【正文】 滲鍍工藝發(fā)展方向之一。 噴鋁層 基體 金屬 Al2O3 保護膜 鋁鐵化合物 基體 金屬 噴鋁層 (左 )和擴散滲鋁層 (右 ) 剖面示意 (4) 熱浸 將工件浸入熔融的液態(tài)鍍層金屬中，經(jīng)短時間取出，便形成金屬覆層。這種施工方法最古老，簡單，但難以控制覆層厚度，操作時金屬損耗也大。 使用熱浸法的條件是：基體金屬與覆層金屬之間能生成化合物或固溶體，才能具有足夠的結(jié)合力且不起皮脫落。一般用于鋼鐵管、板、帶、絲的鍍鋅、錫、鋁、鉛錫合金等。 (5) 化學鍍 (也有稱為 “ 無電解鍍 ” ) 化學鍍鎳層與電鍍硬鉻層相比，硬度和耐磨性能相近，但化學鍍不需要電源，無電鍍硬鉻層中出現(xiàn)的脆性和網(wǎng)狀裂紋，而且比電鍍鎳層孔隙率低，化學穩(wěn)定性高。 近年來又開發(fā)了脈沖化學鍍，進行化學鍍時迭加脈沖電流，可使鍍層更致密，更光亮，組織均勻，結(jié)合牢固，因而較薄鍍層就能達到較厚的普通化學鍍層相同的技術(shù)指標。 (6) 真空鍍（又叫物理氣相沉積 (PVD) 真空蒸鍍，用電加熱使鍍層金屬揮發(fā)，蒸汽以原子或分子形式沉積于被鍍工件上，形成很薄的 (50 ~100nm)覆膜。 陰極濺射利用高能離子或中性原子來轟擊金屬，使金屬原子飛出，沉積在基體材料表面形成保護膜； 離子鍍是在高真空中使蒸發(fā)出來的鍍層原子離子化，在電場作用下沉積于工件表面形成保護膜。 基板 1? 5kV 基板 1? 5kV 基板加熱器 基板 [真空蒸鍍 ] 真空度 5?10 4托 [離子鍍 ] 真空度 1?5?10 4托 [陰極濺射 ] 真空度 10 3?10 2托 三種真空鍍原理圖 ??(7) 金屬襯里 在碳鋼或低合金鋼設(shè)備內(nèi)部襯上耐蝕金屬薄板， 既可滿足設(shè)備耐蝕性能方面的要求，又可節(jié)省 耐蝕金屬材料，克服襯層金屬強度不足的缺點， 常用的襯里金屬有不銹鋼、鋁、鉛、鈦。 局部固定法包括焊接 (塞孔焊，條焊，熔透焊等 )和局部爆炸。整體松襯法是將襯里殼體焊接好，經(jīng)檢驗合格后放入外殼內(nèi)。這種方法的缺陷是外殼和襯里層之間存在間隙，影響承壓和傳熱。在整體襯里后進行熱膨脹或爆炸，可以清除殼體與襯里層的間隙。 覆層 基材 對接焊加蓋板 搭接焊 襯里層焊接的兩種形式 鋁板 外殼 橡皮板 炸藥 封頭爆炸襯鋁示意 (8) 雙金屬復合板 (包復 ) 將兩種不同金屬板材迭合，制成復合板 。 碳鋼 (或低合金鋼 )—不銹鋼復合板 (簡稱不 銹復合鋼板 )主要用熱軋法制造，覆層不銹 鋼板厚度通常為 ~ 毫米，是復合板 厚度的 15~20%，能大大節(jié)省不銹鋼。 碳鋼 —鈦復合板主要用爆炸復合。覆層厚 度通常為 2 ~ 3毫米。 ? 覆層金屬和覆蓋方法的選擇 對覆層金屬的選擇 ， 主要考慮能否在預定使用的環(huán)境中有良好的 耐蝕性 。 其次應考慮覆層金屬與基體金屬的 電偶關(guān)系 ， 以及設(shè)備對覆層金屬提出的 物理 ， 機械性能 方面的要求 。還應進行 經(jīng)濟比較 。 對于覆蓋方法的選擇主要考慮需要的 覆層厚度 ，對 覆層孔隙率 的要求，以及覆層施工能否適應設(shè)備的 結(jié)構(gòu)和尺寸 。 ? 化學轉(zhuǎn)化膜 將金屬部件置于選定的介質(zhì)條件下，使表層金屬和介質(zhì)中的陰離子反應，生成附著牢固的穩(wěn)定化合物。這樣得到的保護性覆蓋層叫做化學轉(zhuǎn)化膜。 其反應一般式可寫成 m M + n AZ = MmAn + nze 形成化學轉(zhuǎn)化膜的方法有兩類：一類是電化學方法，稱為陽極氧化或陽極化。另一類是化學方法，包括化學氧化，磷酸鹽處理，鉻酸鹽處理，草酸鹽處理。 ? 鋁的陽極 (氧 )化 鋁是易鈍化金屬，表面有天然氧化物膜，但只有 ~，經(jīng)陽極化處理可使氧化膜增厚至 20~30微米，這層氧化膜與基體金屬結(jié)合十分牢固，具有很好的保護性能。 鋁陽極化生成的氧化膜包括密膜層和孔膜層。密膜層 (阻擋層 )厚度很小，孔膜層存在大量孔隙 (每平方厘米上億個 )，因此可以著色處理，獲得裝飾性外觀。著色方法主要有：染料著色和電解著色。 孔膜層 密膜層 鋁 水合氧化鋁 膜孔 [未封閉 ] [已封閉 ] 鋁的陽極化膜結(jié)構(gòu)示意 ? 封閉處理 不管是著色或不著色的陽極化膜都需要進 行封閉，使孔閉合以提高膜的保護性能和 保持著色效果。 封閉的方法有：蒸汽封閉、熱水封閉 (90~100?C)， 鎳鹽和鈷鹽溶液封閉、重鉻 酸鹽溶液封閉等。 ? 鋼鐵的化學氧化 將鋼鐵部件放入選定的溶液中，發(fā)生化學 反應，生成一層致密的氧化物膜這種方法 在工廠中叫做“發(fā)蘭”或“煮黑”。 鋼鐵的化學氧化有堿性法和酸性法，堿性 氧化法的優(yōu)點：不會造成鋼件氫脆問題。 缺點：高溫濃堿溶液產(chǎn)生刺激性氣味使工 作環(huán)境惡劣，高溫加熱消耗能源。 ? 鉻酸鹽處理 將金屬浸入以鉻酸鹽溶液中，使金屬表 面生成鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜，叫做鉻酸鹽處理。 主要可以應用于鋅、鎘、鋁、鎂、銀、 銅等金屬或鍍層。 鋅鍍層經(jīng)鉻酸鹽處理后耐蝕性大大提高， 對基底鋼材的保護性能大大增強。鋅鍍 層鉻酸鹽處理在電鍍文獻中稱為“鈍化” 。 ? 鋼鐵的磷酸鹽處理 (磷化 ) 將金屬浸入磷酸鹽的稀溶液中進行處理，使金屬 表面上生成一層不溶性的，附著良好的磷酸鹽膜 ，叫做磷酸鹽處理。 磷化處理的目的有： ? 磷酸鹽膜對涂料有良好的吸附能力，可以增強涂料與金屬的結(jié)合力。磷化打底。 ? 鋼材經(jīng)磷化處理后進行冷變形加工更容易進行，摩擦件進行磷化處理可以降低表面磨耗。 ? 磷化后經(jīng)過封孔可作為金屬部件的防護性覆層。 鋼鐵磷化處理可分為兩類： 一類使用堿金屬的磷酸二氫鹽，并加入適量的加速劑和添加劑。鋼鐵表面上形成由基底金屬自身轉(zhuǎn)化生成的磷酸鹽和氧化物組成的膜。這屬于真正的化學轉(zhuǎn)化膜，稱為轉(zhuǎn)化型磷酸鹽膜。 另一類使用含游離磷酸和加速劑的重金屬(鋅、錳、鐵 )磷酸二氫鹽溶液，鋼鐵表面上得到的是由重金屬的磷酸一氫鹽或正磷酸鹽組成的膜。可稱之為假轉(zhuǎn)化膜 (或準轉(zhuǎn)化型磷化 )。 轉(zhuǎn)化型磷化溶液組成及工作條件 序 號 1 2 3 4 組成 (g/L) 草酸 5 5 20 20 磷酸 10或 15 10 草酸鈉 4 4 4 4 磷酸二氫鈉 10 10 10 10 氯酸鈉 5 12 硝酸鈉 5 12 亞硝酸鈉 工作條件 溫度 (?C) 20 20或 50 20 20或 50 時間 (分 ) 5 5 5 5 普通法假轉(zhuǎn)化型磷化的兩種溶液配方和工作條件 溶液組成 操 作 條 件 (g/L) 濃 度 溫度 (?C) 時間 (分 ) P2O5 600?620 Zn 162?168 40點 95?98 45 Cu P2O5 394 Mn 90 30點 95?98 40?90 Cu ? 金屬表面清凈處理 金屬設(shè)備在進行覆蓋層保護的施工之前，表面必 須進行預處理，以保證覆蓋層的完整、均勻、與 基體結(jié)合牢固 。 表面清凈處理的目的和要求 ： (1) 金屬表面應除盡氧化皮、銹層、油污及其他附著物。 (2) 金屬表面應顯示出均勻一致的金屬本色，具有需要的粗糙程度 。 表面清凈處理方法 ： （ 1）除油 方法有：有機溶劑除油，堿溶液除油，電 化學除油，水基清洗劑除油。 ? 有機溶劑除油：利用有機溶劑 (汽油、甲苯、三氯乙烯等 )溶解油脂的能力除去設(shè)備或部件表面油污。有機溶劑除油速度快，但不徹底，有機溶劑中汽油、苯等易燃，三氯乙烯、四氯乙烯等劇毒，使用中應注意安全。 ? 化學除油：在堿溶液中利用乳化作用 和皂化作用除去金屬表面油污。 ? 電化學除油：溶液組成和化學除油大體相同，但堿含量較低，工件作為陰極或陽極，通以極化電流。 ? 水基清洗劑除油：水基清洗劑以水為溶劑，主要成分是表面活性劑，再配以助洗劑、緩蝕劑，穩(wěn)定劑等輔助成分。 水基清洗劑種類多，清除油污效果好，節(jié)約能源，具有很大的優(yōu)越性，現(xiàn)已得到很快的發(fā)展。 鋼鐵工件化學除油的一種配方及工藝條件 配方及工藝條件 指 標 NaOH (g/L) 30 ? 40 Na2CO3 (g/L) 30 ? 40 Na3PO4?12H2O (g/L) 30 ? 40 Na2SiO3 (g/L) 5 OP乳化劑 (g/L) 1 ? 2 溫度 (C?) 80 ? 90 時間 洗凈為止 (2) 除銹 方法包括：手工和動力工具除銹，噴射 或拋射除銹，化學除銹 (酸洗 )，火焰除銹 手工除銹 ：采用鋼絲刷、鏟刀、廢砂輪、砂布用手工方式除去金屬表面銹層和氧化皮，一般用在工件和設(shè)備表面積小，或不能使用其他除銹方法的場合 。 ? 噴射和拋射除銹：除銹效果好，可使基體露出金屬本色。 ?化學除銹 利用酸溶液具有溶解金屬氧 化物的能力來除去金屬表面銹層和氧化皮 。反應時放出的氫氣對氧化皮還產(chǎn)生機械 剝離作用。常用酸洗用酸有鹽酸、硫酸、 硝酸、氫氟酸以及某些有機酸。酸洗液中 需加入高效緩蝕劑 。 ? 火焰除銹：用噴燈火焰清除金屬表面污 物。 ? 表面處理的等級