商品養(yǎng)護(hù)技術(shù)第六章

第六章金屬商品的防護(hù)第一節(jié)金屬商品的銹蝕一、金屬的銹蝕原理 二、金屬的大氣銹蝕 三、金屬銹蝕的特征 一、金屬的銹蝕原理1．金屬的表面膜2．化學(xué)銹蝕的機(jī)理3．電化學(xué)銹蝕1．金屬的表面膜金屬有活潑與不活潑之分?；顫娊饘僭诳諝饫锘蛟谀承┉h(huán)境中容易受到銹蝕，即金屬原子失去電子變成離子，生成各種“銹”。但是某些活潑金屬(如鋁、鉻等)卻可以在環(huán)境中穩(wěn)定地存在，原因是某些活潑的金屬在氧或某些氧化劑的作用下，會(huì)在表面生成表面膜。這一層由腐蝕產(chǎn)物所組成的，能把金屬表面和銹蝕環(huán)境隔離開，從而降低金屬的銹蝕速度的薄膜被稱為金屬表面保護(hù)膜。2．化學(xué)銹蝕的機(jī)理當(dāng)金屬與非電解質(zhì)相接觸時(shí)，介質(zhì)中的分子被金屬表面所吸附，并分解為原子，然后與金屬原子化合，生成銹蝕產(chǎn)物，這個(gè)過程稱為化學(xué)銹蝕。如果銹蝕產(chǎn)物是揮發(fā)性的，則在金屬表面形成不了保護(hù)性膜，銹蝕反應(yīng)將繼續(xù)下去。如果銹蝕的產(chǎn)物可以附著在金屬表面上，形成完整的保護(hù)膜時(shí)，則銹蝕反應(yīng)被阻止。3．電化學(xué)銹蝕電化學(xué)銹蝕要比化學(xué)銹蝕更普遍，危害性也更大。金屬在潮濕空氣中的大氣銹蝕，在酸、堿、鹽溶液和海水中發(fā)生的銹蝕，在地下土壤中的銹蝕，以及在不同金屬的接觸處的銹蝕等，均屬于電化學(xué)銹蝕。金屬電化學(xué)銹蝕的原理和金屬原電池的原理是相同的。即當(dāng)兩種金屬材料在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池時(shí)，作為原電池負(fù)極的金屬就會(huì)銹蝕。這種能導(dǎo)致金屬銹蝕的原電池為腐蝕電池。只要形成腐蝕電池，陽極金屬就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而遭到電化學(xué)銹蝕。3．電化學(xué)銹蝕根據(jù)原電池理論，形成腐蝕電池必須具備三個(gè)基本條件：①有電位差存在：即不同金屬或同種金屬的不同區(qū)域之間存在著電位差。電位差越大，銹蝕越烈。②有電解質(zhì)溶液：即兩極材料共處于相連通的電解質(zhì)溶液中。③接觸：即具有不同電位的兩部分金屬之間必須有導(dǎo)線連接或直接接觸。腐蝕電池工作的結(jié)果是陽極金屬發(fā)生銹蝕。若能避免、破壞或抑制上述三個(gè)條件中的任何一個(gè)條件，就可以抑制腐蝕電池的工作，從而起到防止金屬發(fā)生電化學(xué)銹蝕。許多防腐蝕措施就是基于這一基本原理。二、金屬的大氣銹蝕1．大氣銹蝕原理2．大氣銹蝕的分類1．大氣銹蝕原理當(dāng)金屬暴露在潮濕的大氣中時(shí)，由于其表面對大氣中的水分有吸附作用，在金屬表面便形成了一層很薄的濕氣層——水膜，當(dāng)這層水膜達(dá)到一定厚度時(shí)，就形成了電化學(xué)銹蝕所必須的一層電解質(zhì)溶液。就有可能因?yàn)榻饘僦泻须s質(zhì)或水膜中含有氧氣而形成腐蝕電池，導(dǎo)致金屬的電化學(xué)銹蝕。2．大氣銹蝕的分類(1)干大氣銹蝕：大氣中基本上沒有水汽，金屬表面完全沒有水膜時(shí)的大氣銹蝕是干大氣銹蝕。這類銹蝕發(fā)生的化學(xué)銹蝕，銹蝕速度較小，只能使金屬表面失去光澤，危險(xiǎn)性亦較小。干大氣銹蝕速度的大小取決于大氣中的氧通過上述氧化物膜的速度。(2)潮大氣銹蝕：當(dāng)大氣的相對濕度在某一臨界值與相對濕度為100％之間時(shí)，金屬發(fā)生潮大氣銹蝕。在潮大氣中，金屬表面有一層肉眼看不見的水膜。潮大氣銹蝕有電化學(xué)腐蝕的特征，銹蝕速度較大。雨天大氣中的濕度較大，室內(nèi)金屬的腐蝕即屬于潮大氣銹蝕。潮大氣銹蝕的快慢取決于空氣溫度的大小和金屬表面氧化物膜電阻的大小。(3)濕大氣銹蝕：金屬在相對濕度接近100％的大氣中，或遭受雨水直接噴淋時(shí)，發(fā)生濕大氣腐蝕。在濕大氣的情況下，在金屬表面上有較厚的肉眼可見的水膜，這時(shí)金屬遭到電化學(xué)銹蝕。其銹蝕速度較快。速度的大小主要決定于大氣中的氧通過液膜擴(kuò)散的快慢。三、金屬銹蝕的特征1．鋼鐵制品的銹蝕特征。鋼鐵制品表面開始發(fā)暗，銹蝕輕微時(shí)呈暗灰色，銹蝕進(jìn)一步發(fā)展，初時(shí)呈深褐色或棕黃色，嚴(yán)重的呈棕色或褐色斑痕及銹坑，形成一層疏松的易于剝落的銹蝕物。2．銅及其合金的銹蝕特征。一般呈綠色薄層或暗斑。鋁青銅上的銹蝕呈白色、黑色、暗色或淡綠色的薄層。銅及其合金輕微且均勻的變化是在空氣中自然氧化的結(jié)果，一般是允許的。3．鋁合金和鎂合金的銹蝕特征。起初呈白色或暗灰色，進(jìn)一步發(fā)展則有白色或灰白色粉末狀的銹蝕物充滿銹坑。4．鍍鎘、鍍鋅金屬制品的銹蝕特征。開始時(shí)鍍層失去光澤，繼續(xù)發(fā)展則呈現(xiàn)白色、灰色或生成白色粉末層。銹蝕嚴(yán)重者，可透過鍍層，在基體為鋼鐵的鍍層生成與鋼鐵同樣顏色的物質(zhì)。三、金屬銹蝕的特征5．銀及鍍銀層的銹蝕特征。銀及鍍銀金屬商品在空氣中容易氧化而變色。初期會(huì)出現(xiàn)暗斑或黑色、淺黑色的銹點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)呈棕黃色或褐色，但這種現(xiàn)象較少見。6．鍍錫、鍍鉛零件的銹蝕特征。一般呈黑色薄層或暗褐色斑點(diǎn)，有時(shí)出現(xiàn)基體腐蝕或鍍層脫落。7．噴、涂油漆制品的銹蝕特征。開始銹蝕時(shí)，會(huì)引起漆層膨脹鼓泡，最后剝落。噴、涂油漆制品的銹蝕一般是腐蝕介質(zhì)通過油漆膜層進(jìn)入內(nèi)部而造成的。8．其它金屬及其鍍層的銹蝕特征。鍍鎳層在銹蝕開始時(shí)會(huì)形成淡灰綠色粉末狀的疏松物，受高溫影響后易產(chǎn)生氧化層，如果因受潮濕大氣的影響，就會(huì)產(chǎn)生綠色銹點(diǎn)。統(tǒng)一合金的銹蝕一般呈桔紅色。第二節(jié)影響金屬銹蝕的因素一、影晌金屬商品銹蝕的內(nèi)因 二、金屬商品銹蝕的外因 一、影晌金屬商品銹蝕的內(nèi)因(一)金屬的性質(zhì)(二)金屬的成分與雜質(zhì)(三)金屬表面的加工方法與表面狀態(tài)(四)金屬各部位的應(yīng)力狀態(tài)(一)金屬的性質(zhì)一般說來，金屬越易失電子，它的化學(xué)性質(zhì)就越活潑，電極電勢就越負(fù)，也越容易受周圍腐蝕介質(zhì)的作用而發(fā)生銹蝕。反之，金屬的化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定，電極電勢就越正，在電解質(zhì)中越耐腐蝕。但是有些金屬是例外的，例如鋁和鋅的電勢都較鐵負(fù)，而它們在大氣中的耐蝕性比鐵好的多。這是因?yàn)殇X和鋅在大氣中，表面雖然容易被氧化，但是所生成的氧化膜十分致密完整，能夠保護(hù)金屬內(nèi)層不再被腐蝕。這種作用在化學(xué)上通常稱為金屬的鈍化。金屬的活性狀態(tài)和鈍性狀態(tài)是相對的。、在外界介質(zhì)作用下，容易受腐蝕的金屬，通常是活性的金屬，而在腐蝕性介質(zhì)的作用下，不發(fā)生腐蝕損壞的金屬，是鈍性的金屬。但有時(shí)同一種金屬，在一種腐蝕解質(zhì)里呈鈍態(tài)，而在另一種腐蝕解質(zhì)里呈活態(tài)。例如，鉻在硝酸或濃硫酸溶液里，很快就成為鈍態(tài)，而鉻在鹽酸或稀硫酸的溶液里，就很容易溶解呈活態(tài)。完全鈍態(tài)的金屬是非常少的，通常金屬在鈍態(tài)下，仍然會(huì)逐漸地溶解。(二)金屬的成分與雜質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)的金屬商品絕大多數(shù)是含有多種成分的合金，增加耐蝕性成分，對金屬商品在大氣條件下，保持一定的化學(xué)穩(wěn)定性有良好的效果。但是耐蝕性并不隨合金中耐腐蝕成分的逐步增加而連續(xù)地提高，而是合金含量增加到一定比例時(shí)，其耐蝕性才突然提高。例如，鐵鉻合金，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的原子百分?jǐn)?shù)(如12.5％和25％)時(shí)，其耐蝕性能才明顯地提高。純金屬制品很少，同時(shí)工業(yè)用金屬材料中都含有一定量的雜質(zhì)，如工業(yè)鋅中含有鐵等。由于金屬的合金組成或含雜質(zhì)分布的不均勻性，加上各自的電極電勢不同，就會(huì)形成腐蝕微電池的電極條件，當(dāng)金屬表面有水膜形成時(shí)，便會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。(三)金屬表面的加工方法與表面狀態(tài)金屬表面的加工方法與表面狀態(tài)對金屬銹蝕過程和速度也有明顯的影響，在大多數(shù)情況下，隨著表面加工精度的提高，使金屬的耐蝕性能增加，但在強(qiáng)烈腐蝕性電解質(zhì)的作用下，由于金屬的腐蝕很快，其不同光潔度的表面，其腐蝕速度的大小沒有很大差別。一般來說，表面光潔度好的制品耐蝕性較表面粗糙的高，粗車或噴砂的粗糙表面銹蝕速度較快。這是由于粗糙的表面上，進(jìn)入刮傷、孔隙、結(jié)合縫等深洼部分的大氣中的氧氣較少，從而形成氧的濃差電池。金屬表面與濃溶液接觸的地方電極電勢較高，與稀溶液接觸的地方電極電勢較低，從而形成微電池，使電極電勢較低部分的金屬被腐蝕；其次，由于光潔的金屬表面比粗糙表面的氧化膜較緊密而且均勻，具有較強(qiáng)的保護(hù)作用。(四)金屬各部位的應(yīng)力狀態(tài)金屬商品在生產(chǎn)制造過程中，形成的各種變形部件，如果沒有經(jīng)過最后一道工序的熱處理——退火，那么在這些部件上形成很大的殘余應(yīng)力。經(jīng)研究證明，集中應(yīng)力和變形部位，能增加腐蝕速度。原因是這些部位的電極電勢下降，從而出現(xiàn)電極電勢差，形成微電池。拉應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕有較大的影響。二、金屬商品銹蝕的外因(一)空氣的相對濕度(二)空氣的溫度(三)空氣中腐蝕性氣體(四)塵埃和沾污(一)空氣的相對濕度空氣的相對濕度，通常認(rèn)為是大氣腐蝕的最重要的因素，它直接關(guān)系到金屬表面上水膜的形成和保持時(shí)間的久暫?？諝庀鄬穸仍礁?，金屬表面越容易形成電解液膜，金屬就越容易引起腐蝕；反之，空氣的相對濕度越低，金屬就難以形成水膜，而不易引起腐蝕。儲(chǔ)存金屬商品的庫房，如果能控制在某一相對濕度水平時(shí)，就會(huì)抑制和減緩金屬銹蝕，這一相對濕度界限，通常稱為某金屬的臨界相對濕度。在干燥的空氣中金屬不易腐蝕，如果庫內(nèi)的相對濕度超過某種金屬的臨界相對濕度，那么金屬商品容易發(fā)生銹蝕。在正常情況下，一般金屬的臨界相對濕度在60％～80％之間。例如，鋼鐵制品在正常情況下的臨界相對濕度為75％。但在空氣污染的情況下，各種金屬受腐蝕的臨界相對濕度也相應(yīng)地下降。如工業(yè)區(qū)大氣中含S02(0.02％～0.04％)等有毒氣體時(shí)，鋼鐵制品的臨界相對濕度會(huì)下降為50％～70％，銅制品為60％。(二)空氣的溫度空氣溫度也是影響大氣腐蝕的外界主要因素。它影響著大氣中水汽在金屬表面上形成水膜以及水膜中有害氣體和鹽類物質(zhì)的溶解度。和一般化學(xué)反應(yīng)一樣，隨著氣溫的升高，金屬商品在大氣中的銹蝕速度加快。氣溫的變化對金屬銹蝕的影響很大。在大陸性氣候地區(qū)，多是白天炎熱，白天空氣中的相對濕度雖然低，但絕對濕度卻相當(dāng)高。當(dāng)晚間氣溫急劇下降時(shí)，使空氣中的相對濕度大大提高，這時(shí)水汽便容易在金屬表面凝聚，形成水膜，為金屬的銹蝕提供必要的條件。因此，在商品儲(chǔ)存保管中，應(yīng)特別注意庫溫的驟變。金屬商品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)攘鲃?dòng)中，往往會(huì)因溫差而出現(xiàn)“水淞”現(xiàn)象。在氣溫日變化幅度較大的地區(qū)，晚上和清晨常會(huì)有露水出現(xiàn)，這對露天存放的五金商品安全儲(chǔ)存是一種嚴(yán)重威脅，必須采取養(yǎng)護(hù)措施，以延緩或防止這些商品的銹蝕。(三)空氣中腐蝕性氣體在受工業(yè)污染的混雜成分中，二氧化硫?qū)饘偕唐返母g危害最大。清潔的空氣和干凈的鐵表面接觸時(shí)，其臨界相對溫度接近于100％。如果空氣中有了萬分之一的二氧化硫，其臨界相對濕度就可能下降到70％。據(jù)試驗(yàn)，在含0.01％SO2氣體的環(huán)境中，鋼鐵制品儲(chǔ)存20天，其銹蝕速度約為清潔空氣中的7倍。二氧化硫?qū)︿撹F銹蝕過程是：SO2在鐵表面易氧化而溶于水中成為硫酸，促使銹蝕。在工業(yè)城市的空氣中，除了二氧化硫外，還可能有硫化氫、氨、氯氣、氯化氫等腐蝕性氣體存在，這些氣體都不同程度地促使金屬商品加快銹蝕。(四)塵埃和沾污空氣中含有大量塵埃，其中包括煤煙、煤灰、砂土、鹽類等微小顆粒。當(dāng)它們沾污到金屬商品表面，溶解于水膜中時(shí)，就會(huì)起著電解質(zhì)的作用，促進(jìn)金屬商品的銹蝕。塵埃中的鹽類如(NH4)2SO2、NaCl等微粒，本身就具有腐蝕活性，一旦溶解于水膜里就成為電解質(zhì)溶液。塵埃中煤煙、煤灰等，本身雖不具腐蝕活性，但能從空中強(qiáng)烈地吸附腐蝕活性的氣體，特別是SO2。因此，這些微粒也強(qiáng)烈地加速大氣腐蝕。在含有雜質(zhì)的空氣中，在相對濕度比飽和點(diǎn)(100％)還低很多時(shí)，銹蝕速度就已劇烈增長。因?yàn)檫@些雜質(zhì)灰塵的吸水性很強(qiáng)，在金屬表面上生成了一層相當(dāng)厚的水膜，從而加快金屬的銹蝕過程。第三節(jié)金屬銹蝕的防治一、防止金屬腐蝕的主要途徑 二、金屬銹蝕的控制方法 三、緩蝕劑保護(hù) 四、電化學(xué)保護(hù) 五、金屬表面處理與覆蓋層 六、金屬表面的化學(xué)轉(zhuǎn)化 一、防止金屬腐蝕的主要途徑1．提高金屬材料自身的抗蝕性2．采用覆蓋層法防蝕3．采用化學(xué)處理法防蝕4．控制環(huán)境法防蝕5．采用緩蝕劑法防蝕6．采用電化學(xué)法防蝕1．提高金屬材料自身的抗蝕性材料自身的抗蝕性是基本因素。例如，鑄鐵與不銹鋼比較，在其他條件相同的情況下．鑄鐵的抗蝕性遠(yuǎn)不如不銹鋼。因此，在煉鋼時(shí)，加入鉻(Cr)、鎳(Ni)、錳(Mn)、硅(Si)、釩(v)：鈦（Ti）、硼（B）、鎢(W)、鉬(Mo)合金元素。同時(shí)盡量降低有害雜質(zhì)的含量，這樣煉出來的合金鋼，抗蝕性就會(huì)大大提高。當(dāng)然溶入各種合金元素不光是為了提高材料的抗蝕性，主要的還是在于提高材料自身的機(jī)械性能。例如，含有1％釩的釩鋼，彈性顯著增強(qiáng)，低溫抗沖擊性好，質(zhì)堅(jiān)而韌，同時(shí)耐大氣和耐海水腐蝕的性能也比普通鋼材好得多，常用來制造汽車、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、彈簧、火車汽缸、穿甲炮彈等。含鉻14％～18％的不銹鋼，能耐硝酸腐蝕，用來制造化學(xué)介質(zhì)管運(yùn)以及日用匙、刀、叉等。含鎳3.5％的鎳鋼，具有較高的抗蝕性，而且質(zhì)硬，富有彈性，用于制造鋼甲板、海底電線等。由于鉻、鎳有較強(qiáng)的抗蝕性，常用來作電鍍鍍層。2．采用覆蓋層法防蝕覆蓋層也稱保護(hù)層，實(shí)質(zhì)在于把金屬同可能引起或促進(jìn)腐蝕的各種外界條件，如水分、氧氣、二氧化硫等，盡司能隔離開來，從而達(dá)到防蝕目的。按覆蓋層的性質(zhì)，通常分為永久性覆蓋層和暫時(shí)性覆蓋層兩類。(1)永久性覆蓋層：有金屬噴鍍；琺瑯涂層(如陶瓷、搪瓷等)；電鍍；涂漆；塑料涂層等。(2)暫時(shí)性覆蓋層：有可剝性塑料薄膜；防銹油(脂)等。3．采用化學(xué)處理法防蝕(1)鋼鐵發(fā)藍(lán)：也稱發(fā)黑。是一種鋼鐵氧化處理的方法。常用的堿性發(fā)藍(lán)是把鋼鐵零件放入很濃的堿(NaOH)和氧化劑(NaNO2、NaNO3)溶液中，在140℃～150℃下進(jìn)行處理。處理后，能在金屬表面生成一層藍(lán)黑色致密的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，并牢固地與金屬表面結(jié)合。它對干燥的氣體抵抗力強(qiáng)，但在水中或濕氣中抵抗力較差。這種氧化膜還有一定的彈性和潤滑性。同時(shí)在發(fā)藍(lán)過程中還能消除材料應(yīng)力，所以廣泛地用于機(jī)器零件、精密儀器、光學(xué)儀器、鐘表零件和軍械制造中。(2)磷化處理：采用含磷酸鹽的酸性溶液處理金屬，使金屬表面獲得一層基本上是由磷酸鹽構(gòu)成的磷化膜。致密的磷化膜在大氣中具有較好的耐蝕性，即使與酸、堿等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)接觸，也有一定的抗蝕性。而且操作簡便，成本低，廣泛地用于保護(hù)黑色金屬及鋅、鋁、鎘等合金制品上；或作為涂漆前表面預(yù)處理工序，以改善漆層的結(jié)合力和防腐性能。4．控制環(huán)境法防蝕(1)干燥空氣封存法：也稱控制相對濕度法。當(dāng)空氣相對濕度控制在≤35％時(shí)，金屬則不易生銹，非金屬也不易長霉?？刹扇∫韵麓胧?shí)現(xiàn)。①在密封裝置內(nèi)預(yù)先放置被保護(hù)物，直接充入干燥空氣，同時(shí)吸出潮濕空氣，然后密封容器。②在密封裝置內(nèi)，預(yù)先放置干燥劑，一定時(shí)間后，迅速安放被保護(hù)物，繼續(xù)干燥，達(dá)到平衡干燥度以后密封容器。③在密封裝置內(nèi)，同時(shí)放置被保護(hù)物及干燥劑，然后密封容器。以上三種方法中，第一種方法最好，可用于精密零件較長期的防銹，但本法需要制備干燥空氣的設(shè)備。第二種方法較好，可用于一般零件的防銹，本法雖不需要制備干燥空氣的設(shè)備，但消耗干燥劑的數(shù)量較大。第三種方法比較簡便，只適用于一般對防銹要求不高的零件的儲(chǔ)存防銹，或作為涂油封存的一種輔助措施。(2)充氮封存法：氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在產(chǎn)品包裝中，充入干燥的氮?dú)?，隔絕了水分、氧氣等腐蝕性介質(zhì)，從而達(dá)到使金屬不易生銹、非金屬不易老化的目的。(3)隔離污染源法：如去氧封存法等。一般在設(shè)計(jì)、建筑廠房、庫房時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離有害氣體源，以防止金屬腐蝕。5．采用緩蝕劑法防蝕在腐蝕性介質(zhì)中，加入少許能減小腐蝕速度的緩蝕劑，來防止金屬腐蝕。通常緩蝕劑可分為：氣相緩蝕劑、水溶性緩蝕劑及油溶性緩蝕劑三類。6．采用電化學(xué)法防蝕電化學(xué)腐蝕總是在陽極區(qū)域進(jìn)行，而陰極材料卻受到保護(hù)。因此人為地選擇一些電極電位負(fù)的活潑金屬極(作陽極)，安裝在基體金屬(作陰極)上，或用導(dǎo)線連接，結(jié)果活潑金屬被腐蝕，而基體金屬得到保護(hù)。這種用犧牲陽極而保護(hù)陰極的方法，稱之為陰極保護(hù)法。一般用來作為陽極材料的有鋅板、鋁片及其合金等。二、金屬銹蝕的控制方法常用的銹蝕控制技術(shù)主要包括：1．合理選材。選取在某實(shí)際環(huán)境條件下耐銹蝕并符合生產(chǎn)需要和經(jīng)濟(jì)效果好的金屬或非金屬材料。2．正確設(shè)計(jì)。采用正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，既滿足生產(chǎn)的需要，又使制品的銹蝕減少到最小程度。3．改變環(huán)境介質(zhì)狀態(tài)。在生產(chǎn)環(huán)境許可的條件下，通過改變濃度、溫度、流速和除去有害成分等方法以減輕制品的銹蝕。4．添加緩蝕劑。在銹蝕環(huán)境中，添加少量能阻止或減緩金屬銹蝕速度的物質(zhì)以控制金屬制品的銹蝕。5．電化學(xué)保護(hù)。對被保護(hù)的金屬通以電流使它進(jìn)行極化，消除或減小與電解質(zhì)溶液接觸的金屬表面各部分的電位差，從而減緩或阻止金屬制品的銹蝕。6．鈍化。用人為的方法促使可鈍化的金屬表面生成鈍化膜，以減緩或阻止金屬制品的銹蝕。7．使用覆蓋層保護(hù)。在金屬表面涂、噴、滲、襯、鍍上一層耐銹蝕性較好的金屬或非金屬物質(zhì)，以及將金屬進(jìn)行磷化、氧化處理，把金屬制品與銹蝕環(huán)境介質(zhì)隔離開。8．加強(qiáng)和改進(jìn)生產(chǎn)管理。在許多情況下，可以采用兩種或兩種以上的聯(lián)合防護(hù)措施，以取得更好的效果。在選擇銹蝕控制措施時(shí)，還要考慮成本與經(jīng)濟(jì)效益等因素。二、金屬銹蝕的控制方法(一)合理選擇金屬制品的材料(二)金屬銹蝕環(huán)境的處理(一)合理選擇金屬制品的材料1．介質(zhì)的成分與濃度。工作介質(zhì)的主要成分與濃度是選材時(shí)要首先查清的。2．雜質(zhì)。在某些情況下，忽視介質(zhì)中雜質(zhì)的存在，會(huì)引起嚴(yán)重的銹蝕事故。3．pH值。選材時(shí)必須重視溶液的pH值，因?yàn)閜H值的大小不但會(huì)影響到材料的銹蝕速度、銹蝕陰極過程的性質(zhì)(是H+氧化金屬，還是溶解氧及其他氧化劑)，而且對金屬表面膜或銹蝕產(chǎn)物的溶解度也有重要的影響。4．溫度。溫度對不同材料一環(huán)境體系的銹蝕速度影響是復(fù)雜的。一般而言，溫度升高，大多數(shù)銹蝕的速度提高。許多材料在一定的環(huán)境中有許可使用的一定溫度界限。5．介質(zhì)的流動(dòng)速度。介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)會(huì)改變金屬的溶解速度。也會(huì)改變表面保護(hù)膜的穩(wěn)定性以及銹蝕的形態(tài)和機(jī)理。6．壓力。不同的環(huán)境壓力對材料的強(qiáng)度、耐蝕性甚至其施工方面都會(huì)提出不同的要求。7．自然環(huán)境條件。在選材時(shí)除了注意上述所列設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)條件外，還不應(yīng)忽視自然環(huán)境條件對設(shè)備的影響。(二)金屬銹蝕環(huán)境的處理1．除去介質(zhì)中的腐蝕性物質(zhì)2．改變介質(zhì)濃度3．改變溫度4．改變流速5．降低氣體介質(zhì)中的濕度6．調(diào)整介質(zhì)的pH值1．除去介質(zhì)中的腐蝕性物質(zhì)(1)熱力除氧法(2)化學(xué)除氧法(3)真空脫氧法(4)惰性氣體噴射法(1)熱力除氧法熱力法除氧是在除氧器內(nèi)進(jìn)行的，即用蒸汽與水充分接觸，把水加熱到沸點(diǎn)，使水中的氧氣迅速排走。(2)化學(xué)除氧法①亞硫酸鈉法。用Na2SO3還原水中的氧。反應(yīng)如下：

2Na2SO3+O2=2Na2SO4此法會(huì)增加水中的含鹽量。而且亞硫酸鈉在高溫時(shí)會(huì)分解，生成腐蝕性物質(zhì)，如Na2S、H2S、SO2。②聯(lián)胺法。用聯(lián)胺還原水中的氧。反應(yīng)如下：

N2H4+O2——N2+2H2O聯(lián)胺還可以把鐵與銅的氧化物還原，以防止鍋爐內(nèi)生成鐵銹與銅垢。聯(lián)胺法的缺點(diǎn)是有毒、易燃、具有揮發(fā)性，使用時(shí)要注意安全。(3)真空脫氧法用抽真空的方法除去體系內(nèi)的氧。(4)惰性氣體噴射法除氧以外，F(xiàn)e3+、Cl﹣、無機(jī)鹽、硫、硫化氫、二氧化硫等常常會(huì)造成設(shè)備的銹蝕，要設(shè)法除去。2．改變介質(zhì)濃度通過提高或降低腐蝕介質(zhì)的濃度，有時(shí)可以有效地控制銹蝕，例如硝酸、硫酸和磷酸在高濃度時(shí)對某些金屬基本上不銹蝕。降低硫酸的濃度，又可大大降低它對鋁的銹蝕速度3．改變溫度降低溫度，在大多數(shù)情況下可以使金屬的銹蝕速度降低。提高溫度有時(shí)也可以減輕金屬的銹蝕，例如，加熱到沸騰的水或某些鹽溶液，由于溶解氧濃度的降低。其銹蝕性降低。沸騰的海水比不到沸點(diǎn)的熱海水銹蝕性低。提高溫度使氣體中的水分蒸發(fā)而不冷凝，也可以減緩金屬的銹蝕。4．改變流速某些情況下，降低流速可以減緩金屬的銹蝕。也可以減小流體對金屬設(shè)備的沖刷銹蝕。對于能鈍化的金屬，例如不銹鋼，適當(dāng)提高流速，有利于鈍化。5．降低氣體介質(zhì)中的濕度許多氣體的腐蝕性是隨其相對濕度增大而增加的。例如濕大氣、濕氯氣、濕氯化氫的腐蝕就比其干氣體嚴(yán)重。降低氣體濕度的方法是使用干燥劑吸收氣體中的水分；用升溫法使水汽不致于冷凝在金屬表面形成液膜。6．調(diào)整介質(zhì)的pH值在生產(chǎn)工藝許可的條件下，有時(shí)適當(dāng)調(diào)整介質(zhì)的pH值，可以降低設(shè)備的銹蝕速度。三、緩蝕劑保護(hù)(一)緩蝕劑保護(hù)的特點(diǎn)(二)常用的緩蝕劑(一)緩蝕劑保護(hù)的特點(diǎn)1．緩蝕劑保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)2．緩蝕劑保護(hù)的局限性1．緩蝕劑保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)(1)保護(hù)效果好：采用合適的緩蝕劑及保護(hù)工藝，可以取得良好的保護(hù)效果，保護(hù)效率可達(dá)99％～100％。不但對金屬的均勻銹蝕可采用緩蝕劑保護(hù)，對應(yīng)力腐蝕、孔蝕、縫隙銹蝕、晶間銹蝕與銹蝕疲勞等也可采用緩蝕劑保護(hù)。多種緩蝕劑的配合使用，還可以同時(shí)保護(hù)與銹蝕介質(zhì)接觸的多種金屬材料。(2)使用方便，投資少：對于被保護(hù)的設(shè)備，即使其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，用其他保護(hù)方法難以奏效的，只要在介質(zhì)中加入一定量的緩蝕劑，即可以起到良好的保護(hù)作用，凡是與介質(zhì)接觸的表面，緩蝕劑都可能發(fā)揮作用。使用緩蝕劑不必有復(fù)雜的附加設(shè)備，所使用的濃度很低，有的幾個(gè)ppm即可。技術(shù)比較容易掌握。由于投資少，成本低，一般的中小企業(yè)較適宜使用。(3)用途廣：緩蝕劑已用在各個(gè)工業(yè)部門。在工業(yè)水、海水、酸、石油、油脂、蒸汽冷凝管線、大氣以及鋼筋混凝土等環(huán)境中都已有應(yīng)用成功的報(bào)道，可以保護(hù)各種與介質(zhì)直接接觸的材料、設(shè)備、管道、閥門、泵和儀表等。緩蝕劑還可以和涂料、電化學(xué)保護(hù)等聯(lián)合使用。2．緩蝕劑保護(hù)的局限性(1)緩蝕劑對材料一環(huán)境體系有極強(qiáng)的針對性，要針對不同的體系通過實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場的試驗(yàn)選擇緩蝕劑的配方和有關(guān)參數(shù)。(2)緩蝕劑一般只用在封閉和循環(huán)的體系中，對于非循環(huán)體系或敞開體系來說，緩蝕劑會(huì)大量地流失，不但成本高，而且有可能污染環(huán)境。(3)緩蝕劑一般不適用于高溫環(huán)境，通常在150℃以下使用。(4)對于不許可污染產(chǎn)品及生產(chǎn)介質(zhì)的場合不宜采用。(5)要考慮緩蝕劑對環(huán)境有無污染，要考慮必要的廢液回收與處理問題。(6)在強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)(如酸)中，不宜用緩蝕劑作長期保護(hù)。(二)常用的緩蝕劑常用的倉儲(chǔ)金屬商品防銹的緩蝕劑主要有油溶性緩蝕劑與氣相緩蝕劑。涂油防銹是用于倉儲(chǔ)金屬商品腐蝕較為普遍的方法。油溶性緩蝕劑都是極性有機(jī)化合物，是能溶于油脂的表面活性劑。氣相防銹是用氣相緩蝕劑在密封的包裝或容器中對金屬商品進(jìn)行防銹的方法。氣相緩蝕劑在常溫下具有一定的揮發(fā)性，在很短時(shí)間內(nèi)它的氣體就能充滿包裝或容器內(nèi)的每個(gè)角落和縫隙，對形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜或帶有孔縫的商品以及儀器儀表等具有良好的防銹作用。由于氣相防銹法不需在商品表面涂層，所以采用此法既不影響商品的外觀也不影響使用，同時(shí)不污染包裝：使用方便，不需特殊設(shè)備；防銹期長，一般庫房有效防銹期可達(dá)3～5年，有的可達(dá)10年以上。四、電化學(xué)保護(hù)(一)陰極保護(hù)(二)陽極保護(hù)(三)陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的比較(四)陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的選用原則(一)陰極保護(hù)1．陰極保護(hù)的分類2．兩種陰極保護(hù)法的比較3．陰極保護(hù)的應(yīng)用范圍1．陰極保護(hù)的分類(1)外加電流法：把被保護(hù)的金屬與直流電源的負(fù)極相連接，通過外加陰極電流使金屬陰極極化。(2)犧牲陽極法：在被保護(hù)的金屬上連接上一塊電位更負(fù)的金屬作為犧牲陽極，二者在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成大腐蝕電池。2．兩種陰極保護(hù)法的比較外加電流的陰極保護(hù)可以調(diào)節(jié)保護(hù)電壓和電流，可用于要求電流量大的情況，適用范圍廣。不足之處是要有日常操作、維護(hù)與檢修，要有直流電源設(shè)備。犧牲陽極保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不用外加電流，在電源不便的場合，比較適用，易于施工與安裝，對附近的設(shè)備無干擾，適用于作局部保護(hù)。缺點(diǎn)是它所能產(chǎn)生的兩極有效電位差有限，輸出的電流量也很有限，電流的可調(diào)性小，陽極的消耗量大，要定期更換，只適用于需要小電流進(jìn)行保護(hù)的場合。陰極保護(hù)可以和涂料及緩蝕劑聯(lián)合使用。3．陰極保護(hù)的應(yīng)用范圍(1)被保護(hù)的金屬要處于電解質(zhì)中：只有處在電解質(zhì)溶液中的金屬才能受到陰極保護(hù)，而且電解質(zhì)溶液的量要足以建立起連續(xù)的電路。在土壤、中性鹽溶液、河水、海水、堿、弱酸溶液中可以進(jìn)行陰極保護(hù)。在大氣、氣體介質(zhì)、不導(dǎo)電的溶液中不能應(yīng)用陰極保護(hù)。(2)被保護(hù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和形狀應(yīng)簡單：被保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和形狀不能太復(fù)雜，否則遠(yuǎn)離陽極的金屬表面的電流密度不足，近處又太大，即產(chǎn)生所謂“遮蔽效應(yīng)”。結(jié)果有的表面受不到充分保護(hù)，有的表面發(fā)生“過保護(hù)”。(3)被保護(hù)的金屬易極化：被保護(hù)的金屬材料在所處的介質(zhì)中要容易發(fā)生陰極極化，即只要通以較小的陰極電流，就可以使其電位大幅度負(fù)移，否則實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)耗電量太大。(二)陽極保護(hù)1．陽極保護(hù)的基本原理。陽極保護(hù)的基本原理是把金屬進(jìn)行陽極極化，使其進(jìn)入鈍化區(qū)而得到保護(hù)。當(dāng)然只有在某電解質(zhì)液體中能建立和維持鈍態(tài)的金屬才可以用陽極保護(hù)。否則，陽極極化會(huì)加速金屬的陽極溶解。2．陽極保護(hù)的應(yīng)用條件。陽極保護(hù)只要使用得當(dāng)，不僅可以控制金屬的全面銹蝕，而且能有效地防止孔蝕、應(yīng)力銹蝕、晶問銹蝕等局部銹蝕。(三)陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的比較1．陰極保護(hù)與陽極保護(hù)的共同點(diǎn)2．陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的不同點(diǎn)1．陰極保護(hù)與陽極保護(hù)的共同點(diǎn)二者都屬于電化學(xué)保護(hù)；均適用于電解質(zhì)溶液中金屬的保護(hù)，都要求液相部分連續(xù)，它對于氣相部分無效；都可以考慮和涂料、緩蝕劑進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)。2．陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的不同點(diǎn)(1)保護(hù)范圍不同：從理論上說，陰極保護(hù)可以保護(hù)幾乎所有的金屬；而陽極保護(hù)只能保護(hù)在銹蝕介質(zhì)中能鈍化的金屬，否則反而會(huì)加快金屬的陽極溶解。(2)介質(zhì)的腐蝕性不同：陰極保護(hù)只能用以保護(hù)腐蝕性不太強(qiáng)的介質(zhì)中的金屬，陽極保護(hù)既可以用在很弱的腐蝕介質(zhì)中，也能用在極強(qiáng)的腐蝕介質(zhì)中。在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中，采用陰極保護(hù)所消耗的電流太大，不經(jīng)濟(jì)。(3)保護(hù)電位偏離的后果不同：陰極保護(hù)時(shí)如果電位偏離保護(hù)電位，只是降低保護(hù)效率，不會(huì)產(chǎn)生電解腐蝕的危險(xiǎn)；進(jìn)行陽極保護(hù)時(shí)如果偏離鈍化電位范圍，則馬上由于鈍化金屬的活化或過鈍化而引起金屬的電解銹蝕，有加大銹蝕的危險(xiǎn)。(4)外加電流值意義不同：陰極保護(hù)的外加電流值不代表金屬的銹蝕速度；陽極保護(hù)的外加電流值通常是被保護(hù)設(shè)備的銹蝕速度的直接量度。2．陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的不同點(diǎn)(5)輔助電極不同：陰極保護(hù)的輔助電極——陽極，在電解質(zhì)溶液中會(huì)受到陽極電流的電解破壞，要找到耐蝕的陽極材料不太容易。限制了陰極保護(hù)在某些銹蝕環(huán)境中的應(yīng)用；陽極保護(hù)的輔助電極——陰極，本身受到陰極電流的保護(hù)。(6)氫脆的危險(xiǎn)性不同：在陰極保護(hù)時(shí)，如果施加給被保護(hù)的設(shè)備的電位太負(fù)，會(huì)引起氫脆。這對于加壓的設(shè)備是危險(xiǎn)的。陽極保護(hù)時(shí)，只可能使輔助電極產(chǎn)生氫脆，不會(huì)構(gòu)成破壞設(shè)備的危險(xiǎn)。(7)安裝費(fèi)用不同：陰極保護(hù)體系比較簡單，安裝比較容易，安裝費(fèi)較低；陽極保護(hù)體系比較復(fù)雜，一般要有恒電位儀和參比電極，安裝費(fèi)用較高。(8)電流分散能力不同：陰極保護(hù)的電流分散能力較差，因?yàn)楸槐Ｗo(hù)金屬的表面沒有鈍化膜；陽極保護(hù)的電流分散能力較好。因此，陰極保護(hù)所需要的輔助電極的數(shù)量比陽極保護(hù)大。(9)耗電能不同：陰極保護(hù)中消耗的電能較大，尤其在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中是這樣；陽極保護(hù)只在致鈍時(shí)需要大電流，在維鈍時(shí)所需的電流很少。因此，陰極保護(hù)的正常操作費(fèi)高于陽極保護(hù)。(四)陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的選用原則1．從介質(zhì)和被保護(hù)的材料性能考慮。當(dāng)介質(zhì)有強(qiáng)氧化性質(zhì)時(shí)，金屬可以飩化，則優(yōu)先考慮用陽極保護(hù)；2．從被保護(hù)的設(shè)備服役條件考慮。對于加壓設(shè)備，為了避免產(chǎn)生氫脆的危險(xiǎn)，要采用陽極保護(hù)；3．優(yōu)先采用陰極保護(hù)。在兩種保護(hù)技術(shù)均可用，保護(hù)效果相近的情況下，優(yōu)先選用陰極保護(hù)；4．兩種陰極保護(hù)法的選擇。在確定選用哪一種陰極保護(hù)時(shí)，凡是在電阻率高的環(huán)境中的大型金屬結(jié)構(gòu)體系，宜采用外加電流法；凡是在電阻率低的環(huán)境中的小型金屬結(jié)構(gòu)體系，則采用犧牲陽極法。五、金屬表面處理與覆蓋層(一)金屬表面的清理(二)金屬覆蓋層(三)非金屬覆蓋層(一)金屬表面的清理1．機(jī)械法2．化學(xué)法3．電化學(xué)法4．火焰清理法1．機(jī)械法(1)干法噴砂除銹：干法噴砂是用壓縮空氣帶動(dòng)砂粒通過專門的噴嘴高速噴射到金屬表面，借助砂粒棱角對金屬表面的摩擦與沖擊，以除凈表面銹層和污物，并得到有一定粗糙度的金屬基體表面，有利于覆蓋層的附著。(2)濕法噴砂除銹法：為了克服干法噴砂時(shí)粉塵大的缺陷而發(fā)展起來的濕法噴砂法，是采用水砂混合壓出或水砂分路混合壓出的方式噴射到金屬表面。(3)拋丸除銹法：拋丸除銹法是依靠高速旋轉(zhuǎn)(2000r／min左右)的拋丸器葉輪，拋出鐵丸或鋼丸，以一定的角度沖擊金屬表面，以摩擦和沖擊的方式達(dá)到除銹的目的。這種方法自動(dòng)化程度與效率高，銹塵少，勞動(dòng)強(qiáng)度低，表面清理質(zhì)量好。適用于大面積平板和大型設(shè)備的外表面除銹，以及機(jī)械零件的清理。1．機(jī)械法(4)高壓水除銹：高壓水除銹是利用高壓水射流的沖擊作用以除去金屬表面的銹層及污物?？梢詥为?dú)采用高壓水流的沖擊，也可以在高壓水中加砂子進(jìn)行除銹。(5)手工工具除銹：手工工具除銹是用鋼絲刷、小錘、鏟刀、廢砂輪、砂紙等除銹，一般用在面積較小，有拐角而不易用各種機(jī)械化方法除銹的場合。(6)拋光：采用布輪或氈輪涂上各種拋光磨料，對已磨光的金屬表面進(jìn)行再加工，以除去金屬表面的磨痕。稱為拋光。(7)滾光：對于不易磨光或拋光的細(xì)小金屬物件，可以放在有適當(dāng)磨料的滾筒內(nèi)滾光。2．化學(xué)法(1)化學(xué)除油法(2)化學(xué)除銹法(1)化學(xué)除油法①溶劑法。采用有機(jī)溶劑可以除去皂化油與非皂化油。對溶劑的基本要求是：溶解油脂的能力強(qiáng)；毒性??；不易著火；揮發(fā)性?。槐阌诓僮?；價(jià)格低廉等。通常采用甲苯、汽油、松節(jié)油、石油溶劑、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳等。應(yīng)用較多的是氯代烷。除油的方法可以擦洗、浸洗和在脫脂機(jī)中浸洗。②堿液清洗法。堿液可使皂化油轉(zhuǎn)化為可溶于水的肥皂而除去。但是非皂化油不和堿起作用，要在堿液中加入表面活性物質(zhì)——乳化劑，使油與堿液形成乳濁液而除去。③乳化法。用乳化劑清洗金屬表面，可以在室溫下進(jìn)行，效果比堿液清洗好，又不易著火，亦不具溶劑法那么大的毒性。乳化劑的主要成分是有機(jī)溶劑、乳化劑、混合劑及表面活性劑等。乳化劑是由煤油、格節(jié)油、月桂酸、三乙醇胺等所組成。(2)化學(xué)除銹法化學(xué)除銹法是采用各種酸溶液以清除金屬表面的氧化物(或水垢)的方法。金屬表面的酸洗可以采用浸泡法、淋洗法以及循環(huán)清洗法等。常用的浸泡式酸洗工藝過程為：酸洗除銹→冷水沖洗→熱水沖洗→中和處理→冷水沖洗→然后進(jìn)行鈍化等處理。3．電化學(xué)法電化學(xué)除銹分為陽極浸蝕法與陰極浸蝕法。均通以直流電使銹皮剝落。目前用得較多的是陰極除銹法。陰極除銹法有使制品產(chǎn)生氫脆的可能，對形狀復(fù)雜的制品不易除凈。在電解液中加入鉛與錫離子可以克服這樣的缺點(diǎn)。電化學(xué)除銹比化學(xué)除銹的生產(chǎn)效率高，效果好，酸耗少，但只適用于非合金鋼制品。4．火焰清理法利用火焰燃燒所產(chǎn)生的高溫可以把金屬表面的油脂等有機(jī)物燃燒碳化而清除，銹層則由于受熱而膨脹，其膨脹系數(shù)與基體金屬不同，因而開裂、拱起而剝落。此法所需設(shè)備簡單，成本低，不造成污染，對金屬制品也無不良影響，特別適用于生產(chǎn)廠房內(nèi)的設(shè)備及管道。所用的火焰可以是氧炔焰，也可以是普通噴燈。(二)金屬覆蓋層1．電鍍2．化學(xué)鍍3．噴鍍4．熱浸鍍5．滲鍍6．離子注入7．包鍍(輾壓成雙金屬)1．電鍍用直流電從電解液中析出金屬，并在物件的表面沉積而獲得金屬覆蓋層的方法稱為電鍍。電鍍層的結(jié)晶要細(xì)致，排列要緊密，厚薄均勻，與基體金屬的結(jié)合牢固。為了使鍍層均勻，要改善鍍層的分散能力。工業(yè)上已經(jīng)用電鍍法得到鍍鋁、鎳、鋅、銅、錫、金、銀等的覆蓋層。電鍍層有一定的孔隙率，成本較高，一般只適于較小型的金屬制品上，對于精密儀器的細(xì)小零部件的保護(hù)與修復(fù)，電鍍比較適用。2．化學(xué)鍍把工件放入含有鍍層金屬的鹽溶液中，通過化學(xué)反應(yīng)，在工件表面析出一層金屬覆蓋層。化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)是不消耗電能；鍍層可以無氣孔；工件的形狀不影響鍍層的均勻分布，只要鍍液能到達(dá)的表面即可得到光亮、平整、均勻的鍍層；鍍層較硬；與基體金屬的結(jié)合尚牢固，但不如電鍍。缺點(diǎn)是：鍍層的質(zhì)量不容易保證，原料較貴，對表面處理要求較高，限制了它的應(yīng)用。在某些大型和復(fù)雜的設(shè)備中，如燒堿、醫(yī)藥和其他有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備中，化學(xué)鍍已得到應(yīng)用。3．噴鍍用壓縮空氣把熔化狀態(tài)的金屬霧化為微粒，噴射到工件表面上以形成覆蓋層的工藝叫噴鍍。這種工藝要求工件表面要無銹且粗糙。噴鍍的工藝比較簡單，主要設(shè)備是噴槍，不受工件、設(shè)備的形狀及大小的限制，可根據(jù)需要選擇鍍層材料。鍍層的硬度大、耐磨。噴鍍層與基體金屬之間不形成合金，也未“焊住”，只是小微粒楔入工件表面不平處與孔隙中，形成鱗片結(jié)構(gòu)，孔隙率較大，要設(shè)法封閉這些孔隙。金屬噴鍍按能源性質(zhì)可分為氣噴鍍和電噴鍍。氣噴鍍是以可燃性氣體(乙炔、丙烷、丁烷和天然氣等)為熱源熔化金屬絲，用噴槍噴鍍。此法操作簡便、成本低，宜用于熔點(diǎn)低的金屬，如Al、Pb、Sn、Zn等。用在噴鍍高熔點(diǎn)的不銹鋼和高碳鋼時(shí)，速度較慢。電噴鍍是利用直流電源在兩根金屬絲之間產(chǎn)生電弧，不斷地使金屬絲熔化，同時(shí)用高速壓縮空氣使之霧化。電噴鍍的溫度高，可噴鍍高熔點(diǎn)金屬(如鋼鐵、不銹鋼、鎢、鉬、鈦等)，工作效率高，成本低。但由于電弧不易穩(wěn)定，故溫度較難控制，冷卻用的空氣量較大，有紫外線與電弧光傷害人體。4．熱浸鍍把工件浸入比本身熔點(diǎn)更低的熔融金屬中，或以一定的速度通過熔融金屬槽，使工件涂敷上低熔點(diǎn)金屬覆蓋層，這種工藝叫熱浸鍍、熱鍍或熱敷。只有當(dāng)工件的金屬與鍍層金屬可以形成化合物或固溶體時(shí)才可用熱鍍法。熱鍍的厚度可由浸入時(shí)間來調(diào)節(jié)。為了防止鍍層金屬在熔化時(shí)被氧化，可加入一定的助熔劑。熱浸鍍時(shí)金屬消耗量大，鍍層厚度不均勻，不容易得到薄的鍍層。5．滲鍍把工件放在鍍層金屬或合金的粉末中進(jìn)行長時(shí)問加熱，使鍍層金屬滲入(擴(kuò)散)到工件金屬表面上，進(jìn)而形成合金覆蓋層。這是一種通過擴(kuò)散滲透的辦法，使得金屬表面合金化的工藝。工業(yè)上已用來滲鋅、鋁、鉻、硅、硼和氮。6．離子注入離子注入是把選定的元素電離為離子，利用加速器把離子加速到幾十至幾百千電子伏或更高能量，并打入材料的表面層，深度達(dá)幾百埃到n微米，使材料表面的微觀組織與宏觀性能發(fā)生變化，達(dá)到改善材料的耐蝕性、耐磨性及其他性能的目的。在60年代，離子注入的發(fā)展初期只用于半導(dǎo)體的摻雜研究上，近年來才用于提高金屬的耐腐蝕性能?，F(xiàn)已對用離子注入以改善鐵、鋁、銅和不銹鋼等的耐蝕性能進(jìn)行過研究。7．包鍍(輾壓成雙金屬)把兩種金屬一起進(jìn)行熱壓或輾壓，使一種金屬覆蓋在另一種金屬上的工藝叫包鍍或輾壓。這樣所形成的雙金屬材料之間的結(jié)合是由于在溫度與壓力同時(shí)作用下發(fā)生擴(kuò)散的結(jié)果。包鍍層的厚度常常是基體金屬厚度的10％～20％。在采用貴金屬作包鍍層時(shí)則較薄，但若小于0.1～0.05mm就不適用了。用于保護(hù)碳鋼的包鍍層常用的有銅、鋁、鎳和不銹鋼等。(三)非金屬覆蓋層1．涂層2．襯里3．搪瓷4．聯(lián)合覆蓋層1．涂層各種有機(jī)涂料廣泛地用于各種金屬構(gòu)件的保護(hù)上，據(jù)統(tǒng)計(jì)采用涂層保護(hù)的金屬構(gòu)件比用其他保護(hù)方法多。涂料可以在液體與氣體介質(zhì)條件下使用，它的品種多，適應(yīng)性強(qiáng)，不受被保護(hù)設(shè)備的大小與形狀的限制，使用方便，比較經(jīng)濟(jì)。但是，涂層薄，有孔隙，在運(yùn)送安裝與使用中難免碰傷，不能在強(qiáng)腐蝕性及高溫、受沖擊與摩擦的環(huán)境中使用。2．襯里(1)橡膠襯里(2)塑料襯里(3)玻璃鋼襯里(4)無機(jī)非金屬材料襯里(1)橡膠襯里金屬表面經(jīng)過噴砂法清理之后，再用機(jī)油洗滌，待汽油揮發(fā)干以后，涂上2～3層生膠漿；把生橡膠片裁成所需的形狀，在它和金屬粘合的一面也涂上2層生膠漿，待膠漿干燥后，把生膠片小心地粘貼到金屬內(nèi)表面上，并用70℃～80℃的烙鐵把膠片壓平，把空氣趕出，使金屬和橡膠緊密膠合；膠片之間采用搭接縫，其寬度大約25～30mm，也用生膠漿粘合，用烙鐵壓平；最后通過加熱使橡膠襯里固化——硫化。襯膠的設(shè)備最好是鋼制的，內(nèi)徑過小的管子不宜用橡膠襯里。(2)塑料襯里①硬聚氯乙烯塑料襯里通常采用0.3～1.0mm的板材，用特種的過氯乙烯樹脂膠粘劑進(jìn)行貼襯，粘合時(shí)要把設(shè)備從外部加熱到120℃～140℃，因此被襯的設(shè)備不應(yīng)過厚，否則不容易加熱透；設(shè)備也不應(yīng)過薄，否則剛度不夠。②軟聚氯乙烯襯里把聚氯乙烯板加熱以后，用加壓的方法粘接在設(shè)備的表面上。軟聚氯乙烯有良好的耐腐蝕性與抗沖擊性，在稀HNO3、75％H2SO4、氟硅酸等化工產(chǎn)品的儲(chǔ)槽中已成功地采用這種襯里。③石棉酚醛塑料襯里在石棉酚醛塑料板與金屬設(shè)備之間，采用酚醛清漆粘合，塑料片之間的接縫也用酚醛清漆粘合，然后在特殊的設(shè)備內(nèi)加熱使酚醛塑料固化。石棉酚醛塑料用在鋼制及鑄鐵制設(shè)備的襯里上，由于它熱膨脹系數(shù)與金屬相差較大，且在硬化過程中會(huì)收縮，因此施工較困難，通常只用在較小設(shè)備上，如小容器、攪拌器、離心泵、旋塞等的襯里上。(3)玻璃鋼襯里采用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂所組成的覆蓋層，即玻璃鋼，是一種既容易增加厚度，又容易提高機(jī)械性能的良好覆蓋材料。玻璃鋼襯里有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度與整體性，其對設(shè)備的防護(hù)效果比涂層好，施工原理基本與涂層保護(hù)相似，亦即以膠粘劑的粘合與固化作用使玻璃纖維變成一個(gè)整體覆蓋在被保護(hù)的設(shè)備表面上。常用的玻璃鋼襯里的品種有環(huán)氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼、呋喃玻璃鋼以及它們的各種改性玻璃鋼等。玻璃鋼襯里的質(zhì)量優(yōu)劣與金屬表面處理的好壞、樹脂與玻璃纖維之間浸潤的程度等因素有關(guān)。玻璃鋼襯里通常用于常壓設(shè)備內(nèi)壁的防護(hù)，亦用作設(shè)備、地坪、磚板襯里的隔離層，設(shè)備內(nèi)部件的外層保護(hù)以及作為塑料設(shè)備和管道的外壁增強(qiáng)等。(4)無機(jī)非金屬材料襯里在沒有振動(dòng)的設(shè)備內(nèi)，可以采用某些無機(jī)非金屬材料襯里。常用的無機(jī)非金屬材料襯里是磚板襯里。磚板襯里除了用傳統(tǒng)的陶瓷板以外，還采用石墨磚、碳磚、高鋁磚、鑄石磚等。這些磚板一般采用硅酸鹽膠泥、樹脂膠泥、增塑硫磺膠泥等作為粘結(jié)劑。選擇適當(dāng)?shù)拇u板材料與粘結(jié)劑可以得到耐蝕性、耐熱性、耐磨性良好的保護(hù)層，其施工技術(shù)成熟，工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，可耐大部分酸、堿、鹽、氣體和有機(jī)介質(zhì)的腐蝕，可用以襯砌各種尺寸和形狀的設(shè)備、地坪、渠溝、煙囪和各種基礎(chǔ)。3．搪瓷把瓷釉搪在金屬底材上，經(jīng)過高溫?zé)贫山饘倥c瓷釉的復(fù)合物即為搪瓷，工業(yè)上的搪瓷設(shè)備兼有瓷釉的耐腐蝕性與金屬設(shè)備的力學(xué)性能，除帶氟離子的介質(zhì)、強(qiáng)堿及高溫磷酸以外，搪瓷設(shè)備可用在各種酸、鹽、有機(jī)溶劑以及弱堿中，具有表面光滑易洗、不污染產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。4．聯(lián)合覆蓋層有機(jī)覆蓋層與無機(jī)覆蓋層各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。為了取長補(bǔ)短，有時(shí)把二者聯(lián)合使用，制成聯(lián)合覆蓋層。聯(lián)合覆蓋層可由兩種或兩種以上的材料組成，可以把有機(jī)材料的高抗?jié)B透性和塑性與硅酸鹽材料的高機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性能結(jié)合起來。六、金屬表面的化學(xué)轉(zhuǎn)化(一)氧化處理(二)磷化處理(一)氧化處理1．堿性氧化法。把鋼鐵零件放人很濃的堿(NaOH)和氧化劑(NaNO2、NaNO3)溶液中，在140℃～150℃下進(jìn)行處理。處理后，能在金屬表面生成一層藍(lán)黑色的致密的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，并牢固地與金屬表面結(jié)合。它對干燥的氣體抵抗力強(qiáng)，但在水中或濕氣中抵抗力較差。這種氧化膜還有一定的彈性和潤滑性。同時(shí)在發(fā)藍(lán)過程中還能消除材料應(yīng)力，所以廣泛地用于機(jī)器零件、精密儀器、光學(xué)儀器、鐘表零件和軍械制造中。碳鋼中含碳量越高，氧化處理的時(shí)間越短。處理結(jié)果得到黑色無光澤的薄膜。2．酸性氧化法。酸性氧化法處理金屬表面所得薄膜的耐蝕性與附著力都比堿性法好，省時(shí)間，溫度低，成本低。表面氧化處理法簡易、經(jīng)濟(jì)，膜層薄，只有幾微米，不改變零件原尺寸。但是這種氧化膜不耐強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的腐蝕。3．熱法氧化。把工件放在600℃～650℃的爐內(nèi)加熱后，浸入300℃的熔融堿金屬鹽中，所生成的氧化膜可提高鋼鐵抗大氣腐蝕的能力。此法用得較少。(二)磷化處理1．熱磷化法。熱磷化是在>60℃的磷化液中進(jìn)行的。其優(yōu)點(diǎn)：磷化膜較厚，保護(hù)性較好。缺點(diǎn)：溫度高；不易控制；消耗熱能；溶液濃度隨蒸發(fā)而變化，操作麻煩；加熱時(shí)溶液中的沉渣泛起會(huì)弄臟表面膜，影響膜的保護(hù)性能。2．冷磷化法。在常溫下磷化。其優(yōu)點(diǎn)：不必加熱；膜的顆粒細(xì)而勻；與金屬結(jié)合較牢。缺點(diǎn)：要有鋅和鈉的硝酸鹽或亞硝酸鹽或NaF作為活化劑，促使膜的形成；磷化膜的耐蝕性較差。3．快速磷化法。在磷化液中加入少量電正性比鐵強(qiáng)的金屬鹽，例如銅鹽，以縮短磷化時(shí)間。除鋼鐵以外，鎂、鋅等及其合金也可以進(jìn)行磷化處理。第四節(jié)養(yǎng)護(hù)技術(shù)實(shí)例五——機(jī)械產(chǎn)品的防銹工藝及防銹包裝一、機(jī)床的防銹工藝及防銹包裝方法 二、軸承的防銹工藝及防銹包裝方法 一、機(jī)床的防銹工藝及防銹包裝方法(一)零件工序間防銹(二)零件庫存防銹(三)零部件裝配過程防銹(四)機(jī)床產(chǎn)品封存防銹(一)零件工序間防銹1．工序間防銹守則2．工序間的防銹方法1．工序間防銹守則(1)在生產(chǎn)過程中，做到文明生產(chǎn)，保持車間清潔；(2)精加工車間內(nèi)，不得隨地潑水。凡帶有水分的物品，不得直接堆放在機(jī)床、零部件上面，以避免水分、贓物等粘附在機(jī)床和零部件表面上；(3)必須正確地選用機(jī)床用的切削液和切削油，并保持干凈，定期更換。禁止使用不合格的或變質(zhì)的切削液和切削油：(4)為保證防銹液性能，我國每年5～10月高溫多雨季節(jié)，要配得濃一些(約3％～5％)；而每年的11月至次年4月寒冷季節(jié)，可配得稀一些(約2％～3％)：(5)零部件在工序間停放4～8h不進(jìn)庫，或不轉(zhuǎn)人下序加工時(shí)，應(yīng)進(jìn)行防銹處理。2．工序間的防銹方法(1)采用水劑冷卻液的機(jī)床加工的零件，可用防銹水防銹。大件可刷涂，中小件浸漬或在防銹水槽內(nèi)浸泡1～2min后取出，并碼放整齊。夏季防銹期可達(dá)1～2天；冬季可達(dá)3～5天。(2)采用油冷卻的機(jī)床加工的零件，可用稀釋置換型防銹油防銹。其配方是：1～2份防銹油，加9～8份汽油(100號或120號、180號、200號均可)。常用的置換型防銹油，有201防銹油、902防銹油、501防銹油、901防銹油、204﹣1防銹油等。防銹工藝是：將加工好的零件，擦干凈后，放人防銹油槽里浸泡1～2min，瀝干后，即可轉(zhuǎn)入下序。(3)經(jīng)過熱處理后的零件，應(yīng)先進(jìn)行除油、除鹽清洗，然后再進(jìn)行防銹處理。(4)用酸洗去除氧化皮的零部件，必須進(jìn)行清洗→中和→清洗→防銹處理。(5)需要油漆的零部件(如床身、工作臺(tái)等)的非涂漆面，可選用防銹脂或硬膜防銹油涂封。油漆后，除去涂封層即可。(二)零件庫存防銹1．零件庫的防銹守則2．零件的清洗3．零件的防銹1．零件庫的防銹守則(1)生銹零件不得入庫：如已生銹，須經(jīng)除銹處理，方可入庫。庫存零件應(yīng)做到先入庫者先出庫。(2)定期抽檢庫存零件防銹情況，發(fā)現(xiàn)銹蝕應(yīng)及時(shí)處理。(3)庫房要保持清潔，防止雨水及腐蝕性氣體侵入。要避免陽光直曬。不得將有腐蝕性物品帶進(jìn)庫房。(4)庫房管理人員接收和發(fā)放零部件時(shí)應(yīng)帶手套。避免手汗銹蝕零部件。2．零件的清洗(1)沖洗：在汽油(煤油)中加人少量置換型防銹油(3％～5％)清洗。或采用水劑清洗兩次(2)熱洗：按第一次水劑清洗液配方，于85℃～90℃熱洗。3．零件的防銹(1)庫存時(shí)間不超過半年的黑色金屬零件，可采用防銹水，或稀釋置換型防銹油(按1:9，2:8比例)，進(jìn)行防銹處理；對精密小型零件，可用氣相防銹紙包裝，外加聚乙烯塑料袋封存。(2)庫存時(shí)間超過半年以上時(shí)，可按成品封存辦法，用硬膜防銹油或氣相防銹紙封存。(三)零部件裝配過程防銹(1)裝配前的零部件均應(yīng)無銹：已銹零部件，除銹后，經(jīng)檢查合格，方可裝配。(2)裝配時(shí)，零件應(yīng)清洗干凈(清洗方法按庫存零件清洗方法進(jìn)行)，然后，涂上一層薄層防銹油(置換型防銹油)，盡量做到帶油裝配。對于精密零件，在去油檢查后，必須再涂防銹油。這樣既能起到潤滑，又能起到隔離手汗作用。(3)裝配好的部件，如齒輪箱、磨頭箱，以及裝配好的機(jī)床，應(yīng)采用潤滑防銹兩用試車油，進(jìn)行試車。試車油應(yīng)根據(jù)不同要求選用。(4)進(jìn)行部件涂漆及成品補(bǔ)漆時(shí)，所有非涂漆的外露金屬表面，以及電鍍件、發(fā)藍(lán)件、銘牌、刻度盤等，均應(yīng)涂抹黃油并貼紙防銹?；虼鲗Ｓ梅雷o(hù)罩，以免污染。(四)機(jī)床產(chǎn)品封存防銹(1)防銹期限，根據(jù)原機(jī)械工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：出口機(jī)床及附件，從涂封之日起，防銹期不低于2年；國內(nèi)產(chǎn)品及附件，從涂封之日起，防銹期不低于1年半。(2)產(chǎn)品油封前，應(yīng)首先清除機(jī)床內(nèi)外表面臟物，再用無腐蝕性的工業(yè)汽油(無水溶性酸堿)，將涂油部位刷洗干凈。(3)認(rèn)真檢查金屬裸露表面是否有銹，無銹即可涂油封存；有銹部位，應(yīng)除銹，且不得影響精度和性能。除銹后，仍不合格者，則應(yīng)更換合格件。(四)機(jī)床產(chǎn)品封存防銹