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金属表面氧化是指金属材料在一定的条件下,与空气中的氧气、水分、二氧化碳等接触,通过物理或化学作用使金属表面形成一层氧化膜,形成金属氧化物层。
(1)氧化层的厚度一般为几微米至十几微米,最厚可达30μm左右,具有致密的组织结构和较高的硬度,但耐磨性较差。
(2)氧化层的组成是多种金属氧化物所组成的混合物,例如不锈钢,通常由铁、锰、铬、铜、铝等金属氧化物组成。
(3)氧化层具有良好的耐腐蚀性和抗热性。
(4)由于氧化层的存在,使金属材料表面粗糙,增加了材料与摩擦副接触时的摩擦力和滑移速度,使摩擦阻力增大,影响了金属材料与其他摩擦副之间的配合精度。
金属与氧反应的过程可分为三个阶段:
1、氧化:当金属表面的氧化膜较薄时,它可以与氧气分子直接接触,并能在短时间内被氧化。
2、吸附:当氧化膜较厚时,由于表面张力的作用,它可以吸附大量的氧气分子。
3、分解:在金属表面生成的一层薄而致密的氧化物,称为氧化膜,外面还包裹着一层很薄的疏松的金属组织。
随着时间的延长,氧化膜越来越厚,疏松组织越来越多,最后就形成了多孔金属。
金属的氧化是一个不可逆的过程,生成一层很薄而致密的氧化膜是不可能完全避免的。
为了使氧化层能有良好的附着力和耐磨性,一般采用酸洗和硫酸洗两种方法进行清洗。