腐蚀与防护-8-4

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1、第五节；非金属保护层非金属材料构成的表面保护层均属非金属保护层。按照保护层的成膜机理，非金属属保护层主要包括转化膜保护层和涂料保护层。转化膜保护层指通过化学或电化学方法，由基体金属参与成膜反应生成的非金属产物形成的保护层。由化学处理生成的转化膜层叫化学转化膜。由电化学处理生成的转化膜层叫电化学转化膜。涂料保护层指由各种有机或无极涂料形成的非金属保护层。此外，搪瓷、非金属衬里、临时性保护层也属于非金属保护层。10/5/20211一、转化膜保护层金属材料的转化膜保护层种类很多,常用的有氧化膜、磷化膜、电化学氧化膜和钝化膜等。1．钢铁材料的化学氧化钢铁的化学氧化就是用化学反应的方法在钢铁制品

2、表面生成稳定的Fe304氧化膜的工艺过程。因四氧化三铁膜呈蓝黑色，所以又把钢铁的化学氧化称作发蓝、发黑。发蓝的特点：发蓝是提高黑色金属防腐能力的一种简便而经济的方法。发蓝膜极薄，厚度一般为0.5—1.6μm，不致影响零件的精度，它具有很好的吸附性，一定的弹性和润滑性，但不耐磨。发蓝处理后，对膜层进行中和与钝化、填充(皂化)、浸油等后续处理后，能进一步提高耐蚀性能和耐磨性能，具有一定的装饰效果。发蓝的处理方法：发蓝处理通常是在含有NaOHNaNO2的溶液中，在沸腾温度下进行的。因为溶液呈强碱性，不会引起高强钢的氢脆，但在有较大应力的情况下，有些零件产生碱脆。考虑以上因素，钢铁材料的氧化处

3、理常用作200℃以下润滑油中工作的高精度零件的保护层、精密仪表、机床零件及多种武器的防护——装饰性保护层。10/5/202122．磷化处理把金属零件浸入含有磷酸盐溶液中进行化学处理，在表面形成难溶于水的磷酸盐保护膜，这种工艺叫作磷化处理或磷酸盐处理，简称磷化。黑色金属和多种有色金属都可进行磷化处理，但生产中磷化主要用于黑色金属，即钢铁材料的磷化。磷化膜主要由磷酸盐或磷酸一氢盐的晶体组成，其外观由暗灰到黑色，随基体材料与处理工艺而不同，本身强度不高且有一定脆性，但与基体结合良好，通常对基体金属的力学性能无明显的影响，但磷化处理时伴随析氢，故对氢脆敏感材料应予注意。磷化膜不溶于水，在大气条

4、件下很稳定，可以作为要求不太高的大气条件下的防护层，总的看来，耐蚀指标高于发蓝膜。若将磷化膜进行铬酸盐封闭、涂漆或浸油等后续处理，能大幅度提高耐蚀性能，在某些情况下可能超过金属保护层。磷化膜结晶粗糙，具有多孔结构，有良好的吸附能力，故浸油后常用于冷冲压工序间的润滑层，或不浸油直接作为油漆涂料的底层。磷化膜具有高电阻，有很好的绝缘性，其击穿电压达240～250v，涂绝缘漆后可耐1000V以上高压，常用于电磁装置如变压器、电机的硅钢片处理。此外磷化膜还具有不影响焊接性和不浸润熔融金属的特性，使之获得相应的特殊用途。10/5/202133，金属的钝化处理将金属浸于含有某些添加剂的铬酸或铬酸盐

5、溶液中，在金属表面生成铬酸盐钝化膜的工艺叫金属的铬酸盐处理，简称钝化处理。钝化处理常作为锌、镉镀层的后处理工序，大大提高镀层的耐蚀性能，如电镀锌层经钝化处理后，耐蚀性可提高几倍乃至几十倍。铬酸盐处理也常用于处理其它金属材料，如铝、铜、镁、锡、镍及其合金。钝化膜极薄，厚约0.1～1.Oμm，颜色随基体金属，溶液配方及工艺参数而定，其组成极为复杂，至今仍无定论，一般认为钝化膜主要由三价铬和六价铬的化合物及基体金属的铬酸盐组成，多数钝化膜是无定形的。初期的湿膜呈胶凝状，质较软并有很好的吸附性，干燥后膜收缩硬化，能耐水难湿润，其保护作用机理主要有以下几方面：10/5/20214(1)钝化膜结构

6、紧密，与基体金属有良好的结合力，在腐蚀介质中对金属表面起隔离保护作用。(2)膜中三价铬的化合物是不溶性的，它构成钝化膜的骨架，使膜具有足够的强度，同时它的良好的化学稳定性，保证了膜的保护效果。而六价铬的化合物是可溶性的，在膜层中起填充作用，使膜致密无隙，当钝化膜局部划伤破损时六价铬会溶于水形成铬酸，使破损处重新成膜，所以钝化膜具有良好的自愈合能力。钝化处理的工艺类型很多，金属材料、溶液配方、工艺参数、添加剂及干燥工艺都会影响钝化膜的质量，从而影响钝化处理的抗蚀效果。10/5/202154．铜合金氧化处理铜及其合金的氧化处理包括化学氧化和电化学氧化，经氧化处理的铜或铜合金表面生成薄而致密

7、的、与基体结合牢固的防护—装饰性膜层，膜层的厚度与组成根据采用的方法而不同，其成分可以是氧化铜、氧化亚铜、硫化铜或它们的混合物。由于组成不同，膜的外观颜色也有区别，可以呈深蓝，蓝黑，黑褐、紫色等不同色调。氧化膜经涂油或涂漆后可进一步提高膜的防护能力。铜及其合金的氧化处理常用于光学仪器，电器元件，工艺品和日用品的表面防护和装饰。10/5/202165．铝和铝合金的氧化处理铝及其合金的氧化处理包括化学氧化和电化学氧化两类，虽然所得氧化膜的组成均为三