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冷封孔的优缺点

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2019-05-23 09:47:00
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西安交通大学韩卫忠团队的最新研究中,制造了具有交替FeAl/FeAl2层且每层厚度范围从2.5μm至259nm的轻质共析Fe-Al合金。

  冷封孔的特点

  (1)节省能源:热水封孔要求工作温度在95℃以上,而低温封孔的工作温度只有25~35℃,可大大降低能源消耗。

  (2)改善工作环境:采用热水封孔的生产线,由于水蒸气的蒸发,不仅对厂房构件造成腐蚀,而且也造成操作工人工作环境恶劣。而低温封孔工艺是在常温下进行,可改善工作环境。

  (3)提高封孔效率:热水封孔工艺的封孔速度约为3 min/μm,而低温封孔工艺的封孔速度可达1 min/μm,大大提高了生产效率,减少了封孔槽数量。

  (4)消除封孔制品表面挂灰现象:热水封孔时,水合反应在氧化膜孔内外同时快速进行,在膜孔被水合物封闭的同时,表面也形成大量的水合物,造成制品表面挂灰现象。而低温封孔工艺则可以通过控制和调整封孔剂中各物质和浓度及pH值,使沉淀反应只在氧化膜孔中进行,减少了封孔制品表面挂灰现象。   

(5)提高型材表面硬度和耐磨性:热水封孔工艺是通过生成波米体氧化铝(A12O3·H2O)得以实现封孔目的,由于A12O3·H2O的硬度不如A12O3,所以封孔后会造成氧化膜硬度下降。而低温封孔工艺形成的氧化膜硬度会增加。针对氧化膜厚为12~13μm的试样进行显微硬度实验表明,未经封孔的氧化膜硬度为340~360 HV,热水封孔后的氧化膜硬度为280~300 HV,低温封孔后的氧化膜硬度为540~560 HV。

  冷封孔的缺点:低温封孔虽然具有上述的优点,但在实际生产中也有不足之处。

  (1)药品消耗量大,控制因素多:与热水封孔相比,低温封孔机理复杂,参与反应的化学物质大大增加,不仅药品消耗增加, 而且需控制的因素也增多了。特别是槽液中F-比 Ni2+消耗快使F-浓度降低,以及封孔过程中产生的0H-造成槽液pH植升高,需 要频繁分析、调整槽液,给生产管理带来困难。另外,氟化物引起环境污染值得关注。

  (2)厚膜处理困难:在生产中经常发现,经低温封孔的氧化膜厚度大于25μm的制品,有时在使用中会出现氧化膜爆裂、剥落现象。普遍认为这是因为低温封孔使氧化膜的硬度增高,虽然增加了氧化膜的耐磨性,也增加了氧化膜的脆性,使氧化膜容易爆裂、剥落。氧化膜越厚,问题越明显。所以,对于氧化膜厚度大于25 μm的制品。一般采用热水封孔或中温封孔工艺。


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