常州高溫磷化表面處理技術介紹
一、金屬的腐蝕
按原理分：
1.化學腐蝕（緩慢的、均勻的、沒有腐蝕電流產生）——化學浸蝕溶解
2.電化學腐蝕（有腐蝕電流產生，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、應力腐蝕、腐蝕疲勞、絲狀腐蝕、磨損腐蝕等。
按腐蝕介質分：大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、生物腐蝕、融鹽腐蝕等
二、電化學腐蝕原理
1.陰極，陽極、腐蝕介質（電解液）
構成原電池，陽極發生腐蝕溶解，產生腐蝕電流。銅鋅電池原理圖
2.金屬的標準電極電位
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，自然界沒有金屬態存在（如鈉、鉀、鋁）；電位越正，自然界有金屬態存在（如銅、銀、金）。
穩態能級——原子序數小的堿金屬、堿土金屬很容易失去電子達到穩態能級，形成金屬離子。大原子序數金屬表面電子多，能級較高，較小的能量不容易引起電子躍遷，穩態發生變化，因此，性質很穩定。
3.電位差
兩種材料由于標準電極電位的不同，導致兩者之間形成電位差。如果有腐蝕介質存在，就會發生電化學腐蝕。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化為橫向小電流分散的均勻腐蝕，
2.轉化膜
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。鋼鐵的發藍，磷化、鋁的化學氧化和陽極氧化，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。按成膜物質來分：酚醛樹脂涂料、醇酸涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、環氧樹脂涂料、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
化學熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲），物理氣相沉積（真空蒸發鍍、真空濺射鍍、離子注入），激光改姓、電子束改性。
四、鍍覆層的設計選擇
1.環境條件分類
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，受各種腐蝕介質作用，相對濕度會大于95%。
特殊條件：高溫、低溫、耐磨、特殊介質環境。
2.接觸偶
兩種材料的電位差大小決定了接觸偶得大小（見表3）。電位差越大，腐蝕越快。一般條件下，標準電極電位差不超過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，但影響不嚴重，在多數場合下可以使用，熱帶海洋環境例外。（需進行涂裝）
2級——引起嚴重的接觸腐蝕，除在有空調的干燥室內或密封良好的條件下，一般不宜采用。（必須用絕緣墊片隔離）
接觸偶設計過程中，應盡量避免大陰極小陽極現象出現。
3.鍍覆層設計原則
鍍覆層設計時須考慮以下各項因素：
①零件的材料、結構、形狀、配合公差
②零件儲存和使用環境條件特征
③金屬鍍覆層的特性和分類、應用范圍、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
根據電化學特征，結構設計中盡量避免兩端盲孔等溶液無法進入或流動的區域和結構，當孔較小、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、疲勞和應力集中等。
鍍層組合不可隨意設計，必須經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，不僅會導致性能無法達到，甚至可能引起基體金屬的開裂和脆斷。
在密閉情況下，應考慮有機揮發氣氛對鋅鎘鍍層的腐蝕作用。
五、結構設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，膜層導電，裝飾性差。工藝成熟，應用廣泛，
藍白色鈍化——裝飾性好，耐蝕性差，適用于使用環境好、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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