转换涂层使金属具有特殊的性能，如耐腐蚀和耐磨性、耐漆性或美观效果。这些处理方法通常都很容易实现，并且可以打开大量的新应用程序。然而，由于该过程的化学性质，有一些需要注意的转换涂层是很重要的。

什么是转换涂料?

在转换涂层中，金属零件的外表面在化学上转化为氧化层。与电镀，或被动涂料如喷漆，直接对金属(DTM)，线圈涂层相比，物理气相沉积(PVD)，和粉末涂层，新形成的表面是完整的部分。这种处理提高了机械性能和耐久性。

转换涂层基本上是一种受控生锈的形式。它为母材提供的优越的机械性能类似于生产风化钢或corten钢。COR-TEN钢被发明用来加固铁路跳料斗车厢，它在建筑和艺术品中仍然很受欢迎。

最常见的方法转化膜是:

• 阳极氧化
• 铬酸阳极化
• 钝化
• 黑色氧化

以下是每个过程的细节。

阳极氧化

阳极氧化，或电解，涉及电解铝钝化浸在15%的硫酸溶液。该部件形成阳极，在阳极外表面形成一层氧化铝。与此同时，氧化作用在零件中以相同的程度下降。因此，2 μm的涂层将使尺寸增加1 μm，零件的公差也要相应增加。

在这个过程中，零件被悬挂在导电的架子上，在溶液没有接触到零件的地方留下架子上的印记。若要控制机架标记的位置，请与供应商联系。

下一步可选择染色和注入缓蚀剂。有很多种颜色可供选择，但是浅色很难产生，红色和蓝色往往会随着时间的推移而褪色，而黑色在较薄的涂层上可能会变成灰色。

无机着色剂能产生最耐光的颜色，如黑色和金色，但它们也可能是对生态最不敏感的。

当投资于大规模生产的化学过程时，一些有机化学知识可协助规划运作及同时进行废物管理。

染色后，用热液醋酸镍密封填充剩余的纳米孔。由于多种因素而增加的硬度，加上其光泽和重量轻，使阳极氧化铝成为消费电子产品、医疗设备、工具、轮毂、自行车架、手电筒、建筑外立面，以及空间中的结构框架。

根据军用级规范，阳极氧化分为三种:

• 第一类:使用铬酸可以得到更薄的涂层，这对飞机机身等疲劳部件更有效。
• II型。最常见的涂层厚度为5-30 μm。
• 类型III。25-100 μm的陶瓷样硬涂层。

I型阳极氧化或本格-斯图尔特法的缺点是，它涉及六价铬，一种已知的致癌物和环境污染物。这种物质用于铬酸铅颜料在红黄色空间中用于油墨、颜料和塑料制品的注塑成型。

III型阳极氧化的一个缺点是成本高，因为电压高，在溶液温度、酸度、浓度和电流方面的过程控制增加。

由于其脆性，较厚的涂层容易因热应力或疲劳而开裂。尖角应避免，最小边缘圆角半径为31 x阳极层厚度。聚四氟乙烯(PTFE)密封的结果是最光滑的部分。

III型涂层在75 μm以上时，耐磨性明显下降。含铜超过2%的合金的耐磨性也较差，6061通常是最合适的铝类型，超过2000或7000系列等级。

阳极氧化处理的零件能很好地附着在油漆上，因此这是一种受欢迎的后处理方法，还有激光蚀刻和移印。除铝外，该工艺还可应用于钛、钽、镁和锌。

铬酸阳极化

Alodine通常被称为铬酸盐转换涂层、化学膜或铁ridite，其最薄的涂层为0.25-1 μm。它通常用于螺钉、螺栓和支架等紧固件，因为不需要额外的几何尺寸和公差(GD&T)。

由于没有电解过程，该过程更便宜，但也导致较不耐用的涂料。与阳极氧化相反，Alodine具有更好的导电性。作为一种双重表面处理，阳极氧化可以在Alodine之后进一步增强耐蚀性，在公差无关的地方。

可以达到绿色的金色光泽，但这个过程会释放出铬6作为一种副产物，它会渗入水体并被污染对鱼类有害．为了帮助逐步淘汰六价铬和提高可持续性，选择清晰的变体。

黑色氧化

黑色氧化物俗称蓝变或褐变，适用于钢铁和不锈钢，增强其耐腐蚀性。由于化学浴将表面转化为磁铁矿，这种具有成本效益的抛光效果产生了哑光黑色的外观。油或蜡密封进一步增加了色度。

钝化

钢钝化通常被理解为转换涂层的同义词，尽管有不同的种类。在一个版本的过程中，不锈钢的高铬含量与氧气反应形成保护屏障。

在另一种被称为磷酸盐转化涂层的变体中，磷酸和盐被应用到零件上，用5-15 μm厚度的持久金属磷酸盐微涂层包裹它。然后用锰或锌密封覆盖纳米孔，这一过程被称为帕克化。最终的结果是一个光滑的部分，现在是“被动的”。换句话说，它不受环境影响。

最后的结论

穿透转换涂料是较好的选择被动涂料附着在零件的外表面，没有任何结构化学键。转换涂料具有耐腐蚀和耐磨性，同时提高了涂料和浸渍的适用性。然而，在不同的工艺之间，在成本、机械性能、视觉美学和环境影响方面存在着实质性的差异。

阳极氧化确实美化了一个产品，使它对主流观众有吸引力。建筑的独特外观可以模仿青铜、黄金、铜或黄铜。此外，它对环境无害，不含挥发性物质(VOCs)。

当开发新产品时，包括转换涂料的选择在颜色材料整理(CMF)规范的早期阶段，并考虑到相应的指南在这里提出壮观的结果。