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1、表面工程溫度華南理工大學(xué)機械工程學(xué)院金屬腐蝕金屬在環(huán)境介質(zhì)的作用下引起的破壞和變化叫作金屬的腐蝕。也就是金屬受其所在環(huán)境的影響，在表面生成非金屬性的腐蝕產(chǎn)物、使金屬不斷消耗的現(xiàn)象的總稱。腐蝕不僅影響材料的外觀，而且直接影響設(shè)備、構(gòu)件、建筑物的使用壽命。為了避免和控制腐蝕，工業(yè)上多采用表面涂層的保護方法。涂覆的方法有：電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、熱滲鍍、熱浸鍍、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、刷涂、陽極氧化、磷化處理、鉻酸鹽化處理等。在涂覆之前要進行必要的表面預(yù)處理過程，以使涂層與金屬基體有良好的結(jié)合。表面預(yù)處理零件或產(chǎn)品久置于大氣
2、或儲運過程中被空氣、各種油質(zhì)所污染，從而改變了原有表面特性，給表面處理帶來嚴重障礙。因此，在涂覆防腐涂層前需要進行預(yù)處理，即恢復(fù)材料表面和內(nèi)部差別的過程，使表面潔凈并處于活性狀態(tài)。表面預(yù)處理包括：表面平整（電鍍時）。一般用磨光、拋光、滾光及振動磨光和刷光等方法，除去表面的劃痕、毛刺、焊縫、砂眼、氧化皮，腐蝕痕和銹斑等宏觀缺陷，提高表面的平整程度。粗化（噴涂時）。宏觀粗化通常由車削和磨削來完成，具體方法有下切、開槽、車螺紋、滾花、打磨等。噴砂是熱噴涂表面準(zhǔn)備的主要方法之一，它既可以凈化、粗化工件表面，又可起到活化表面的效果
3、。脫脂（除油）。用化學(xué)或電化學(xué)方法除去表面油脂。可分為有機溶劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油、擦拭除油及超聲強化除油等。按程序可分為預(yù)除油、正式除油和精除油。酸洗（除銹）。金屬表面的銹濁物、黑色氧化皮、氫氧化物等為堿性物質(zhì)，用酸浸蝕法除去。酸洗液主要成分常采用三酸，即硫酸、鹽酸和硝酸。再依不同金屬材質(zhì)添加其他無機鹽、表面活性劑等。操作工藝條件亦因金屬不同而異。酸洗法較為簡便，但廢液和廢氣處理是必不可少的工序。近年來為減少處理費用與環(huán)境污染，又開發(fā)出不少新型浸蝕液，以替三酸為主的侵蝕液?；罨ㄈ跚治g）。即將零件置入稀酸中極短時
4、間（數(shù)秒到1min）酸洗，進行輕微腐蝕?；罨环矫媸菫榱酥泻土慵砻鏆埓娴膲A，更主要是為了除去前處理之后產(chǎn)生的極薄的氧化膜，顯露出金相組織，從而使表面活化。拋光機械拋光用拋光輪和拋光膏或拋光液對零件表面進一步輕微磨削以降低粗糙度。電解拋光將工件做為陽極，在電解過程中，工件凸出部位的溶解速率大于低凹部位，隨著電解拋光的進行，工件表面的凹凸不平即得以平整?；瘜W(xué)拋光借化學(xué)作用，將工件浸入化學(xué)拋光溶液中進行表面處理，以降低工件的表面粗糙度。脫脂（除油）酸洗（除銹）鋼鐵的酸洗。鋼鐵上的氧化膜成分是氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2
5、O3，即紅銹)和四氧化三鐵(Fe3O4，即黑皮)。去除這些氧化皮常用溫度為40～60℃、濃度為10％～20％的硫酸溶液或20～40℃、15％左右的鹽酸溶液。酸洗存在的問題一是金屬基體可能產(chǎn)生溶解，即通常所謂“過腐蝕”；二是所析出的氫向金屬內(nèi)部滲透，引起氫脆。為防止這些問題，要加緩蝕劑。不銹鋼和耐熱鋼的酸洗。有色金屬及其合金的酸洗。電鍍電鍍指借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體例如金屬的表面，沉積一金屬或合金層。它能使均勻溶解在溶液中的金屬離子，有序地在溶液(即鍍液)和基體接觸表面獲得電子、還原成金屬原子并
6、沉積在基體表面，形成宏觀金屬層——鍍層。作為表面處理手段有著悠久的歷史。其應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航空、化工和輕工業(yè)等領(lǐng)域。除了廣泛用作制取防護與裝飾性鍍層外，還用于制備多種功能性鍍層，如導(dǎo)電鍍層、磁性鍍層、耐溫鍍層和潤滑鍍層等。整個電鍍過程，可以分成鍍前處理、電鍍施工和鍍后處理三個階段。鍍前處理包括表面平整——脫脂——酸洗——活化等過程。鍍鎳鎳是銀白色金屬，在空氣和濕氣中有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。對堿有較好穩(wěn)定性，但不耐酸。鍍鎳通常用于裝飾和防護兩方面。由于鎳在空氣中長期暴露時表面易變色，所以，鎳鍍層上通常再鍍上鉻。普
7、通鍍鎳（鍍暗鎳）。普通鍍鎳現(xiàn)在很少用作裝飾性鍍層，多用于工業(yè)應(yīng)用中。就成分而言，使用最多的是瓦特鍍液。鍍黑鎳。黑鎳鍍層機械性能較黑鉻層差，較脆，厚度通常約2μm，耐蝕性差，常需再噴漆。但操作方便，成本低。為增加鍍層與鋼鐵底材的結(jié)合，可預(yù)鍍銅或鍍銅與鋅再鍍黑鎳。為提高光澤和耐蝕性，可用鎳和鋅光亮鍍層打底。光亮鍍銀與半光亮鍍鎳。在瓦特液中加入初級光亮劑和次級光亮劑就成為光亮/半光亮鍍鎳液。半光亮鍍鎳很少單獨使用，通常與光亮鎳組合成雙層鎳或三層鎳，以便有效地起到防蝕作用。鍍多層鎳。即鍍雙層鎳和三層鎳。雙層鎳是先鍍不含硫(低于0
8、.005％)的半光亮鎳層．再鍍一層光亮鎳，然后鍍上鉻。半光亮鎳層厚為總鎳層厚度的60％一80％時有最佳抗蝕性。三層鎳是在半光亮鎳與光亮鎳層之間鍍上一層高琉鎳。高硫鎳具有最負電位，因此三層鎳防蝕性顯著高于雙層鎳。其它特種鍍鎳：鎳封閉、緞面鎳、高應(yīng)力鎳。鍍鉻鉻是銀灰色金屬，硬度大，耐磨，耐蝕，耐熱，化學(xué)穩(wěn)定性好。但溶于氫
