铜表面抛光、着色技术研究本科毕业论文.doc

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）铜表面抛光、着色技术研究摘 要铜及其合金具有优异的机械加工性能而广泛地应用于各种工业。为了提高铜及铜合金的抗蚀性及装饰性能, 进行表面着色处理是非常有效的处理方法。本次毕业设计的课题是铜表面抛光、着色技术研究。着色预处理过程主要包括铜表面打磨，机械抛光，碱洗工序和酸洗工序等方面。预处理后进行着色及后处理。本次试验的方案是按照预处理，着色及后处理的工艺流程来试验的，试验内容是重点分析预处理各工序对着色效果的影响。研究结果表明：预处理中碱洗时间的判定很重要。根据本实验的配方，黄铜一般清洗十秒钟左右即可。碱洗时间短，除油不尽;时间过长,黄铜失光。此外，酸的浓度要合适，要能够把铜上的氧化物除尽。本实验配方一采用10%的硫酸溶液浸渍3分钟;配方二，配方三采用10%的硝酸分别酸洗5分钟和3分钟。实验证明这三种配方效果较好。着色后用xrd，sem等对其进行检测，发现表面形貌比较均匀统一。关键词：黄铜;碱洗;酸洗;检测research on polishing and coloring technology of copper surfaceabstractcopper and its alloy has been widely used in many fields for their favorable physical and mechanical performance.to enhance the corrosion resistance and decoration,it,s necessary to color the surface.the topic of this graduation design is polishing and coloring technology of copper surface.coloring pretreatment process mainly include the copper surface polishing, mechanical polishing, alkaline cleaning process and pickling process, etc. after pretreatment ,copper need staining and post-treatment. this test plan is according to the preprocessing, coloring and post-treatment . test content mainly analyzes the impacts of pretreatment in each process on coloring effect.the results prove that : pretreatment of alkaline cleaning time on determination is important.according to the experiment formula, brass generally clean about ten seconds. if alkaline washinging time is short, brass cant completely remove oil. inversely, brass can completely remove oil. moreover, the concentration of the acid is suitable to be able to put off the oxide film on the copper surface. formula one use 10% sulfuric acid washing 3 minutes. formula two and formula three prepares 10% nitric acid for dipping 5 minutes and 3 minutes respectively. experimental results show that three kinds of formula effect is better. after staining, the xrd and sem for inspecting found the surface morphology of brass is uniform.key words: brass;alkali washing;acid washing ; inspecting目录第1章 绪论.11.1 表面技术.11.1.1 表面技术概述.11.1.2 表面技术的分类.1 1.1.2 表面技术的发展和应用.21.2 铜和铜合金的着色技术.2 1.2.1 铜和铜合金着色技术的发展现状及发展趋势.2 1.2.2 铜和铜合金着色工艺.31.3 铜及铜合金简述.41.3.1 铜的物理性质.41.3.2 铜合金的种类及应用.51.4 课题的研究内容及研究意义.5 1.4.1 课题的研究内容.5 1.4.2 课题的研究意义.5 1.5 本章小结.5第2章 实验材料及方法.6 2.1 实验材料及设备.6 2.1.1 原材料.6 2.1.2 实验所用化学试剂.6 2.1.3 实验设备.7 2.2 实验方法.8 2.2.1 工艺流程.8 2.2.2 试样的前处理.9 2.2.3 着色.9 2.2.4 后处理.102.3 着色预处理抛光工艺.10 2.3.1 各种试剂对抛光效果的影响.10 2.3.2 各种工艺参数对抛光效果的影响.11 2.4 本章小结.11第3章 黄铜化学着色工艺的研究.12 3.1 配方一的实验过程及结果分析.13 3.2 配方二的实验过程及结果分析.17 3.3 配方三的实验过程及结果分析.193.4 本章小结.22第4章 着色后黄铜的质量控制及检测.23 4.1 对着色后的试样进行外观检验、耐蚀性检验，结合力检验.23 4.2 用场发射扫描电子显微镜（sem）对试样扫描.234.3 用x射线衍射仪（xrd）对试样扫描.254.4 本章小结.27结 论.28展 望.29致 谢.30参考文献.31附录a：外文文献及其译文.32附录b：主要参考文献及摘要.41插图清单图2-1 碱洗药品图.6图2-2 配方一药品图.6图2-3 配方二药品图.7图2-4 配方三药品图.7图2-5 数显恒温水浴锅图.7图2-5 jb-5定时双向数显恒温磁力搅拌器图.7图2-7 抛光机.8图2-8 场发射扫描电子显微镜图.8 图2-9 着色工艺流程.8 图4-1 原始黄铜试样.15图4-2 配方一实验三的黄铜着色试样.15图4-3 配方一实验四的黄铜着色试样.17图4-4 配方二实验二的黄铜着色试样.19图4-5 黄铜原始着色试样.21图4-6 配方三实验二的黄铜着色试样.21图4-7 配方三实验一，实验二的纯铜片着色试样.22图5-1 配方一黄铜着蓝青色膜层sem微观表面形貌.23图5-2 配方一黄铜着蓝黑色膜层sem微观表面形貌.24图5-3 配方一黄铜端面着蓝青色膜层sem微观表面形貌.24图5-4 配方二黄铜着黑色膜层sem微观表面形貌.25图5-5 配方一黄铜着蓝青色xrd图谱.25图5-6 配方一黄铜着蓝黑色xrd图谱.26图5-7 配方二黄铜着黑色xrd图谱.26图5-8 配方三黄铜着古铜黄色xrd图谱.27表格清单表1-1 铜的主要物理性质.4表1-2 铜的主要力学性能参数.4表4-1 配方一第一次实验黄铜着色过程主要工艺参数.13表4-2 配方一第二次实验黄铜着色过程主要工艺参数.14表4-3 配方一第三次实验黄铜着色过程主要工艺参数.15表4-4 配方一第四次实验黄铜着色过程主要工艺参数.16表4-5 配方二第一次实验黄铜着色过程主要工艺参数.18表4-6 配方二第二次实验黄铜着色过程主要工艺参数.19表4-7 配方三第一次实验黄铜着色过程主要工艺参数.20表4-8 配方三第二次实验黄铜着色过程主要工艺参数.21引言金属着色是使金属表面上产生一层既防锈又美观、带色泽的防护层。3 000 年前(即青铜器时代)，我们的祖先已将青铜器用烈火烧烤，让其表面氧化成绿褐色的保护层，使青铜器表面层晶体略有变化，达到长期保存而不生锈、又改变青铜器色泽的目的。铜着色，可利用铜在硫化物溶液中易生成棕黑色硫化铜的特性，让铜件与着色液中 k2s 直接作用；也可让硫代硫酸钠等盐类化合物在强酸性的着色液中首先分解出 s 和 so2，然后由 s 与铜件反应生成棕黑色的硫化铜吸附在铜件表面；还可向碱性溶液中加入氧化剂，使其在较高温度下自然析出氧化能力很强的原子态氧o，将铜件表面氧化成铜盐，而这种铜盐会立即被水解成棕黑色氧化铜吸附在铜件表面。其他色泽的生成与投入着色液中的盐类有关，但基本原理相似。市场上出售的各种金属工艺品、家具，以及建筑材料上用的装饰材料，基本上都属于铜及铜合金表面着色件。铜的化合物很多，其中黑色化合物有硫化亚铜、硫化铜、氧化铜及硫氧化铜；呈蓝色的化合物有氢氧化铜、碳酸铜及碱式碳酸铜；呈红色的化合物有亚铁氰化铜、氧化亚铜等。因此，利用铜化合物色泽丰富的特性，可在其他金属(如黑色金属)的表面先电沉积一层8m以上的铜或铜合金镀层，再进行相关的金属着色处理。建筑、装潢及美术工艺品上着色，基本色泽有古铜色、古绿色、褐色、黑色等。着色方法有硫化法、氧化法及电化学法三大类。硫化法和氧化法无需直流电源等设施，故比较方便，成本又低，很受用户青睐。市场上出售的浓缩着色液，其组成基本上是无机盐类色素化合物，此类化合物在一定条件下与液内其他化合物发生分解或复分解反应，在着色液中生成带色单晶体化合物，沉淀或吸附在物件表面，完成着色过程。- 47 -第1章 绪论 各种仿金色、仿古铜色等是近几年发展起来的流行色, 它使电镀与涂装有机地结合而形成广阔的领域, 使表面装饰进入了灿烂多彩的电镀时代。古铜色具有古色古香, 色泽稚致、色调庄重之特点, 给人以美的享受,因此, 深受国内外消费者的欢迎。铜及其合金表面着色实际上就是使金属铜与着色溶液作用，形成金属表面的氧化物层、硫化物层及其它化合物膜层。选择不同的着色配方和条件可得出不同的着色效果。例如，硫基溶液可被利用的有：硫化物（如硫化钾、硫化铵等）、硫代硫酸纳、多硫化物（如过硫酸钾）等，其着色原理都是基于硫与铜产生硫化铜的特性反应，在不同的反应条件和配方中其它成份的参与下，可以形成黑、褐、棕、深古铜、兰、紫等颜色。铜与氨的络合作用及配方中其它离子参与反应，在不同的反应条件下也可以形成多种着色效果。在着色配方中氧化剂的加入能促进反应，但过多的氧化物会影响氧化膜的质量。通常的着色配方都需要经过多次使用的实践检验后，才可投入正式使用1.1 表面技术1.1.1 表面技术概述表面技术主要是通过各种方法或途径来改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和组织结构, 提高材料抵御环境作用能力和赋予材料表面某种功能特性, 以满足人类各种需要的一项技术1。表面技术不仅是一门广博精深和具有极高实用价值的基础技术, 还是一门新兴的边缘性学科。在学术上丰富了材料科学、冶金学、机械学、电子学、物理学、化学等学科,开辟了一系列新的研究领域。表面技术是产品加工工艺的重要工序之一。先进的表面技术改善了产品质量、增加花色品种、提高产品的附加值, 对拓宽国内外市场有重要意义1。随着我国工业现代化的发展，对各种设备零部件表面性能的要求越来越高，特别是在高速度、高温、高压、重载、腐蚀介质条件下工作的零件，其材料的破坏往往自表面开始，诸如磨损、腐蚀、高温氧化等，表面的局部损坏又往往造成整个零件的失效，最终导致设备停产。表面技术最大的优势就是使零件具有更高的耐磨性、耐蚀性和耐高温性等，采用表面技术的平均效益高达5-20倍以上1。1.1.2 表面技术的分类表面技术有着广泛的涵义, 综合来看, 大致可分为以下几个部分（1）表面技术的基础和应用理论。（2）表面处理技术。包括表面镀覆技术、表面改性技术和复合表面处理技术。（3）表面加工技术。（4）表面分析和测试技术。（5）表面工程技术设计。表面镀覆技术涉及的范围很广, 包括传统的电镀以及近几十年迅速发展起来的电刷镀技术、摩擦电喷镀技术、非金属刷镀技术、化学镀技术和复合镀技术等。随着科学技术的发展, 尤其是纳米材料和纳米技术的发展, 这些镀覆技术的内容将进一步扩展, 镀覆层性能也将大幅提高。1.1.2 表面技术的发展和应用 表面技术的应用所包含的内容十分广泛,可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等。也可以是在光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。表面技术所涉及的基体材料不仅有金属材料,也包括无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。表面技术的种类很多,把这些技术恰当地应用于构件、零部件和元器件,可以获得巨大的效益。 应用表面工程技术,有可能在广阔的领域中生产各种新材料和新器件。目前表面技术已在制备高tc(临界温度)、超导膜、金刚石膜、纳米镀层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅、碳-60等新型材料上起着关键作用。同时也是许多光学、光电子、微电子、磁性、量子、热工、声学、化学、生物等功能器件的研究和生产上最重要的基础之一。1.2 铜和铜合金的着色技术1.2.1 铜和铜合金着色技术的发展现状及发展趋势 1.研究现状：（1）国内研究现况铜的着色，作为一种防腐技术和装饰技术可以追溯到3000年前的青铜时代，那时我们的祖先已经采用高温氧化和化学氧化的方法对金属着色。随着科学技术的发展，国内也有了各种方法对金属着色。总体来说，可以分为化学着色法和电化学着色法。化学着色法: 铜及合金的化学着色法与普通金属着色方法相同，即把铜及其合金试样放入事先配好的着色液中，主要利用氧化膜表面的吸附作用，将染料或有色粒子吸附在膜层的空隙内，或利用铜和铜合金表面与溶液进行反应，生产有色粒子而沉积在金属表面，使试样呈现出所要求的色彩。目前，国内常用的化学着色方法有以下几种：油墨色、古铜色和黑色。电化学着色法:(a)阴极电解沉积着色法该方法是将被着色器物置于适当的电解液中，被着色物作为阴极，当电流通过时，金属微粒、金属黑色氧化物和金属微粒和氧化物的混合体，便沉积于阴极金属的表面。(b)阳极氧化着色法电解含氢氧化钠的水时，铜片作阳极，铁片作阴极，作为阳极的黄铜工件和电解产生的氧发生反应生成橙红色的氧化亚铜和黑色的氧化铜。黄铜表面所生成的颜色和电解时的电流密度、水的温度及碱的浓度等因素有关，通过调节这些因素便可控制着色过程。（2）国外研究现况 国外的着色技术发展较早, 在上世纪年代美国就有采用化学氧化法在黄铜和青铜上着古铜色的专利报道 。近年来,美国一化学工业公司研制了一种化学处理剂, 加上特殊的施工技巧, 适合于规模化生产, 但对操作者要求较高, 应用范围有限。日本在铜及其合金的着色上研究较多, 大多为硫化物着色, 在着色方法上分为液相和气相着色。其中气相法着色采用硫化氢气体直接与铜件表面反应, 获得的古铜色膜层均匀、色调统一, 但设备要求高, 成本较高。韩国最近也有关于着古铜色方法的专利, 该方法利用氨水的易挥发性,将铜制品放置于密闭的装有氨水或钱盐与碱混合的过饱和溶液中,利用其饱和蒸汽进行反应,从而获得着色均匀的膜层。2.发展趋势： 由于铜具有良好的导电性和导热性已被广泛应用于机械、轻工、仪表及民用等领域中。但其在空气中不稳定，容易氧化，在含有二氧化硫，硫化氢等腐蚀介质的大气中，易受到强烈的腐蚀。今年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，以及产品更新换代及出口的需要，采用铜本色直接用于产品已越来越不能满足需要，并且人们对一些日用生活用品的外观色彩也有了进一步要求，已不能满足过去那种单调的镀铬或黄金色镀层作为表面装饰色调，而且更趋于色泽更加丰富、格调更加高雅别致的表面装饰。因此铜表面着色技术具有很好的发展前景。1.2.2 铜和铜合金着色工艺1(1)预处理：内容主要包括化学脱脂、表面打磨、抛光等平整光洁处理和表面活化二个方面。化学抛光是预处理最关键的一步, 直接影响着着色效果。金属制件预处理的质量要求： 制件表面光整度的质量评定，首先是外观检查，也就是用肉眼或放大镜对表面检查最基本的要求，认真查看表面是否有划痕、缺陷鼓泡、斑块、麻点、针孔等等，并初步估计是否合乎要求。然后在进行仪器检测，检测的项目有表面显微组织形貌、表面粗糙度以及表面光亮度等。a. 表面光洁处理 即通过机械抛光、脱脂、水洗、等过程除去表面上的润滑油，毛刺、砂眼、气泡、划痕、氧化皮和各种宏观缺陷, 提高表面的平整度和降低粗糙度, 可保证着色处理后工艺品的质量。b. 电化学抛光、化学抛光 电化学抛光是金属制品表面的阳极电化学浸蚀过程。在特定的溶液中进行阳极电解, 使金属表面平滑并产生金属光泽的工艺过程就称为电化学抛光。电化学抛光时,零件接阳极, 通电时零件表面会产生电阻率高的稠性粘膜, 其厚度在零件表面是不均匀的, 表面微观凸出部分较薄, 电流密度较大, 金属溶解较快。表面微观下凹处较厚, 电流密度较小, 金属溶解较慢。由于稠性粘膜和电流密度分布的不均匀性, 微观凸出处尺寸减少快, 微观下凹处尺寸减少慢, 使零件表面粗糙度降低, 从而达到整平的目的。电化学抛光, 除用于金属表面精饰加工的预处理,还常作为金属表面精饰加工的主要过程。 化学抛光是金属制品表面在特定条件下的化学浸蚀过程。把零件放在合适的化学介质中, 利用化学介质对金属表面的尖峰区域溶解速度比凹谷区域溶解速度快的特点, 实现材料表面的抛光, 就称为化学抛光。化学抛光适合复杂形状和各种尺寸的零件，生产效率高1。c表面活化 由于稀硫酸溶液能使铜的氧化物很好地溶解而容易发生过腐蚀现象, 因此, 通常选用的活化液是采用3%5%的硫酸或5%10%的硝酸，并在其浸数分钟, 温度 ： 30。c70 。c ，其目的是出除去氧化膜，以保证着色层与金属的牢固结合。（2）铜和铜合金的着色方法有多种如化学着色法，电化学着色等，本实验采用化学着色法。（3）后处理 着色后用湿布或毛刷擦拭, 有利于除去着色过程中制件表面上产生的沉渣及浮灰,使着色膜光亮美观。由于着色膜薄, 其耐候性及稳定性差, 表面涂覆一层有机清漆保护膜, 提高着色效果。1.3 铜及铜合金简述.1.3.1 铜的物理性质.表1-2 铜的主要力学性能参数状态/mpa0.2/mpa-1/mpa/mpa/%/%hb退火冷加工24045070380901201100001200005067535451201.3.2 铜合金的种类及应用常用的铜合金分为黄铜青铜白铜3大类，其特点如下：黄铜 以锌作主要添加元素的铜合金具有美观的黄色统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低于36%的黄铜合金由固溶体组成具有良好的冷加工性能如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳俗称弹壳黄铜或七三黄铜。青铜 原指铜锡合金后除黄铜白铜以外的铜合金均称青铜并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能减摩性能好和机械性能好适合於制造轴承蜗轮齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高耐磨性和耐蚀性好用於铸造高载荷的齿轮轴套船用螺旋桨等。/和磷青铜的弹性极限高导电性好适於制造精密弹簧和电接触元件。白铜 以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜加有锰铁锌铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜康铜考铜是含锰量不同的锰白铜是制造精密电工仪器变阻器精密电阻应变片热电偶等用的材料。1.4 课题的研究内容及研究意义1.4.1 课题的研究内容本次毕业设计的课题是铜表面抛光、着色技术研究。着色预处理过程主要包括铜表面打磨，机械抛光，碱洗工序和酸洗工序等方面。预处理后进行着色及后处理。本次试验的方案是按照预处理，着色及后处理的工艺流程来试验的，试验内容是重点分析预处理各工序对着色效果的影响。1.4.2 课题的研究意义铜的着色技术得到的各种工艺品一直是人们所喜爱的装饰品和实用品。但铜及铜合金在大气环境下性质活泼, 容易氧化产生铜锈,严重影响工艺品观赏性,因而对铜及合金进行表面防腐装饰处就理显得非常必要。和金银首饰不同,铜一般的采用转化膜着色技术。着色是指金属在特定介质中采用化学或电化学方法使其表面生成带色的膜层, 或将具有一定隙率的氧化膜与染色溶液中的颜料相互作用, 使金属表面呈现所需要的颜色。通过表面着色技术,可以使铜得到黑色、古铜色、棕色、仿金色等高雅别致的流行色, 有利于提高产品档次,增强产品竞争力。此外,在铜表面着色不仅有很装饰作用, 而且有很好的耐腐蚀、耐磨保护功能。1.5 本章小结 本章介绍了表面技术的定义，分类应用，铜合金的现今发展现状和发展趋势等，同时介绍铜的物理性质，铜合金的应用范围及本次着色实验的着色理论依据。第2章 实验材料及方法2.1 实验材料及设备2.1.1 原材料 抛光原材料：砂纸，抛光机，黄铜着色原材料：黄铜（10mm*10mm*55mm），铜片2.1.2 实验所用化学试剂（1）碱洗所用化学试剂 naoh na2co3 na3po45h2o na2sio3 图2-1 碱洗药品图 (2) 酸洗所用化学试剂 h2so3 hno3（3）着色所用化学试剂a. 配方一所用化学试剂 h2so3 cuso4.5h2o seo2 过硫酸铵 乙酸 聚丙烯酸钠图2-2 配方一药品图b. 配方二所用化学试剂 k2s naoh 图2-3 配方二药品图c. 配方三所用化学试剂 k2s nh3cl图2-4 配方三药品图2.1.3 实验设备及仪器 图2-5 数显恒温水浴锅图 图2-6 jb-5定时双向数显恒温磁力搅拌器图图2-7 抛光机 图2-8 场发射扫描电子显微镜图x射线衍射仪，电子天平，烧杯，玻璃棒，绳子，镊子，勺子等2.2 实验方法2.2.1 工艺流程机械打磨化学除油水洗 酸洗水洗 着色吹干后处理 检测及性能检测 图2-9 着色工艺流程2.2.2 试样的前处理（1）砂纸打磨将黄铜用不同型号的砂纸打磨（由于在购买黄铜时，黄铜表面上的锈迹及大部分夹杂物已被处理掉，故而不需机械打磨），以使其表面光洁，无杂物及无划痕等表面缺陷。将打磨后的黄铜用清水冲洗，然后用吹风机将其干燥。（2）化学除油铜及其合金零件一般用碱性除油的方式，其目的要是出去铜合金表面上的油污，保证在后续的着色能顺利进行。本实验采用碱性除油，其配方如下：naoh 1015g/lma2co3 23 g/lna3po4.12h2o 57 g/lna2sio3 0.51 g/l (3) 酸洗 由于黄铜经除油后，在空气中会很快生产一层很薄的氧化物薄膜，故而采用3%10%的硫酸溶液或5%10%的硝酸溶液对碱洗后的黄铜酸洗以去除黄铜表面上的氧化膜，以便于下一步着色。（4）水洗将酸洗后的黄铜放在蒸馏水中把其表面上的酸液洗掉以免与下一步的着色液发生反应从而影响着色效果。2.2.3 着色黄铜着古铜色主要是通过化学反应在其表面生成一层带有黑色或深褐色的氧化膜，然后在将其洗净，干燥以得到良好的效果。本实验使用硫化处理和过硫化物处理来对其着色。a.配方一(过硫化物着色)：h2so3 510g/lcuso45h2o 2540g/lseo2 0.51.5g/l过硫酸铵 45g/l乙酸 1015g/l聚丙烯酸钠 02 g/lt 室温可稀释至23倍 ph60g/lt 室温ph =14c.配方三（硫化物着色）：k2s 512.5g/lnh4cl 20200g/lt 数分钟2.2.4 后处理着色后用湿布或毛刷擦拭，有利于除去着色过程中制件表面上产生的沉渣及浮灰，使着色膜光亮美观。由于着色膜薄，其耐候性及稳定性差，表面涂覆一层有机清漆保护膜，能提高着色效果1。2.3 着色预处理抛光工艺金属的化学抛光是金属在特定条件下的一种腐蚀,其结果是使金属获得细致光亮的表面,为此,所用溶液必须能抑制金属由于表面状态和结晶组织所制约的选择性溶解,故溶液的性能选择起着决定的作用。在常用的溶液中一般认为:一是在金属与溶液的界面间由溶液和腐蚀产物形成粘度较大的所谓粘膜层。当本体溶液扩散到金属表面进行腐蚀时,由于粘膜的存在以及它对金属表面微观凹凸不平部分的阻碍不同,腐蚀的速度也不同。凸起部分粘膜薄,腐蚀速度较大,凹陷部分粘膜厚,腐蚀速度较小,因而使金属表面得到整平或抛光。属于这一类的溶液一般都含有粘度较大的磷酸以及能直接溶解铜的氧化性酸等的混合液,二是金属表面被溶液的氧化剂氧化,生成一层完整、但并不结实的氧化膜。由于金属表面微观不平的差异,凸处溶液的扩散速度快,氧化膜的生成和溶解速度也快;凹处氧化膜的生成和溶解慢从而使金属表面达到整平或抛光2。2.3.1 各种试剂对抛光效果的影响a.硫酸含量对抛光效果的影响硫酸抛光效果主要作用是溶解工件上的氧化皮,硫酸含量过低时,则去除氧化皮能力很差,含量过高时,亮度低,表面发麻。所以,硫酸含量以20一30ml为宜3。另外，硫酸含量过高时会加速黄铜的腐蚀，所以要注意控制其含量.过氧化氢含量对抛光效果的影响 根据化学方程式2h2o2=2h2o+o2,可知过氧化氢含量越大，生成的氧气越多，越易与铜反应生产黑色的氧化铜，但含量过多时能够让着色液的稳定性下降从而影响溶液的稳定性及铜表面的着色效果。在酸一过氧化氢一脂肪醇的体系中,溶液的粘度低,铜亦不溶于单独的酸中,抛光过程形成棕色的氧化膜,而且凡抛光效果优良的表面在过程中所生成的氧化膜都完整、均匀,可见氧化膜在其中的作用是明显的。由由子脂肪醇在铜表面的吸附,溶液中的过氧化氢在酸性介质中将铜氧化成氧化铜而且成膜。所生成的氧化膜又处于活化和钝化状态之间,它既能使铜的氧化速度减慢,又可溶于溶液的酸中。同时在金属表面微观凹凸部分保持着明显的差异,不像在酸度高的溶液。由于氧化和溶解几乎同时进行,金属表面不易成膜2。b.过氧化氢含量对抛光效果的影响根据化学方程式2h2o2=2h2o+o2,可知过氧化氢含量越大，生成的氧气越多，越易与铜反应生产黑色的氧化铜，但含量过多时能够让着色液的稳定性下降从而影响溶液的稳定性及铜表面的着色效果。在酸一过氧化氢一脂肪醇的体系中,溶液的粘度低,铜亦不溶于单独的酸中,抛光过程形成棕色的氧化膜,而且凡抛光效果优良的表面在过程中所生成的氧化膜都完整、均匀,可见氧化膜在其中的作用是明显的。由由子脂肪醇在铜表面的吸附,溶液中的过氧化氢在酸性介质中将铜氧化成氧化铜而且成膜。所生成的氧化膜又处于活化和钝化状态之间,它既能使铜的氧化速度减慢,又可溶于溶液的酸中。同时在金属表面微观凹凸部分保持着明显的差异,不像在酸度高的溶液。由于氧化和溶解几乎同时进行,金属表面不易成膜2。c.冰醋酸含量对抛光含量的影响 随着hac含里的增加,可提升反应速度与亮度.试硷表明,当含量增到150ml时,亮度变化不大。因此,控制在110一120ml.若使用乙酸(含量36%),便增加了溶液中的水份,反应速度加快（在相同条件下,抛光速度递增1339g/min.dm，温度30c,时间3min的条件下测定)整平性保持不变,亮度偏低,使铅黄铜、青铜抛光面略发麻。所以,最好使用冰醋酸3。2.3.2 各种工艺参数对抛光效果的影响a.抛光时间对抛光效果的影响依工件材料、表面状态和公差要求的不同而定。在工艺规范内,时间越长,整平性及光亮度越好。时间不易过长（否则影响光亮度）。一般情况下随时间的延长而加快3。适当的抛光时间有助于使铜表面变得光亮。b.抛光次数对抛光效果的影响抛光次数对抛光效果有很明显的效果不可忽视，实验证明抛光次数越多，铜表面上的杂物越少，因此黄铜越光亮。因而在前期处理时应多用砂纸打磨，抛光机打磨，多观察等，待打磨后放到碱洗液中除油。2.4 本章小结本章主要介绍了实验所用的原材料，化学试剂,实验设备,实验的工艺流程，前处理，着色，后处理，实验的配方等相关内容，并介绍了抛光的基本知识，各种化学试剂对黄铜的抛光效果以及一些工艺参数如抛光次数，抛光时间等对黄铜的抛光效果。这些知识为实验的顺利进行提供了丰富的理论基础。第3章 黄铜化学着色工艺的研究3.1 配方一的实验过程及结果分析a. 第一次实验：(1)根据第2章所给的配方对碱洗液，酸洗溶液和着色溶液进行配制。配制碱洗溶液：首先，用勺子从放药品的瓶子中依次取出药品放在天平上称取后放入烧杯中，记录的数据如下：naoh 1.04 gna2co3 2.14g na3po412h2o 5.20 gna2sio3 0.9 g向烧杯中倒入蒸馏水直至100ml溶液,并用玻璃棒不断搅拌或放在搅拌器中搅拌直至溶液均匀。其次，配制5%的h2so3溶液：取硫酸30ml放入烧杯中，并向烧杯中加水得到600ml溶液。最后，配制着色溶液，根据碱洗溶液的配制方法，详细数据如下：着色配方