材料表面防護(hù)

1、材料表面防護(hù)材料表面防護(hù)海伯公司海伯公司 於海於海凌凌一一. .表面處理的重要性表面處理的重要性 l1.防止腐蝕。l2.美觀，耐用，增加強(qiáng)度、偽裝 。二二. .產(chǎn)生腐蝕的原因產(chǎn)生腐蝕的原因 化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕。 l(1)化學(xué)腐蝕是金屬與氧化劑直接得失電子，而電化學(xué)腐蝕則是利用原電池原理得失電子。l (2)化學(xué)腐蝕反應(yīng)中不伴隨電流的產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕反應(yīng)中伴隨電流的產(chǎn)生。l (3)化學(xué)腐蝕金屬被氧化，電化學(xué)腐蝕活潑金屬被氧化。 電化學(xué)腐蝕原理圖電化學(xué)腐蝕原理圖三三. .金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位l金屬活動(dòng)性順序 鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 (氫）銅 汞 銀 鉑 金l兩種材料由于

2、標(biāo)準(zhǔn)電極電位的不同，導(dǎo)致兩者之間形成電位差。如果有腐蝕介質(zhì)存在，就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。四四. .金屬防護(hù)的種類金屬防護(hù)的種類 l1.電鍍/化學(xué)鍍幾種保護(hù)方式 犧牲陽極陽極性鍍層（鋼鐵表面各種鍍鋅、銅表面鍍鎳等） 自來水管表面鍍鋅、輪船、橋梁惰性隔離層陰極性鍍層（鋁合金化學(xué)鍍鎳，銅合金鍍銀、金）鍍層必須致密無空隙，否則，腐蝕將會加劇。鍍層組合銅+鎳（雙層或三層）+鉻，銅+鎳+金，利用層間電位差將縱向大電流腐蝕轉(zhuǎn)化為橫向小電流分散的均勻腐蝕，四四. .金屬防護(hù)的種類金屬防護(hù)的種類l2.轉(zhuǎn)化膜鈍化層表面形成一層致密的惰性膜層，阻止了底層的進(jìn)一步腐蝕。鋼鐵的發(fā)藍(lán)，磷化、鋁的化學(xué)氧化和陽極氧化，不銹鋼的鈍

3、化，銅的氧化l3.涂層各種有機(jī)涂料通過固化成膜，在金屬表面形成一層致密的有機(jī)保護(hù)膜。按成膜物質(zhì)來分：酚醛樹脂涂料、醇酸涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯涂料等。按分散形式來分：有機(jī)溶劑涂料（單組分、雙組分）、水性涂料、無溶劑涂料（粉末涂料）。五五. .如何選擇防護(hù)種類如何選擇防護(hù)種類 l1.環(huán)境條件分類良好條件：不暴露在大氣中，相對濕度不大于70%，密封條件下，不受腐蝕介質(zhì)作用。一般條件：非露天，一般大氣條件，相對濕度不大于95%。惡劣條件：戶外、露天，受各種腐蝕介質(zhì)作用，相對濕度會大于95%。特殊條件：高溫、低溫、耐磨、特殊介質(zhì)環(huán)境。2.接觸偶兩種材料的電位差大小決定了接觸偶得

4、大?。ㄒ姳?）。電位差越大，腐蝕越快。一般條件下，標(biāo)準(zhǔn)電極電位差不超過0.5伏時(shí)，可以安全使用。接觸偶等級：0級不引起接觸腐蝕可安全使用 1級引起接觸腐蝕，但影響不嚴(yán)重，在多數(shù)場合下可以使用，熱帶海洋環(huán)境例外。（需進(jìn)行涂裝） 2級引起嚴(yán)重的接觸腐蝕，除在有空調(diào)的干燥室內(nèi)或密封良好的條件下，一般不宜采用。（必須用絕緣墊片隔離）接觸偶設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量避免大陰極小陽極現(xiàn)象出現(xiàn)。六六. .鍍覆層設(shè)計(jì)原則鍍覆層設(shè)計(jì)原則 l鍍覆層設(shè)計(jì)時(shí)須考慮以下各項(xiàng)因素：l零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、配合公差l零件儲存和使用環(huán)境條件特征l金屬鍍覆層的特性和分類、應(yīng)用范圍、厚度系列與選擇原則l金屬材料接觸偶級別l鍍覆的目的和

5、各種性能要求，環(huán)保要求，符合RoHSl鍍覆層的表示方法七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l1.鍍鋅鍍鋅可分為冷鍍鋅和熱鍍鋅1.1熱鍍鋅：具有較厚致密的純鋅層覆蓋在被鍍表面上，它可以避免鋼鐵基體與任何腐蝕溶液的接觸，保護(hù)被鍍件基體免受腐蝕。 1.2冷鍍鋅就是一般的電鍍鋅，鍍鋅層為銀白色，鈍化后具有不同的顏色。主要有彩鋅、藍(lán)白鋅、銀白鋅、黑鋅、軍綠鋅七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l2.鍍硬鉻和鍍裝飾鉻鍍鉻層的顏色為稍帶淺藍(lán)色調(diào)的的銀白色2.1 硬鉻a、表面平整、光潔。 b、不會生銹。 c、鍍的過程中原零件變形小，表層鍍鉻后可增強(qiáng)硬度（HR65

6、以上），耐高溫達(dá)500、耐腐蝕、防酸、耐磨損。 2.2裝飾鉻裝飾鉻鍍層具有很高的反光性能，并能長時(shí)間保持其反光性。2.3鍍黑鉻鍍層呈深灰色至黑色，比黑鎳鍍層耐磨性好，鍍層硬度HV130150，有良好的消光性能，適用于光學(xué)零件。七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l3.鍍鎳鍍鎳分電鍍鎳和化學(xué)鎳兩種3.1 電鍍鎳：鍍層為稍帶淡黃的銀白色，對于鋼為陰極性鍍層，因此，單層鎳不宜作防護(hù)層，常以銅+鎳+鉻復(fù)合鍍層作為防護(hù)層。硬度低于鉻，只能承受輕微的磨擦。由于不同的添加劑可以鍍出成分不同鎳鍍層，因此派生出許多性能不同的鍍鎳層并可以進(jìn)行組合：暗鎳、半光亮鎳、光亮鎳、高硫鎳、黑鎳、珍珠

7、鎳。3.2 化學(xué)鎳：特點(diǎn)a.厚度均勻性 b.不會產(chǎn)生氫脆 c.抗腐蝕、抗高溫氧化比電鍍鎳好 d.可沉積在不同材料表面 e.工藝復(fù)雜、成本高七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l4.鍍錫和錫鉛鍍錫層為銀白色或淺灰白色。鍍錫鉛合金層為灰白色。 七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l優(yōu)點(diǎn)1.超強(qiáng)的耐蝕性能2.無氫脆性3.高耐熱性4.結(jié)合力及再涂性能好5.良好的滲透性l 缺點(diǎn)1.達(dá)克羅中含有對環(huán)境和人體有害的六價(jià)鉻離子2.達(dá)克羅的燒結(jié)能耗大。 3.達(dá)克羅的表面硬度不高、耐磨性不好4.達(dá)克羅涂層的表面顏色單一，只有銀白色和銀灰色5.達(dá)克羅涂層的導(dǎo)電性能不是

8、太好5.達(dá)克羅達(dá)克羅涂層又叫水基鋅鉻涂層，是由超微鋅片、鋁片及特殊有機(jī)物結(jié)合在一起形成的層狀結(jié)構(gòu)的膜層。七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l6.鍍金l鍍金分為兩類，一類呈同質(zhì)材料鍍金，另一類是異質(zhì)材料鍍金。 l同質(zhì)材料鍍金是指對黃金首飾的表面進(jìn)行鍍金處理。它的意義是提高首飾的光亮性及色澤。l異質(zhì)材料鍍金是指對非黃金材料的表面迸行鍍金處理，如銀鍍金，銅鍍金。它的意義是欲以黃金的光澤替代被鍍材料的色澤，從而提高首飾的觀賞效果。l鍍金的特點(diǎn)l鍍金層延展性好、易拋光、耐高溫，具有很好的抗變色性能。故常用作裝飾性鍍層，如鍍首飾、鐘表零件、藝術(shù)品等。 l鍍金具有較低的接觸電阻、導(dǎo)

9、電性能良好、易于焊接、耐腐蝕性強(qiáng)、并具有一定的耐磨性（指硬金），因而在精密儀器儀表、印制電路板、集成電路、管殼、電接點(diǎn)等方面有著廣泛的應(yīng)用。七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l7.離子鍍l離子鍍工藝：離子鍍在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)部分電離，并在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子的轟擊下，將蒸發(fā)物質(zhì)或其反應(yīng)物沉積在基片上的方法。l優(yōu)點(diǎn) 鍍層質(zhì)量好，離子鍍的鍍層組織致密、無針孔、無氣泡、厚度均勻?？梢藻兏鞣N其他鍍種無法鍍的材料。可鍍的固體潤滑材料有銀、金、銅、鉛、鉛錫合金、氟化物等；可鍍成分較復(fù)雜的耐熱合金，如鐵鉻鋁釔，鈷鉻鋁釔或鎳鉻鋁釔合金等；可鍍防腐能力超強(qiáng)

10、的氧化鋁、鉻、鈦、鉭、不銹鋼等。廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域l缺點(diǎn)la.鍍層厚度控制、工件非鍍表面的屏蔽等都有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。lb.其次是設(shè)備容量小，大型零件難鍍，lc.投資大。七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l8.鋁合金氧化l4.1硫酸陽極氧化a.膜層多孔,經(jīng)重鉻酸鉀、熱水封閉空隙，可以提高膜層的耐腐蝕性;可用染料填充孔隙，可以得到所需要的各種顏色；b.膜層不導(dǎo)電 ；c.陽極氧化對鋁合金的疲勞性能有影響。l4.2硬質(zhì)陽極氧化 膜層硬度高HV250-400，具有良好的耐磨性、耐熱性、絕緣性和耐蝕性膜層厚度20-80微米。 七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介

11、紹 l9.磷化磷化定義：使金屬與磷酸或磷酸鹽化學(xué)反應(yīng)，在其表面形成一層穩(wěn)定磷酸鹽膜的處理方法。a.防護(hù)用磷化膜 b.油漆底層用磷化膜 c.冷加工潤滑用磷化膜 d.減摩用磷化膜 e.電絕緣用磷化膜 七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l10.發(fā)藍(lán)或發(fā)黑l鋼鐵零件發(fā)藍(lán)膜是由不同的氧化鐵所組成，膜層顏色隨合金成分不同而不同，抗蝕性和抗摩擦性都有所改善。發(fā)藍(lán)時(shí)，工件的尺寸和光潔度對質(zhì)量影響不大。故常用于精密儀器、光學(xué)儀器、工具、硬度塊等。生產(chǎn)成本很低。工藝很穩(wěn)定。七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l11.噴漆噴漆是一種較早使用，較成熟的一種表面處理工藝

12、。l12.納米噴涂它是用傳統(tǒng)的噴漆工藝將納米液直接噴到物體的表面，從而達(dá)到真空鍍和水電鍍的高光金屬鏡面效果。特點(diǎn)：a.能噴鍍到各種固體表面。b.廢水遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真空鍍跟水電鍍，較環(huán)保。 c.納米噴鍍可以做到色彩多樣性 。 七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l13.靜電噴塑l用靜電粉末噴涂設(shè)備（靜電噴塑機(jī)）把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經(jīng)過高溫烘烤流平固化，變成效果各異（粉末涂料的不同種類效果）的最終涂層；噴涂效果在機(jī)械強(qiáng)度、附著力、耐腐蝕、耐老化等方面優(yōu)于噴漆工藝，成本也在同效果的噴漆之下。l優(yōu)點(diǎn)（相對于傳統(tǒng)噴漆工藝）優(yōu)點(diǎn)（相對于傳統(tǒng)噴漆工藝）la. 施工對環(huán)境無污染，對人體無毒害；lb. 涂層外觀質(zhì)量優(yōu)異，附著力及機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)；lc. 噴涂施工固化時(shí)間短；涂層耐腐耐磨能力高出很多；ld. 不需底漆；施工簡便，對工人技術(shù)要求低；成本低于噴漆工藝.七七. .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見鍍覆層介紹 l14.電泳環(huán)氧漆 l帶電顆粒在電場作用下，向著與其電性相反的電極移動(dòng)，稱為電泳l電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整