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金属腐蚀控制三部曲--材料、涂覆层和环境
2012-04-01 00:00:00 作者:时小军 黄燕滨 来源:《腐蚀防护之友》


  选用实体材料时,是否耐腐蚀性能越高越好呢?例如,钛合金具有高强度、低密度、极好的抗疲劳和耐腐蚀性能、较低的弹性模数,是理想的车架材料,但钛合金加工工艺复杂,材料价格昂贵,产品价格高。因此要考虑性价比合理的方案。当整体更换好的实体材料不经济时,就可以采用表面涂覆层保护。


采用表面涂覆层保护


  不改变整体零件的材料,通过表面工程在金属表面做文章,仅仅改变表面材料的性能。


  表面工程,是经表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和组织结构,以获得所需要表面性能的系统工程。表面工程技术是表面工程的核心和实质。


  采用表面工程技术,如热喷涂技术、电镀、化学镀、电刷镀、镀膜、高能束和热浸镀等技术可以制备多种多样的涂覆层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,也可以有效延长金属零件的使用寿命。


  表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层,其厚度一般为几微米到几毫米,仅为结构尺寸的几百分之一到几十分之一,却使零件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等性能。


  因此,即使采用性能优异的贵重、稀有元素,也不会显着增加成本,而采用表面技术的经济效益和社会效益是难以估量的。


  以热喷涂技术为例:这是表面工程中一项重要技术,以一定形式的热源将粉状、丝状或棒状的喷涂材料加热至熔化或部分熔化状态,同时用气流使其雾化并高速喷射到经过预处理的零件表面上形成涂层,热喷涂技术在实用性方面有以下突出特点:


  (1)热喷涂种类多:包括火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、特种喷涂。


  (2)涂层功能种类多:包括金属及其合金、陶瓷、塑料及它们的复合材料。


  (3)适用零件范围宽:对象可以大到舰船船体、钢结构桥梁,小到元器件。


  (4)设备简单、效率高:火焰喷涂、电弧喷涂、离子喷涂设备都可在工程现场操作。


  对大型钢铁结构表面热喷涂锌、铝或锌铝合金可以实现长效防腐。船舶在海洋环境中服役,钢板易腐蚀,采用热喷涂防腐涂层对钢板进行处理,可以显著提高其耐腐蚀性能。


  为减少金属腐蚀,有机涂层是一类有效、经济、应用普遍的方法。传统的油性漆,涂膜的耐蚀性,特别是耐水性、耐化学介质性较差。常规的液态树脂涂料成份中含有有机溶剂,涂层质量会受影响,溶剂挥发造成空气污染和材料浪费,损害人的健康。目前,许多国家和地区已严格限制和禁止使用溶剂型涂料。


  金属材料的耐腐蚀能力有限,特别是耐酸碱盐等强腐蚀介质性能差,而多数塑料对酸碱盐介质具有良好的耐蚀防腐性能。


  粉末涂料是一种不含溶剂的新型涂料,分为两大类:热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料,100%为固体,具有无污染、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。


  粉末涂料可以采用静电喷涂、流动浸塑、挤压涂敷等多种方法在许多领域得到了广泛应用,包括家电行业、建筑行业、石化行业、管道行业、汽车及其车辆零部件、金属丝网等金属物件、金属家具、电子元器件绝缘涂层及其绝缘包装等(如图3所示)。
 


  塑料粉末涂敷于金属基体上,利用金属的强度,发挥塑料本身的各种特性,可形成满足各种要求的塑料涂敷层。

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