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文檔簡介

1、電刷鍍實驗方案姓名:林志聰 學院:金山學院 學號:100601074 課題名稱:鋼結構機頭的電刷鍍防腐蝕技術一、問題的提出鋼結構接頭失效分析:1.鋼結構的表面處理鋼材在軋制過程中,經(jīng)熱處理后表面產生一層均勻的氧化層;同時鋼材在加工過程中,鋼材表面往往產生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認真清除,會影響防腐涂料的附著力和涂層的使用壽命。鋼材表面處理質量,有時甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大,應予以重視。2.鋼材的腐蝕鋼材的腐蝕速度與環(huán)境、濕度、溫度以及有害介質的存在有關,其中濕度是一個決定性因素。大氣的相對濕度在60%以下時,鋼材的腐蝕是很輕微的;但當相對濕度增加到某一數(shù)值時,鋼材的

2、腐蝕速度會突然升高,這一數(shù)值稱為臨界濕度。鋼材在常溫中腐蝕屬于電化學過程,鋼鐵內部不同金屬 雜質之間具有不同的電極電位,得到或失去電子的能力不同, 從而引起了局部的微電池。鋼結構通常在常溫大氣環(huán)境中使 用,大氣中含有水分、氧和其他污染物的作用就會發(fā)生電化學 腐蝕過程,既鋼材構成原電池的陽極,通過溶解和氧氣逐步變 為鐵銹。鐵銹能夠吸收大量水分,致使銹層體積膨脹使腐蝕 繼續(xù)擴展到內部。鋼材在高溫下腐蝕屬于化學腐蝕。高溫狀態(tài)下金屬和干燥空氣相接觸,表面會生成化合物(如氯化物、硫化物、氧化物等),形成對鋼材的化學腐蝕。 3.連接材料的腐蝕鋼結構接頭連接的材料的腐蝕引起結構失效也不容忽視。焊縫腐蝕機理是

3、由于母材和焊縫金屬間本身成分有差異,或母材和焊縫金屬材料的不搭配,以及焊接過程中熱冷循環(huán)使焊縫的熱影響區(qū)材質的差別,進而造成電化學性能間的差異,如果環(huán)境中干濕交替,會加劇這種電化學反應。2003年某工地的一臺已使用近8年的塔式起重機由于基礎長期排水不暢,底架與基礎節(jié)連接的法蘭盤背面角焊縫長期受到泥水腐蝕,焊縫有效高度越來越小,在正常起吊額定載荷時,底架法蘭盤背面角焊縫撕裂,塔式起重機從根部整體倒下,造成嚴重事故。螺栓往往具有較高的鉻和鎳,鉻和鎳在空氣中會形成一次呢過非常致密的氧化薄膜,這種薄膜具有很好的穩(wěn)定性,從而防止材料被腐蝕,但如果含鉻和鎳量不足,往往會降低螺栓的抗腐蝕能力。因此,防腐蝕是

4、提高鋼材性能的有效途徑之一。電刷鍍是用電解方法在工件表面獲取鍍層來強化、提高工件表面性能,取得工件的裝飾性外觀、耐腐蝕、抗磨損和特殊光、電、磁、熱性能,也可以改變工件尺寸,改善機械配合,修復因超差或因磨損而報廢的工件等,因而在工業(yè)上有廣泛的應用。在本實驗中,研究電刷鍍鍍層在鋼結構防腐蝕,延長其使用壽命,修復其功能方面的應用。二、實驗假設與理論依據(jù)電刷鍍技術是表面工程技術和重新制造技術的重要組成部分,是一種在常溫和無鍍槽條件下向工件表面快速電沉積金屬,達到恢復尺寸、強化和防護材料表面、延長零件使用壽命的現(xiàn)代維修手段。隨著研究的不斷深入,該技術顯示出許多優(yōu)于其它金屬涂覆技術的優(yōu)點,如設備輕便、工藝

5、靈活、鍍覆速度快、鍍層種類多等,被廣泛應用于機械零件的表面修復與強化,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。普通鋼電刷鍍工藝已較為成熟,隨著航空、航天、煤炭、石油、化工、冶金和食品等工業(yè)的蓬勃發(fā)展,不銹鋼材料已得到廣泛的應用。電刷鍍是用電解方法在工件表面獲取鍍層的過程。其目的在于強化、提高工件表面性能,取得工件的裝飾性外觀、耐腐蝕、抗磨損和特殊光、電、磁、熱性能;也可以改變工件尺寸,改善機械配合,修復因超差或因磨損而報廢的工件等,因而在工業(yè)上有廣泛的應用。理論依據(jù):電解原理 三、實驗目標 通過本實驗識電刷鍍在未來工業(yè)加工重要作用,了解電刷鍍的基本原理。同時,熟悉電刷鍍的工藝過程,及過程中的影響因素對鍍層的影

6、響。四、實驗對象、方法及手段1.實驗對象鋼結構金屬片若干2.實驗方法通過對實驗試樣鍍上相等厚度的不同材料或相同材料的不同厚度,和原式樣進行對比,并總結。3.檢測手段(數(shù)據(jù)統(tǒng)計)應用金相顯微鏡,觀察鋼結構接頭的金相組織,同時使用儀器,檢測各式樣的硬度等參數(shù)。五、實驗原則實驗過程堅持求真務實、實事求是的原則,堅決杜絕實驗作假,編造實驗數(shù)據(jù)。六、實驗步驟 準備8個式樣。準備渡夜。鍍前預處理表面整修待鍍剛結構接頭的表面,去除剛結構接頭表面存在的毛刺、錐度、不圓度和疲勞層,用切削機床精工修理,或用砂布、金相砂紙打磨,以獲得正確的幾何形狀和暴露出基體金屬的正常組織,一般在修整后的鍍件表面粗糙度Ra應在5m

7、以下。 表面清理表面清理指采用化學及機械的方法對剛結構接頭表面的油污、銹斑等進行清理。當鍍件表面有大量油污時,先用汽油、煤油、丙酮或乙醇等有機溶劑去除絕大部分油污,然后再用化學脫脂溶液除去殘留油污,并用清水洗凈。若表面有較厚的銹蝕物,可用砂布打磨、鋼絲刷刷除或噴砂處理,以除去銹蝕物。對于表面所沾油污和銹斑很少的鍍件,不必采用上述處理方法而直接用電凈法和活化法來清除油污和銹斑。 電凈處理 電凈處理就是槽鍍工藝中的電解脫脂。刷鍍中對任何基體金屬都用同一種脫脂溶液,只是不同的基體金屬所要求的電壓和脫脂時間不一樣。電凈時采用正向電流(鍍件接負極)。電凈后的表面應無油跡,對水潤濕良好,不掛水珠。活化處理

8、 活化處理用以去除鍍件在脫脂后可能形成的氧化膜并使鍍件表面受到輕微刻蝕而呈現(xiàn)出金屬的結晶組織,確保金屬離子能在新鮮的基體表面上還原并與基體牢固結合,形成結合強度良好的鍍層?;罨瘯r,采用陽極活化(鍍筆接負極)。(3) 刷鍍過渡層 過渡層為錫,操作工藝如下:無電擦拭3s5s;鍍筆接正極,工件接負極;操作電壓為15V;鍍筆與工件相對運動速度為12m/min15m/min;刷鍍過渡層厚0001001 mm。 (4)刷鍍工作層 四組工作層分別為Zn 、Sn、 Al、 Ni,操作工藝如下:無電擦拭3s5s;鍍筆接正極,工件接負極;操作電壓為15V;鍍筆與工件相對運動速度為12m/min15m/min;刷鍍至0.5mm厚度。 (5)鍍后處理 當鍍層厚度達到尺寸要求后,停止刷鍍,去掉保護膠

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