選用實體材料時,是否耐腐蝕性能越高越好呢?例如,鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、極好的抗疲勞和耐腐蝕性能、較低的彈性模數(shù),是理想的車架材料,但鈦合金加工工藝復(fù)雜,材料價格昂貴,產(chǎn)品價格高。因此要考慮性價比合理的方案。當(dāng)整體更換好的實體材料不經(jīng)濟(jì)時,就可以采用表面涂覆層保護(hù)。
采用表面涂覆層保護(hù)
不改變整體零件的材料,通過表面工程在金屬表面做文章,僅僅改變表面材料的性能。
表面工程,是經(jīng)表面預(yù)處理后,通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理,改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu),以獲得所需要表面性能的系統(tǒng)工程。表面工程技術(shù)是表面工程的核心和實質(zhì)。
采用表面工程技術(shù),如熱噴涂技術(shù)、電鍍、化學(xué)鍍、電刷鍍、鍍膜、高能束和熱浸鍍等技術(shù)可以制備多種多樣的涂覆層,把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開,也可以有效延長金屬零件的使用壽命。
表面工程的最大優(yōu)勢是能夠以多種方法制備出優(yōu)于本體材料性能的表面功能薄層,其厚度一般為幾微米到幾毫米,僅為結(jié)構(gòu)尺寸的幾百分之一到幾十分之一,卻使零件具有了比本體材料更高的耐磨性、抗腐蝕性和耐高溫等性能。
因此,即使采用性能優(yōu)異的貴重、稀有元素,也不會顯著增加成本,而采用表面技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是難以估量的。
以熱噴涂技術(shù)為例:這是表面工程中一項重要技術(shù),以一定形式的熱源將粉狀、絲狀或棒狀的噴涂材料加熱至熔化或部分熔化狀態(tài),同時用氣流使其霧化并高速噴射到經(jīng)過預(yù)處理的零件表面上形成涂層,熱噴涂技術(shù)在實用性方面有以下突出特點:
(1)熱噴涂種類多:包括火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、特種噴涂。
(2)涂層功能種類多:包括金屬及其合金、陶瓷、塑料及它們的復(fù)合材料。
(3)適用零件范圍寬:對象可以大到艦船船體、鋼結(jié)構(gòu)橋梁,小到元器件。
(4)設(shè)備簡單、效率高:火焰噴涂、電弧噴涂、離子噴涂設(shè)備都可在工程現(xiàn)場操作。
對大型鋼鐵結(jié)構(gòu)表面熱噴涂鋅、鋁或鋅鋁合金可以實現(xiàn)長效防腐。船舶在海洋環(huán)境中服役,鋼板易腐蝕,采用熱噴涂防腐涂層對鋼板進(jìn)行處理,可以顯著提高其耐腐蝕性能。
為減少金屬腐蝕,有機(jī)涂層是一類有效、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用普遍的方法。傳統(tǒng)的油性漆,涂膜的耐蝕性,特別是耐水性、耐化學(xué)介質(zhì)性較差。常規(guī)的液態(tài)樹脂涂料成份中含有有機(jī)溶劑,涂層質(zhì)量會受影響,溶劑揮發(fā)造成空氣污染和材料浪費(fèi),損害人的健康。目前,許多國家和地區(qū)已嚴(yán)格限制和禁止使用溶劑型涂料。
金屬材料的耐腐蝕能力有限,特別是耐酸堿鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)性能差,而多數(shù)塑料對酸堿鹽介質(zhì)具有良好的耐蝕防腐性能。
粉末涂料是一種不含溶劑的新型涂料,分為兩大類:熱塑性粉末涂料和熱固性粉末涂料,100%為固體,具有無污染、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點。
粉末涂料可以采用靜電噴涂、流動浸塑、擠壓涂敷等多種方法在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,包括家電行業(yè)、建筑行業(yè)、石化行業(yè)、管道行業(yè)、汽車及其車輛零部件、金屬絲網(wǎng)等金屬物件、金屬家具、電子元器件絕緣涂層及其絕緣包裝等(如圖3所示)。
塑料粉末涂敷于金屬基體上,利用金屬的強(qiáng)度,發(fā)揮塑料本身的各種特性,可形成滿足各種要求的塑料涂敷層。
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標(biāo)簽: 金屬腐蝕材料環(huán)境控制涂覆層

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