電刷鍍實(shí)驗(yàn)方案

1、電刷鍍實(shí)驗(yàn)方案姓名：林志聰 學(xué)院:金山學(xué)院 學(xué)號(hào)：100601074 課題名稱(chēng)：鋼結(jié)構(gòu)機(jī)頭的電刷鍍防腐蝕技術(shù)一、問(wèn)題的提出鋼結(jié)構(gòu)接頭失效分析：1.鋼結(jié)構(gòu)的表面處理鋼材在軋制過(guò)程中,經(jīng)熱處理后表面產(chǎn)生一層均勻的氧化層;同時(shí)鋼材在加工過(guò)程中,鋼材表面往往產(chǎn)生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認(rèn)真清除,會(huì)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(zhì)量,有時(shí)甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大,應(yīng)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(zhì)的存在有關(guān),其中濕度是一個(gè)決定性因素。大氣的相對(duì)濕度在60%以下時(shí),鋼材的腐蝕是很輕微的;但當(dāng)相對(duì)濕度增加到某一數(shù)值時(shí),鋼材的

2、腐蝕速度會(huì)突然升高,這一數(shù)值稱(chēng)為臨界濕度。鋼材在常溫中腐蝕屬于電化學(xué)過(guò)程,鋼鐵內(nèi)部不同金屬 雜質(zhì)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(jié)構(gòu)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(huì)發(fā)生電化學(xué) 腐蝕過(guò)程,既鋼材構(gòu)成原電池的陽(yáng)極,通過(guò)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(kuò)展到內(nèi)部。鋼材在高溫下腐蝕屬于化學(xué)腐蝕。高溫狀態(tài)下金屬和干燥空氣相接觸,表面會(huì)生成化合物(如氯化物、硫化物、氧化物等),形成對(duì)鋼材的化學(xué)腐蝕。 3.連接材料的腐蝕鋼結(jié)構(gòu)接頭連接的材料的腐蝕引起結(jié)構(gòu)失效也不容忽視。焊縫腐蝕機(jī)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(guò)程中熱冷循環(huán)使焊縫的熱影響區(qū)材質(zhì)的差別,進(jìn)而造成電化學(xué)性能間的差異,如果環(huán)境中干濕交替,會(huì)加劇這種電化學(xué)反應(yīng)。2003年某工地的一臺(tái)已使用近8年的塔式起重機(jī)由于基礎(chǔ)長(zhǎng)期排水不暢,底架與基礎(chǔ)節(jié)連接的法蘭盤(pán)背面角焊縫長(zhǎng)期受到泥水腐蝕,焊縫有效高度越來(lái)越小,在正常起吊額定載荷時(shí),底架法蘭盤(pán)背面角焊縫撕裂,塔式起重機(jī)從根部整體倒下,造成嚴(yán)重事故。螺栓往往具有較高的鉻和鎳,鉻和鎳在空氣中會(huì)形成一次呢過(guò)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(huì)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(lái)強(qiáng)化、提高工件表面性能，取得工件的裝飾性外觀(guān)、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(jī)械配合，修復(fù)因超差或因磨損而報(bào)廢的工件等，因而在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。在本實(shí)驗(yàn)中，研究電刷鍍鍍層在鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕，延長(zhǎng)其使用壽命，修復(fù)其功能方面的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)假設(shè)與理論依據(jù)電刷鍍技術(shù)是表面工程技術(shù)和重新制造技術(shù)的重要組成部分,是一種在常溫和無(wú)鍍槽條件下向工件表面快速電沉積金屬,達(dá)到恢復(fù)尺寸、強(qiáng)化和防護(hù)材料表面、延長(zhǎng)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(shù)顯示出許多優(yōu)于其它金屬涂覆技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),如設(shè)備輕便、工藝

5、靈活、鍍覆速度快、鍍層種類(lèi)多等,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件的表面修復(fù)與強(qiáng)化,并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)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(yīng)用。電刷鍍是用電解方法在工件表面獲取鍍層的過(guò)程。其目的在于強(qiáng)化、提高工件表面性能，取得工件的裝飾性外觀(guān)、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(jī)械配合，修復(fù)因超差或因磨損而報(bào)廢的工件等，因而在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。理論依據(jù)：電解原理 三、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)識(shí)電刷鍍?cè)谖磥?lái)工業(yè)加工重要作用，了解電刷鍍的基本原理。同時(shí)，熟悉電刷鍍的工藝過(guò)程，及過(guò)程中的影響因素對(duì)鍍層的影

6、響。四、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、方法及手段1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象鋼結(jié)構(gòu)金屬片若干2.實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行對(duì)比，并總結(jié)。3.檢測(cè)手段（數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）應(yīng)用金相顯微鏡，觀(guān)察鋼結(jié)構(gòu)接頭的金相組織，同時(shí)使用儀器，檢測(cè)各式樣的硬度等參數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)原則實(shí)驗(yàn)過(guò)程堅(jiān)持求真務(wù)實(shí)、實(shí)事求是的原則，堅(jiān)決杜絕實(shí)驗(yàn)作假，編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。六、實(shí)驗(yàn)步驟 準(zhǔn)備8個(gè)式樣。準(zhǔn)備渡夜。鍍前預(yù)處理表面整修待鍍剛結(jié)構(gòu)接頭的表面，去除剛結(jié)構(gòu)接頭表面存在的毛刺、錐度、不圓度和疲勞層，用切削機(jī)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(yīng)在5m

7、以下。 表面清理表面清理指采用化學(xué)及機(jī)械的方法對(duì)剛結(jié)構(gòu)接頭表面的油污、銹斑等進(jìn)行清理。當(dāng)鍍件表面有大量油污時(shí)，先用汽油、煤油、丙酮或乙醇等有機(jī)溶劑去除絕大部分油污，然后再用化學(xué)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(duì)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(lái)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(duì)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(shí)間不一樣。電凈時(shí)采用正向電流(鍍件接負(fù)極)。電凈后的表面應(yīng)無(wú)油跡，對(duì)水潤(rùn)濕良好，不掛水珠?；罨幚?/p>

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(jié)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(jié)合，形成結(jié)合強(qiáng)度良好的鍍層?；罨瘯r(shí)，采用陽(yáng)極活化(鍍筆接負(fù)極)。（3） 刷鍍過(guò)渡層 過(guò)渡層為錫,操作工藝如下:無(wú)電擦拭3s5s;鍍筆接正極,工件接負(fù)極;操作電壓為15V;鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為12m/min15m/min;刷鍍過(guò)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(wú)電擦拭3s5s;鍍筆接正極,工件接負(fù)極;操作電壓為15V;鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為12m/min15m/min;刷鍍至0.5mm厚度。 (5)鍍后處理 當(dāng)鍍層厚度達(dá)到尺寸要求后,停止刷鍍,去掉保護(hù)膠