、而且工业加工成本低于达克罗处理。对于户外应用长期防腐蚀的紧固件镀层，都是牺牲阳极性质的锌镀层，镀层含有足够的含锌量、才能确保了户外应用的紧固零件数十年的防腐能力。达克罗处理涂层的防腐蚀性能是涂层的整体铬钝化。组成涂层的每一微粒级锌、铝磷片都被铬钝化、其锌、铝固有的牺牲阳极作用不占主导地位，所以说，起主要防腐作用的为涂层的整体钝化功能。对于户长期防腐蚀要求的镀层，达克罗处理涂层具有的防腐含岛上量远达不到技术要求量，而涂层的钝化膜，长期处于户外大气条件下，也将产生破坏并会缩短固有的抗腐时间。所以，讨论的这些源于发达国家的防腐工艺应用，在其技术标准上，都有明确的区分和指定，如美国“输电铁塔镀锌螺栓”技术标准：ASTM—A—394—93:“公路护栏波形梁”技术标准：AASHTO—M—180—89,规定有，户外长期使用的紧固螺栓防腐镀层，采用热浸镀锌或机械镀锌，并规范有锌镀层重防腐的含锌量；所以规范户外大气长期防腐蚀条件，对于紧固件，机械镀锌厚镀层的应用，要比达克罗处理涂层的应用更为适合。4.与发达国家机械镀锌比较及相关应用技术标准 与发达国家机械镀锌相比较 国际上，对机械镀的定义有两种，英文的称呼为：Mechanical Plating 和Mechanical Galvanizing,中文翻译为：机械镀和机械浸镀，实际上，这两种定义的工艺过程操作是一样的，只不过机械镀是指薄的镀层，厚度为25um 以下的、机械浸镀是指25—110um的厚镀层，在国内都统称为：机械镀目前国内的机械镀锌工艺技术，通过十几年的发展，原材料的改进及配方技术的创新提高，使用的机械镀锌镀层质量与发达国家相比，已经差别不大，同时也可以进行机械镀锌一锡合金、机械镀锌铝、镀黄铜装饰金色等，但在机械设备自动化应用生产上，国内的工艺生产基本上仍属于劳动密集型。在机械镀锌镀层结构调整研发上，我国与发达国家相比，仍存在一定的差距，发达国家的机械镀锌工艺技术为提高镀层的耐蚀性及优化镀层表面性能，已经引入了镍、钻、实施的复合机械镀锌层，并获取了相关技术专利。 机械镀锌工业应用的技术标准 机械镀锌工艺在我国的应用已有十几年的历史，国内第一个机械镀锌技术行业标准： “钢铁制作机械镀锌）（JB／T8928-1999）,由国家机械工业局2000年1月1日颁布实施，这只是机械行业的一个通用标准，相关各行业的机械镀锌应用技术标准仍未出台，所以在对不同行业零部件产品实施机械镀锌时，可参照美国相关各行业的机械镀锌应用标准：(1)机械镀锌通用技术标准：ASTM B695—91《钢铁上锌机械沉积层际准规范》。(2)输电铁塔镀锌螺栓标准：ASTM A394—93.(3)钢结构连接用高强螺栓标准：ASTM A325M—97.(4)公路护栏用波形梁标准：AASHTO MI80—89.(5)国家公路与运输管理协会，行业通用机械镀锌标准：AASHTO—M298—92.(6)木材基体材料用制钉标准：ASTM F547—77(Reapproved 1995).(7)美军应用机械镀标准：MIL—C—81562B.(8)通用汽车公司机械镀锌企业标准：GM6183M(13DM360).(9)福特汽车公司机械镀锌企业标准：ESF—MIP67—A.(10)克来期汽车公司机械镀锌的历史，从上个世纪中叶开始，已有近五十年的历史，所以在美国机械镀锌技术的产品应用及相应技术标准可谓完善；我们取机械镀锌的工艺优势，应用于与之相适应的机械零部件镀锌防腐蚀、可参考上列相关机械镀锌技术标准实施生产与验收。机械镀锌与电镀锌、达克罗处理及其它工艺技术，在工业应用市场领域中各有长短处，技术的应用，也是市场的需求，其结果是：适者用之、优者选之。机械镀锌层质量检验与控制目前，机械镀工艺技术在国内的生产应用已初具规模，主要表现在出口零件，电力用紧固零件、五金、建筑类制钉、射钉、环链、冲压件，钻尾钉及相关机械产品使用的高强钢弹性和紧固件，及机械产品高强钢紧固零件等。工业技术应用的市场化过程，同时也对其本身提出了相应的技术标准及技术升级要求。国内机械镀生产厂及国内外采购商，都在开始关注机械镀产品的镀层技术标准和检测验收。在国内机械镀锌工艺技术的应用，目前主要有三个类型机械镀促进剂（引发剂）技术配方和相关工艺技术操作要领各异就反映出不同的镀层优劣情况。针对这种性情况，本文根据相关机械工业镀技术标准，列举不同零部件产品的机械镀镀层，提出检测判别方法来评估镀层的优劣情况，使用关用户对机械工艺技术的生产的应用与质量检测提高到一定的认识水平。1.户外用电力、高速公路螺栓机械镀锌重防腐厚镀层的检测与控制 因为是户外使用，所以都重点要求零件表面镀层的含锌量达到350g/ m2 ，或镀层厚度为50um以上；也有更高求的，目的是要满足户外使用的紧固件达到10—30年以上不生红锈。如美国输电铁塔镀锌螺栓标准ASTM—A394—93除要求电力螺栓防腐通常可采用镀层含锌量350g/ m2 热镀锌或机械锌外，对特定环境机械镀锌的镀层也专门提出了镀层最小平均含锌量为盎司/平方尺（ m2或镀层厚度）以及任意点外镀层的最小含锌量为盎司/平方呎（ m2 或镀层厚度），我国的《电力金具通用技术条件》GB2314—1997技术标准也明确提出了螺栓的锌含量最低为380g/ m2 (约锌镀层厚度)这些镀层含锌量要求，都是基本锌镀层是电化学阳极保护镀层来确定的，镀层的含锌量多少，是与防腐蚀年限成正比的。镀层厚度检测可采用磁性测厚仪或金相镀层显微剖面来检测。 另外，对机械镀的生产工艺技术优劣水平考核时，可根据机械镀形成层特点，在批量生产时，每次滚筒生产零件倒出后，对整体零件镀层韧性目视检察时，不应存在镀层表面在零件的凸刃处产生镀层被冲击脱落现象，并且抽检要示达到镀层的常规硫酸铜试验四次上；可允许被冲击镀层从局部脱落镀层碎渣，但镀层脱掉后，底部不可露裸底层铜色或铁基体。这两个检察要点将体现该机械镀工艺技术水平的优劣。由于机械沉积镀层的生产操作技术方式各异，同时要抽检考核机械镀镀层的密度结构，这是按澳大利亚AS——2002技术标准对镀层进行金属金相显微剖面制备，然后按标准结构密度图形对比，并按密度图形确定的8级标准来考核比较确认。镀层密度8级的金相剖面显微镀层观察时，镀层的空洞就很微小和量少，这一点对户外重防腐锌镀层来讲尢为重要。对镀层的外观检查，除考核表面光亮度（机械镀镀层特性表面为光滑的半光亮镀层、不如电镀层全光亮，但镀层表面光滑、光亮优于热浸镀锌）外，还要检查镀层表面是否有游离金属（锌）粉存在。考核方法是，镀后零件镀层擦拭皮肤时，检查皮肤表面不应挂有黑色锌粉。上述几个考核点在生产上都能稳定达到时，就说明其厚度镀层的机械工艺技术生产已达到优良应用的技术水平。并在其环保及清洁生产工艺对比认同时，对于户外紧固件重防腐锌镀层技术领域，取代污染严重的手工操作热浸镀锌工艺，将具体可比竞争性。2.各类零部件的机械镀镀层检测高强钢零部件的机械镀锌 这类零件的镀层厚度一般为：5—50um镀层厚度范围，产品有射钉、弹簧零件、紧固件、冲压件等，应用机械镀锌主要是防止镀锌过程对这类淬火钢基体产生氢并造成对零件基体氢脆危害。机械工业镀镀层沉积过程不通电。没有电化学阴极析氢现象，的以对淬火钢基体不产生氢脆危害，这就是机械镀工业应用的价值。对这类零件的镀层质量的检测同样按上述“1”叙述的各项要求进行检测外，需要时，还要对镀层进行必要的后处理铬钝化；对于钝化的检测要求，按美国ASTM-B695-00技术标准《钢铁上机械沉积锌镀层标准规范》通用72小时盐雾试验不产生白色锈蚀物为镀层 钝化合格。但镀层的钝化正常合格与机械工业镀锌的工艺操作要点促进剂配方结构有着相互依赖关第。也就是镀层表面光滑、光亮，不挂游离锌粉，并镀层金相显微剖面按技术标准显测达到镀层结构密度8级，达到这些项目的技术要求，镀层后处理钝化质量就有了技术基础保证。 另外，若机械镀工艺操作技术要点不完善，在零件的尖刃部位，通过10倍放大镜检查进，将见到露裸铁基体现象产生，所以，机械镀的工艺生产技术操作控制仍是重要的，对不同形状的零件要作相应技术操作调整来适应，这也适合生产中时有发生的镀层冲击脱落现象的技术处理。 钻尾钉的机械镀混合锌锡粉镀层国内各型号的钻尾机械镀混合锌锡粉层，是澳大利亚技术标准执、行生产的，机械镀层检测项目有：镀层厚度25um和45um级别；金相剖面显微密度8级要求；镀层结合力：镀层钝化72h不产生白锈；镀层含锡量20%和25%技术等级要求；镀后镀层表面浸涂料加温固化。这些项目合格后，镀层盐雾试验可通过1000h以上。机械镀混合锌锡粉层的外使有用寿命与久镀层正确充足的含锡量及镀层金相显微密度标准8级重要相关，帝就要求工艺技术操作与沉积用促进剂用相关应用原料适合稳定，并可通过技术要求的各项检测指标。 3.相关机械镀标准参考 用户根据产品技术要求，采用相关机械镀镀层时，行之时有效的方法应是对镀后产品进行任意产品数量抽检，并以此对产品镀层质量和技术工艺的优劣作出正确判断。只有按相关的技术标准项目反复检测合格，才能确定产品镀层质量通过和符合对应的技术标准。各类相关应用的机械镀技术标准题目如下：1）钢铁制件机械镀锌JB/T8928-1999年。2）机械镀锌通用技术标准：ASTMB695-00；《钢铁上锌机械沉积层标准规范》。3）输电铁塔镀锌螺栓标准：ASTM A394-93。4）钢结构连接用高强螺栓标准：ASTM A325M-97。5）公路护栏用波形镀锌标准：AASHTO MI80-89。6）国家公路与支运输管理协会，行业通用机械镀锌标准：AASHTO-M298-92。7）木材基体材料用制钉标准：ASTM F547-77(Reap-proved1995).8美军应用机械工业镀标准：MIL-C=81562B。9）通用汽车公司机械镀锌企业标准：GM4345M，GM4344M，GM4346M。10）福特汽车公司机械镀锌工业标准：ESF-MIP67-A，ESF-MIP68-A。11）克来斯汽车公司机械镀锌企业标准：PS-8956，PS1536，PS4850。12）澳大利亚钻尾机械镀防腐标准：AS-356602-2002机械镀的工艺优势，在于适应用相关的机械零部件的防腐蚀；镀层没氢脆害，可常温生间操作，可调整镀层金属粉种类来提高防腐能力，工艺生产对环璄污染少，属于清洁生产工艺。用户可参考上相关机械工业镀技术标准实施规范生产和质量检验。

电镀锌：行业内又称冷镀锌，就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀（或挂镀）、滚镀（适合小零件）、蓝镀、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。原理：化学除油→热水洗→水洗→电解除油→热水洗→水洗→强腐蚀→水洗→电镀锌铁合金→水洗→水洗→出光→钝化→水洗→干燥。

表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文，仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要：采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法，对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理，使得表面反射率降低到2%以下，产品可见光波段平均透过率达到86%，表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明，防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用，使用效果良好。

关键词： 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号：TQ34 文献标识码：A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式，在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求，一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下，而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器，防止损坏。针对室外使用情况而言，由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射，影响显示图像在人眼的视觉效果，因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1]，文献[2]中指出防眩有三种途径：表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中，化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况，采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度，通过条件调节控制表面光泽度指标，使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层，提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用，达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析，防护玻璃基材是以SiO2为主体，包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜，该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构，在宽光谱范围内有低的反射率，是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整，研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言，则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素)，才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标，以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀，是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液，通过调节酸液比例、温度和时间参数，达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液，腐蚀温度为40℃，刻蚀时间为18～20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度，即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50～51的保护玻璃，其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标，达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液，置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面，不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来，将玻璃样片浸泡于混合液中，整体置于水浴恒温箱内，设置水浴恒温箱温度至40℃，保持时间18～20min。反应结束后立即取出玻璃样片，用蒸馏水清洗表面残留混合液，去除屏蔽层，并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性，以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求，需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理，若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时，欲使波长λ0的反射光减至零，它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为，若外层膜选用折射率为的MgF2膜料，经(1)式计算可得n2值为，故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜，在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层，使得透射光谱平滑。在此基础上，对三层膜系结构进行优化，将厚度做了细微调节，使得平均透光率进一步提高，最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料，有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机，有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净，进腔后进行离子清洗以改善表面性质，后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试，膜层光谱测试曲线如图1所示，膜层的在～μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测，膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目，质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后，对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试，透射光谱曲线如图2所示，平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试，镀膜后表面硬度达到，高于玻璃基底的表面硬度，提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上，对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下，通过人眼观察，显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察，显示器图像画面依然清晰，反射太阳光较弱，对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉，整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理，采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层，后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理，表面反射率指标降低到2%以下，镀制增透、保护膜层后，在可见光波段的平均透过率达到86%，表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析，结果表明，采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用，使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇，潘玉昆，卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷，2003，31(5)：45-50.

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铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术，通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术，分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性，对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题，提升产品外观，延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代，燃油箱采用铝合金材料，不但自重减轻一半以上，内部不生锈，而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐，因此这种燃油箱市场前景广阔，逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮，色泽美观，使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”，其表面被雨水、泥沙等腐蚀后，色泽发暗，局部产生白色粉状霉点、发黄，油箱整体色泽不一，严重影响顾客的满意度，见下图1，通过对国内规模化油箱生产企业的了解，发现铝合金燃油箱的表面腐蚀，变色各油箱生产企业都遇到过，各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术，鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052，属于防锈铝，其表面自然形成一层极薄的氧化膜()，有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔，不均匀，抗腐蚀能力不强，容易沾染污迹，因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理，铝合金的表面处理技术有：钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等，这几种处理技术都比较成熟，在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术：铝合金燃油箱是封闭的空心容器，其重量轻，体积大，电镀虽然是一种成熟的处理工艺，电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好，但是在铝合金上直接电镀是相当困难的，因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差，因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理，再者铝合金的电镀成本较高，使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术：该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力，因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理，其表面预处理需要喷砂或拉毛，再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后，才能形成良好漆膜。其工艺流程较多，喷漆成本较高，其漆膜颜色缺乏金属质感，一般顾客青睐铝合金金属的本色，因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求，比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱，这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂，喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良，只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术：铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术，也是研究和开发最深入与最全面的技术，经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜，耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升，其表面可以生成透明的膜，也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中，也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理，其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜，但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单，特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素，选择适合具体产品的处理技术，铝合金燃油箱的表面处理技术方面，目前国内对其研究的还较少，还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点，对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验，探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验，分别对铝合金板材进行了5um ，8um，12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验，与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验，与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂，开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板，浸入柴油，经过120h浸泡，检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验，试验结果全部合格，

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验，经处理的试板全部合格，随后再经过120h的盐雾试验，经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h，第二次试验120h，试板经第一次96h水泥试验，未进行表面处理铝板不合格，其余铝板全部合格，第二次经120h水泥试验，透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格，阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹，清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性，笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验，对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验，耐泥浆试验，盐雾试验，耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术，在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强，能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术，在铝板表面形成的阳极氧化膜，在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀，通过对这种阳极氧化膜的深入分析，阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点，通过对本试验形成的阳极氧化膜检测，其封孔质量不达标，这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求，通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析，考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别，5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理，需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理，这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似，其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性，在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果，是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验，通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理，不仅提高了铝产品外观，还改进了耐蚀、耐候性，满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求，延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术，效果好，成本低，可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献：

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京：化学工业出版社，2004.