第八章 防銹包裝

第三章防銹包裝

第一節(jié)金屬制品的銹蝕原理

第二節(jié)影響金屬制品銹蝕的因素

第三節(jié)幾種常用防銹包裝方法

防銹包裝產(chǎn)品防銹包裝概念為隔絕或減少大氣中的水氣，氧氣和其它污染物對(duì)金屬制品表面的影響，防止發(fā)生大氣腐蝕，而采用的包裝材料和包裝技術(shù)方法稱為防銹包裝或封存包裝。.防銹的意義每年銹蝕的金屬量占全年生產(chǎn)量的1/3銹蝕的金屬制品比金屬材料本省價(jià)值大的多銹蝕造成設(shè)備的維修，更換甚至停工化學(xué)防護(hù)包裝防銹包裝屬于化學(xué)防護(hù)包裝中的一類化學(xué)防護(hù)包裝是為防止或減弱產(chǎn)品在流通過程中因化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生質(zhì)量變化所采用的包裝技術(shù)方法?；瘜W(xué)防護(hù)包裝包括防銹包裝，真空充氣包裝以及脫氧劑封存包裝等。金屬的腐蝕金屬的腐蝕

—金屬的腐蝕是金屬被氧化的過程

金屬在大氣、土壤、海水、微生物、工業(yè)等環(huán)境中，由于相互之間所產(chǎn)生的化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)、或由于物理溶解作用而引起的損壞或變質(zhì)。金屬為什么會(huì)腐蝕

—金屬的腐蝕是自然的趨勢(shì)

金屬的腐蝕遵循熱力學(xué)第二定律

，即從高位能的金屬狀態(tài)向其化合物狀態(tài)自發(fā)轉(zhuǎn)變的過程。因此金屬的腐蝕是自然發(fā)展的趨勢(shì)。返回

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一、銹蝕銹蝕是指金屬制品特別是鋼鐵制品與外部介質(zhì)（如潮濕空氣、酸、堿、鹽等物質(zhì)）發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的腐蝕現(xiàn)象。二、銹蝕的分類腐蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕1、金屬的化學(xué)腐蝕金屬的化學(xué)腐蝕是指金屬與周圍環(huán)境的介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所引起的銹蝕。例如：有些金屬在氧化后，在金屬的表面形成一層保護(hù)性氧化薄膜，從而阻止金屬的進(jìn)一步氧化。化學(xué)腐蝕的分類1）不形成保護(hù)膜而形成揮發(fā)產(chǎn)物的，沒有保護(hù)作用如鉬，銥等2）在金屬表面形成不完整的膜，沒有保護(hù)作用如鉀，鈉，鈣，鎂等3）形成完整的膜，但保護(hù)作用不強(qiáng)如鐵，銅，鎳，錳等4）形成完整的膜，具有很強(qiáng)的保護(hù)功能如鋅和鋁2、金屬的電化學(xué)腐蝕原理2.1什么是電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕是指金屬與酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液或者潮濕空氣接觸時(shí)，發(fā)生原電池或微電池作用，有電流產(chǎn)生的腐蝕過程。電化學(xué)腐蝕是金屬材料及其制品破壞的主要形式電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的主要區(qū)別是有沒有電流產(chǎn)生。2.2電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的原理1）金屬的電極電位：金屬表面離子進(jìn)入溶液的速度與溶液中的離子沉積到金屬表面上的速度相等。電位差也保持恒定、這時(shí)金屬與溶液間的電位差稱為電極電位。在研究金屬腐蝕時(shí)，其電極電位代表著金屬在水溶液中被溶解而腐蝕的趨勢(shì)（電位越負(fù)的金屬越易被腐蝕）2）原電池把兩種金屬同時(shí)放入到同一電解質(zhì)溶液中，并用導(dǎo)線相連，這時(shí)就會(huì)有電流產(chǎn)生，電流會(huì)從標(biāo)準(zhǔn)電極電位值高的金屬流向標(biāo)準(zhǔn)電極電位低的一方。這就是所謂的原電池。Zn–Cu原電池微電流產(chǎn)生，使Zn板腐蝕、Cu板得保護(hù)1、

在陽極區(qū)金屬（Me）溶解、Me→Me++e

(Zn→Zn+++2e)2、

電子從陽極區(qū)域流向陰極區(qū)域e陽

→

e陰

3、

在陰極區(qū)域，電子被能夠吸收電子的物質(zhì)所吸收。Cu+++2e→Cu2H++2e→H2O2/2+2e+H2O→2OH-

說明：不同電極電位的金屬在電解質(zhì)溶液中就會(huì)有離子產(chǎn)生，電子流動(dòng)，有微電流產(chǎn)生，如此往復(fù)，則有一種金屬被腐蝕、另一種被保護(hù)。

eZnCuSo4--2H+Zn++圖3-2Zn—Cu原電池

電子Mn+H2OAm-H2O／／／／電解質(zhì)電解質(zhì)金屬／溶液／溶液／／

／／

(a)(b)圖3-1雙電層3示意圖2.3金屬的電化學(xué)腐蝕1）一般金屬都不是同一種金屬元素組成的，產(chǎn)含有雜質(zhì)，另外金屬一般表面也分布很多雜質(zhì)。2）空氣中含有水蒸氣，在金屬表面形成電解質(zhì)液膜，如金屬表面的吸附于毛細(xì)凝聚，化學(xué)凝聚，鹽類吸濕凝聚于自然凝聚等。而且空氣中含有SO2,H2S,HCl,CO2,NH3，均可溶于水形成電解質(zhì)溶液。這樣工業(yè)金屬在自然裸露的情況下，形成無數(shù)的原電池，從而導(dǎo)致金屬的腐蝕。2.4金屬電化學(xué)腐蝕的三個(gè)必備條件1）金屬上各部分（或者不同金屬之間）存在電極電位差2）具有電極電位差的各部分處于互相接觸之中（相聯(lián)）3）具有電極電位差的各部分金屬處于相互連通的電解質(zhì)溶液中。防銹包裝的目的就是使金屬電化學(xué)腐蝕的三個(gè)必備條件缺失，從而防止腐蝕的發(fā)生。極化定義：當(dāng)銹蝕開始時(shí)，陽極電位向正的方向移動(dòng)，陰極電位向負(fù)的方向移動(dòng)，因而電位差減小。電極電位的改變大多是在腐蝕開始的短時(shí)間內(nèi)完成的，這種電極電位的改變叫極化作用。極化作用可降低金屬腐蝕速度，因此是防銹包裝可利用的原理之一。2.5極化作用陰極極化：電極電位向負(fù)的方向轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象（吸收電子的陰極反應(yīng)速度小于電子進(jìn)入陰極區(qū)的速度，電子在陰極表面積累，使陰極電位逐漸變負(fù)，使陰陽兩極的電位差逐漸減少，甚至為零，金屬腐蝕停止）這種變化主要與O2的溶解、滲透能力有關(guān)。所以O(shè)2為陰極去極化劑、隔O2是防銹原理之一。陽極極化：陽極電位變正的現(xiàn)象，陽極金屬離子（溶入溶液）不能很快擴(kuò)散，而積累在陽極表面附近，使陽極附近金屬離子的濃度逐漸增加，陽極電位變正，從而阻滯了陽極過程，叫濃度極化（陽極極化也是防銹包裝可利用的原理之一）。例如，金屬表面形成鈍化膜，阻礙了陽極過程，引起陽極電位向正的方向移動(dòng)。第二節(jié)

影響金屬制品銹蝕的因素

1.

金屬制品本身特征對(duì)銹蝕的影響由于金屬制品本身含有雜質(zhì)，如果雜質(zhì)的電位高于金屬本身的電位時(shí)，金屬就會(huì)被腐蝕。如果金屬中加入容易鈍化的元素（鋼中加入硅，鉻，鎳，鋁等），可以提高金屬的耐腐蝕性。2.金屬制品存儲(chǔ)環(huán)境因素對(duì)其銹蝕的影響?？諝獬睗窨諝庵泻须s質(zhì)，SO2,H2S,HCl,CO2,NH3，均可溶于水形成電解質(zhì)溶液金屬銹蝕影響因素包裝環(huán)境銹蝕因素：

—相對(duì)濕度，金屬銹蝕臨界相對(duì)濕度70%—溫度：溫度升高，促進(jìn)腐蝕的發(fā)生（能量、水蒸氣含量、凝露）—空氣組分及污染空氣的組分：氧氣、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、氯化物、氟化物—天然雨水：雜質(zhì)和酸雨—塵埃、微粒及其它：銹蝕的活性物質(zhì)，如硫酸銨；本身不具活性，但能吸附活性的物質(zhì)，如碳粒；本身不具活性，也不吸附活性的物質(zhì)，但構(gòu)成氧濃差電池，如砂粒。金屬銹蝕的影響因素加工過程中的銹蝕因素：

—加工方法和表面狀態(tài)—手汗—熱處理后的殘鹽—酸洗后的殘液—其它（冷卻液、潤(rùn)滑材料等）地理環(huán)境與氣候的銹蝕因素：

—在工業(yè)區(qū)，鋼鐵銹蝕速度最快—在海洋區(qū)，鎳、鋅、鎘較易銹蝕—在熱濕潤(rùn)區(qū)，年平均氣溫高于20℃，RH>70%，金屬極易銹蝕—在寒溫帶區(qū)，年平均氣溫不高于10℃，RH<70%，金屬銹蝕較緩慢返回

back暫時(shí)性方法:

—直接利用緩蝕劑（VCI、防銹水）—防銹油、脂—可剝性塑料—干燥空氣封存（干燥劑）—環(huán)境封存（真空包裝、充氮包裝）永久性防護(hù)方法:

—金屬保護(hù)膜（電鍍、熱噴涂）—有機(jī)涂層（油漆）—轉(zhuǎn)化膜層（磷化膜、發(fā)蘭、發(fā)黑）—添加耐蝕元素（不銹鋼）—陰極保護(hù)法（犧牲陽極、外加電流）返回

back第三節(jié)金屬防銹包裝方法

永久性防銹：如改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)（加入電極電位高的元素。如Cr）；金屬表面合金化；表面鍍層（電鍍、噴）；涂非金屬層（搪瓷、橡膠、塑料、油漆等），它們是永久的、防銹層不能除去。暫時(shí)性防銹：并非防銹期短，產(chǎn)品經(jīng)運(yùn)輸、存儲(chǔ)、銷售后，防銹材料可以除去，防銹期可達(dá)幾個(gè)月、幾年、甚至幾十年（防銹包裝分類見GB4879-85，等級(jí)見表12-1）。

一、防銹油脂封存包裝M-2M-2-1——涂覆防銹油脂（涂覆硬膜防銹油脂）M-2-2——涂防銹油脂、包覆防銹紙

M-2-3——涂防銹油脂

塑料袋包裝M-2-4——涂防銹油脂

鋁塑薄膜包裝1防銹油脂的組成組成：礦物油脂（油或脂+油溶性緩蝕劑+輔助性添加劑緩蝕劑的作用：緩蝕劑在金屬表面的化學(xué)吸附，降低了金屬表面的化學(xué)活性。降低水滴在油膜上的表面張力，從而降低了油膜到達(dá)金屬表面的能力緩蝕劑能夠?qū)⒔饘俦砻娴奈剿D(zhuǎn)換出來。常用的緩蝕劑：石油磺酸鹽，硬脂酸鋁，以及有色金屬防銹常用的苯并三氮唑等。2防銹油脂的分類及工藝防銹油脂分為防銹油：礦物油中加緩蝕劑和其他添加劑，黏度不高，涂覆方便，但油膜薄，防銹期短。防銹脂：常溫下膏狀的油脂材料，主要有潤(rùn)滑油，工業(yè)凡士林，再加入緩蝕劑，抗氧劑以及分散劑等。防銹油脂工藝一般采用熱浸涂和刷涂?jī)煞N方法熱浸涂法（批量小件）：防銹脂加熱呈流動(dòng)狀態(tài)，將經(jīng)清洗、防銹、干燥的金屬制品浸入片刻，取出后使其表面上形成一層凝固的薄膜，用石蠟紙、塑料袋封裝。（熱浸溫度↓油膜厚度↑防銹能力↑）熱刷涂法（大型產(chǎn)品）：用軟毛刷將熔化的防銹脂涂在金屬的表面上

防銹油、液系列—水基防銹液應(yīng)用：金屬工序間防銹和封存防銹適用范圍：·冶金行業(yè)重型板材和卷材的輔助封存防銹包裝·機(jī)械零部件工序間防銹返回

back特點(diǎn)：

★具有獨(dú)特的氣化和接觸防銹功能★使用安全，對(duì)環(huán)境無污染★對(duì)后序工藝無影響，金屬表面清潔防銹油、液系列—防銹油防銹油系列包括

封存防銹油：用于金屬的封存防銹置換型防銹油：

具有人汗置換型和防銹性脫水防銹油：

可脫除金屬表面的水膜、防銹溶劑稀釋型軟膜防銹油：

可中和、置換手汗，油膜薄、色淺透明、易清洗、使用方便薄層防銹油：用料省、油膜薄、透明防銹潤(rùn)滑油：具有防銹、潤(rùn)滑雙重功能冶金工序間工藝油、液系列

—切削液合成切削液狀態(tài)：半透明水溶液特點(diǎn)：具有較好的冷卻性、潤(rùn)滑性、防銹性和清洗性用途：可用于磨、車、鉆、銑等機(jī)加工序，提供冷卻、潤(rùn)滑、防銹和清洗功能微乳化切削液狀態(tài)：透明或半透明的微乳化狀水基液體特點(diǎn)：具有較好的冷卻性、潤(rùn)滑性、防銹性和清洗性，安全，使用期長(zhǎng)用途：可用于多工序精密加工和磨、車、鉆、銑等工序防水、防油復(fù)合包裝紙系列復(fù)合紙

防銹原紙與聚乙烯的復(fù)合產(chǎn)品，具有一定阻隔性；防水防油紙

具有防水、防油功能；復(fù)合紙板

紙板和聚乙烯的復(fù)合產(chǎn)品，具有較好阻隔性和物理強(qiáng)度二、氣相防銹材料包裝M-3又稱氣相緩蝕劑（VaporPhaseInhibitor）防銹封存包裝M-3-1——?dú)庀嗑徫g劑包裝M-3-2——