常州高溫磷化表面處理技術(shù)介紹
一、金屬的腐蝕
按原理分：
1.化學(xué)腐蝕（緩慢的、均勻的、沒有腐蝕電流產(chǎn)生）——化學(xué)浸蝕溶解
2.電化學(xué)腐蝕（有腐蝕電流產(chǎn)生，快速的、不均勻的）是廣泛的腐蝕形式
按破壞形式分：點蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、絲狀腐蝕、磨損腐蝕等。
按腐蝕介質(zhì)分：大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、生物腐蝕、融鹽腐蝕等
二、電化學(xué)腐蝕原理
1.陰極，陽極、腐蝕介質(zhì)（電解液）
構(gòu)成原電池，陽極發(fā)生腐蝕溶解，產(chǎn)生腐蝕電流。銅鋅電池原理圖
2.金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位
金屬活動性順序表（鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛（氫）銅汞銀鉑金）活性越強，電位越負(fù)，自然界沒有金屬態(tài)存在（如鈉、鉀、鋁）；電位越正，自然界有金屬態(tài)存在（如銅、銀、金）。
穩(wěn)態(tài)能級——原子序數(shù)小的堿金屬、堿土金屬很容易失去電子達(dá)到穩(wěn)態(tài)能級，形成金屬離子。大原子序數(shù)金屬表面電子多，能級較高，較小的能量不容易引起電子躍遷，穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化，因此，性質(zhì)很穩(wěn)定。
3.電位差
兩種材料由于標(biāo)準(zhǔn)電極電位的不同，導(dǎo)致兩者之間形成電位差。如果有腐蝕介質(zhì)存在，就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。如鋼材，是由鐵和碳組成，如果將鋼材直接暴露在潮濕的空氣中，鋼材就會很快的腐蝕生銹。電位差越大的合金材料，越容易腐蝕，如硬鋁12（鋁銅合金）和鋁鎂合金相比，鋁鎂合金耐蝕性明顯好于鋁銅合金。另如鋁壓鑄件、鋅鋁壓鑄件。
三、金屬的防護
1.電鍍/化學(xué)鍍
幾種保護方式①犧牲陽極——陽極性鍍層（鋼鐵表面各種鍍鋅、銅表面鍍鎳等）
②惰性隔離層——陰極性鍍層（鋁合金化學(xué)鍍鎳，銅合金鍍銀、金）鍍層必須致密無空隙，否則，腐蝕將會加劇。
③鍍層組合——銅+鎳（雙層或三層）+鉻，銅+鎳+金，利用層間電位差將縱向大電流腐蝕轉(zhuǎn)化為橫向小電流分散的均勻腐蝕，
2.轉(zhuǎn)化膜
鈍化層——表面形成一層致密的惰性膜層，阻止了底層的進一步腐蝕。鋼鐵的發(fā)藍(lán)，磷化、鋁的化學(xué)氧化和陽極氧化，不銹鋼的鈍化，銅的氧化
3.涂層
各種有機涂料——通過固化成膜，在金屬表面形成一層致密的有機保護膜。按成膜物質(zhì)來分：酚醛樹脂涂料、醇酸涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯涂料等。按分散形式來分：有機溶劑涂料（單組分、雙組分）、水性涂料、無溶劑涂料（粉末涂料）。
4.表面改姓
化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲），物理氣相沉積（真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍、離子注入），激光改姓、電子束改性。
四、鍍覆層的設(shè)計選擇
1.環(huán)境條件分類
良好條件：不暴露在大氣中，相對濕度不大于70%，密封條件下，不受腐蝕介質(zhì)作用。
一般條件：非露天，一般大氣條件，相對濕度不大于95%。
惡劣條件：戶外、露天，受各種腐蝕介質(zhì)作用，相對濕度會大于95%。
特殊條件：高溫、低溫、耐磨、特殊介質(zhì)環(huán)境。
2.接觸偶
兩種材料的電位差大小決定了接觸偶得大?。ㄒ姳?）。電位差越大，腐蝕越快。一般條件下，標(biāo)準(zhǔn)電極電位差不超過0.5伏時，可以安全使用。
接觸偶等級：0級——不引起接觸腐蝕可安全使用
1級——引起接觸腐蝕，但影響不嚴(yán)重，在多數(shù)場合下可以使用，熱帶海洋環(huán)境例外。（需進行涂裝）
2級——引起嚴(yán)重的接觸腐蝕，除在有空調(diào)的干燥室內(nèi)或密封良好的條件下，一般不宜采用。（必須用絕緣墊片隔離）
接觸偶設(shè)計過程中，應(yīng)盡量避免大陰極小陽極現(xiàn)象出現(xiàn)。
3.鍍覆層設(shè)計原則
鍍覆層設(shè)計時須考慮以下各項因素：
①零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、配合公差
②零件儲存和使用環(huán)境條件特征
③金屬鍍覆層的特性和分類、應(yīng)用范圍、厚度系列與選擇原則
④金屬材料接觸偶級別
⑤鍍覆的目的和各種性能要求
⑥鍍覆層的表示方法
根據(jù)電化學(xué)特征，結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡量避免兩端盲孔等溶液無法進入或流動的區(qū)域和結(jié)構(gòu)，當(dāng)孔較小、較深時，要增加工藝橫孔，以提高溶液流動性和改善電場分布，提高鍍層均勻性和可鍍性。
黑色金屬電鍍后會不同程度的產(chǎn)生氫脆抗疲勞性能下降，需要受力的高強度鋼和薄壁零件，要注意氫脆、疲勞和應(yīng)力集中等。
鍍層組合不可隨意設(shè)計，必須經(jīng)過試驗驗證性能滿足各項要求的鍍層組合才可以采用。
帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、電焊、單面焊等組件，因存在縫隙，原則上不可以進行鍍覆。
應(yīng)注意鍍覆層的使用溫度范圍，超過允許的使用范圍時，不僅會導(dǎo)致性能無法達(dá)到，甚至可能引起基體金屬的開裂和脆斷。
在密閉情況下，應(yīng)考慮有機揮發(fā)氣氛對鋅鎘鍍層的腐蝕作用。
五、結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見鍍覆層介紹
1.鍍鋅
鍍鋅層為銀白色，鈍化后具有不同的顏色。
彩虹色鈍化——耐蝕性好，膜層導(dǎo)電，裝飾性差。工藝成熟，應(yīng)用廣泛，
藍(lán)白色鈍化——裝飾性好，耐蝕性差，適用于使用環(huán)境好、要求不高的零件
銀白色鈍化——裝飾性好，耐蝕性差，適用于使用環(huán)境好、要求不高的零件
黑色鈍化——有一定的裝飾性、耐磨性好、耐蝕性好，適用于有一定裝飾和耐磨要求的零件。
軍綠色鈍化——有一定的裝飾性、耐蝕性很好、導(dǎo)電性差，適用于有一定外觀裝飾和好的防腐性能要求的零件。
對于鋼和銅，鋅是陽極性鍍層，在一般環(huán)境下有較好的防護性能。但在海水、海霧直接接觸的情況下，其防護性能不如鎘鍍層。
常州市卓辰金屬表面處理有限公司
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