金属腐蚀与防护第六章

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低熔点金属及合金： Zn、Al、Sn 、
Pb及其合金。
6)碾压(包镀)
将耐蚀金属或合金用机械力量碾压
使它们附着在基体金属上，得到紧密
且可任意增加厚度的镀层。坚固。
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7)气相沉积—是物质从气态向固态 转化的结果。包括物质气化、气相 运输和粒子沉积成膜或涂层三个基 本过程。
物理气相沉积、化学气相沉积。
它是以一种金属覆盖在被保护的另 一种金属制品表面上所形成的保护层。 前一金属常称镀层金属。
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1、金属覆盖层的分类 －－按电化学性质：
阳极覆盖层:
覆盖层 < 基体－Fe镀Zn
阴极覆盖层: 覆盖层 > 基体
－Fe镀Sn、Cu、Ni、Cr、Ag、Au
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－－按保护目的：
防护性覆盖层：马口铁、白铁
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4)渗镀(表面合金化)
通过固体扩散，使一种或几种金
属元素渗入基体金属表面形成表 面合金层的方法。
在钢铁、铜、钼、镍、铌、钛、 钨等表面，渗Zn 、 Al 、Cr 、 CrAl 、 AlSi 、CrAlSi。
厚度7~75um
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5)热(浸)镀
把被镀件浸入熔融的金属液中，使
其表面形成镀层的方法。
铜镀层：0.05～0.2um 除油－粗化－敏化－活化－镀
（胶体钯一步活化法）
Cu22eCu
2HCHO4OH2e2HCOOH22H2O
Cu22HCHO4OHCu2HCOOH22H2O
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置换镀：将金属镀件与镀液中的 金属离子发生置换反应。
锡镀层：
MSn2 MnSn金属表面镀锡
要求： Mn/M Sn2/Sn
装饰性覆盖层：Cr、Ag、Au 电性能覆盖层：镀AgAu
Al合金硬质阳极氧化、钢铁磷化 抗磨损：Cr、Ni、Al及合金着色 工艺要求：钎焊—Ni、Sn、Cu
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2、覆盖金属的方法 1)电镀 2)化学镀 3)热喷镀 4)渗镀(表面合金化) 5)热镀(浸镀) 6)碾压(包镀) 7)气相沉积
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－－钢铁的化学酸洗
HCl酸洗
FeO 2HCl FeCl2 H2O Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O Fe3O4 8HCl 2FeCl3 FeCl2 4H2O
Fe 2HCl FeCl2 H2
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－－钢铁的化学酸洗
H2SO4酸洗 FeOH2SO4 FeSO4 H2O Fe2O3 3H2SO4 Fe2(SO4)3 3H2O Fe3O4 4H2SO4 FeSO4 Fe2(SO4)3 4H2O FeH2SO4 FeSO4 H2
工业上普遍应用的保护层有非金属保 护层和金属保护层两大类。它们是用化 学方法、物理方法和电化学方法实现的。
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一、覆盖层应满足的基本要求：
1、结构紧密，完整无孔，不透过 介质；
2、与底层金属粘结力强； 3、高硬度，耐磨； 4、分布均匀。
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二、金属表面的预处理
目的：清洗被污染的金属表面以获得
阳极法：适用于高碳钢及合金钢。 外形简单的制件
阴极法：碳素钢材等
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3、机械法 －刷光：金属丝、动物毛、天然/人
造纤维 －磨光和抛光： －喷砂和喷丸：
表面清洁度的检验
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三、覆盖层的分类 －金属覆盖层 －非金属覆盖层 －化学或电化学处理层 －暂时性覆盖层
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四、金属覆盖层
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除油机理： 皂化作用－去动物植物油 乳化作用－去矿物油 湿润作用－用表面活性剂 分散作用－硅酸钠、磷酸钠等 溶解作用－用有机溶剂
物理影响因素：搅拌、温度、电流
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除油的主要方法有：
溶剂除油－汽油、煤油、甲苯、
三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳等。
Sn、Zn、Al及其合金最好用此法。
碱液除油－（苛性钠）碱性盐、表面活性
宜于涂覆物质和涂覆方法的基体金属
表面、使金属表面达到所要求的粗糙 度以保证覆盖层的质量和防腐效果。
方法包括： 1、除油 2、酸洗 3、机械处理
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1、除油：从金属表面除掉油脂的过程－ 脱脂（习惯叫做除油）。
油污的种类： 皂化类—动植物油脂。皂化反应。 非皂化类—矿物油。乳化剂
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－－有色金属及其合金的化学酸洗
－ Cu及 合 金
混合酸：硫酸、硝酸及少量盐酸
－ Al及 合 金 ： 硫 酸 、 硝 酸 或 碱 洗
－ Zn及 合 金 ： 硫 酸 、 硝 酸
－Mg及合金：氢氟酸、铬酐
－ Sn： 盐 酸
－ P b： 硝 酸
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2)电化学酸洗-- 在酸液（硫酸等）中 通直流电，利用电解作用去除氧 化皮和锈蚀产物的方法。
第六章 用覆盖层保护
一、覆盖层应满足的基本要求 二、金属表面的预处理 三、覆盖层的分类 四、金属覆盖层 五、非金属覆盖层 六、化学/电化学处理层 七、暂时性覆盖层
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覆盖层是在金属表面覆盖各种保护层， 保护层的作用是把被保护金属与腐蚀性 介质分开，以阻滞腐蚀过程的产生和发 展，达到减轻或防止腐蚀的目的。
剂、防锈剂。
氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠
电解除油－在碱性除油液中通直流电，工
作件为阴/阳极。阳极除油、阴极除
油、阴阳交替除油。
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2、酸洗：从金属表面除掉锈蚀产物或氧 化皮—除锈，又称酸洗。
1)化学酸洗 酸洗液－－
无机酸：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸 缓蚀剂：含N/O/S的有机物 促进剂：NaCl、NaF、NaNO3 添加剂：表面活性剂 酸洗后用稀碱液中和，然后水洗。
2CuSn2 2CuSn铜上镀锡
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3)热喷镀 将（接近）熔化的涂层材料的微粒
喷到制品表面上形成覆盖层的方法。 火焰法、等离子法、高频法、爆炸
法。 喷镀材料：Zn、Al、Cu、Pb、Mo、
W、Ta。高碳钢、不锈钢。 粗糙、结合力不牢固，耐蚀性差。 适用于大型不易搬动的固定设备。
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2)化学镀—不使用外电源，利用化 学方法使溶液中金属离子还原并沉 积在基体表面的过程。
在金属、半导体、非导体材料上 沉积铜、镍、锡、钴、银、金、钯、 铂、铑。
化学还原镀、置换镀。
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化学还原镀：使用合适的还原剂使镀 液中的金属离子还原为金属而沉积在 非金属表面的一种镀覆工艺。