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金属表面涂层技术优化:金属涂层的应用和实践

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:金属表面涂镀层技术是指将活性很小,有较高抗蚀能力的金属或涂料,覆盖在被保护的金属表面,以达到防腐目的的方法。镀硬铬是指在一定条件下沉积的铬镀层具有很高的硬度和耐磨性。镀硬铬常用于工具、模具、量具、夹具、刀具以及机床、挖掘机、汽车、拖拉机的主轴等,可提高工件的耐磨性,延长使用寿命;还可用于修复被磨损零件。2)热浸镀热浸镀简称热镀,是把被镀件浸入熔融的金属液中,使其表面形成镀层的方法。

金属表面涂层技术优化:金属涂层的应用和实践

金属表面涂镀层技术是指将活性很小,有较高抗蚀能力的金属或涂料,覆盖在被保护的金属表面,以达到防腐目的的方法。常用的方法有电镀、热浸镀、喷油漆、喷塑等。

1)电镀

(1)电镀。在含有欲镀金属离子的溶液中,以被镀材料或制品为阴极,通过电解作用,在基体表面上获得镀层的方法叫电镀。电镀可以为零件覆盖一层比较均匀的、具有良好结合力的镀层,以改变其表面特性和外观,达到材料保护或装饰的目的。电镀除了用作提高金属及其制品的耐蚀性外,还可以满足某些制品的特殊要求,如提高制品的表面硬度、耐磨性、耐热性、反光性、导电性、润滑性以及恢复零件尺寸,修补零件表面缺陷等。镀层金属一般都是在空气和溶液中不易氧化或硬度较大的金属,如铬、镍、锌、铜、锡、金等。除了单一的金属或合金镀层外,还有复合电镀层,如钢上的铜—镍—铬。

(2)镀铬。铬是一种微带天蓝色的银白色金属。铬有很好的化学稳定性,镀铬层硬度高,且可在很大范围内变化(800~1 100HV),反光能力强,不变色,并有较好的耐热性,在500℃以下光泽和硬度均无明显变化。电镀铬按用途可分为两大类:一类是防护装饰性镀铬,镀层较薄,可防止基体金属生锈并美化产品外观;另一类是功能性镀铬,镀层较厚,可提高机械零件的硬度、耐磨性、耐蚀性和耐高温性。功能性镀铬按其应用范围的不同,可分为硬铬、乳白铬和松孔铬等。

①装饰铬。防护装饰性镀铬俗称装饰铬,是镀铬工艺中应用最多的。在金属基体上镀装饰铬时,必须先镀足够厚度的中间层,然后在光亮的中间镀层上镀铬,例如在钢基体上镀铜、镍后再镀铬。铜及铜合金的防护装饰性镀铬,可在抛光后直接镀铬,但一般在镀光亮镍后镀铬,可更耐腐蚀。防护装饰性镀铬广泛用于汽车自行车、日用五金制品、家用电器仪器仪表机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的镀铬层有很高的反射系数,可作反光镜

②硬铬。硬铬又称耐磨铬。镀硬铬是指在一定条件下沉积的铬镀层具有很高的硬度和耐磨性。硬铬和装饰铬的镀层没有本质区别,硬度也没有多大差别,只是镀硬铬一般较厚,可以从几微米到几十微米,有时甚至达到毫米级,如此厚的镀层才能充分体现铬的硬度和耐磨性,故称为硬铬。镀硬铬常用于工具、模具、量具、夹具、刀具以及机床、挖掘机、汽车、拖拉机的主轴等,可提高工件的耐磨性,延长使用寿命;还可用于修复被磨损零件。

③乳白铬。在普通镀铬工艺中,在较高温度(65~75℃)和较低电流密度下获得的乳白色的无光泽铬称为乳白铬。镀层韧性好、硬度较低、孔隙少、裂纹少、色泽柔和、消光性能好,常用于量具、分度盘、仪器面板等的镀铬。在乳白铬上加镀光亮耐磨铬,称为双层镀铬,其在飞机、船舶零件以及枪炮内腔上得到广泛应用。

④松孔铬。如果在镀硬铬之后,用化学或电化学方法将镀铬层的粗裂纹进一步扩宽加深,以便吸藏更多的润滑油脂,提高其耐磨性,这就叫松孔铬。松孔镀铬层应用于制作受重压的滑动摩擦件及耐热、耐蚀、耐磨零件,如内燃机汽缸内腔、活塞环等。

2)热浸镀

热浸镀简称热镀,是把被镀件浸入熔融的金属液中,使其表面形成镀层的方法。热浸镀层金属的熔点要求比基体金属材料低得多,常常仅限于采用低熔点金属及其合金。例如,锌、铝、锡、铅及其合金。(www.xing528.com)

与电镀法相比,用热镀法获得的镀层较厚,在相同的腐蚀环境中,热浸镀层的使用寿命较长。而且热浸镀层与基体金属是通过一定厚度的中间合金层连接在一起的,因此具有较强的结合力。目前,热浸镀主要用于钢带(板)、钢丝、钢管、型钢、螺栓螺帽、加工钢材及加工零件等各种形状制品的表面防蚀,其中数量最多的是钢带(板)。

3)喷油漆

油漆不仅有极好的防护功能,还经常用于金属表面装饰。按干燥方式可分为自干漆、烘干漆,按使用层次可分为底漆、中层漆、面漆,按光泽可分为无光、平光、亚光(半光)。

(1)防护漆。喷油漆法是将油漆喷覆在金属表面,隔开周围介质与金属的接触达到防腐蚀的方法。批量不大时,也可用涂或刷的方法将漆覆盖在金属表面。常用的防护漆有红丹漆、醇酸树脂漆、酚醛树脂漆等。为提高防腐效果,防护漆中还应加钝化剂。喷油漆法操作简便、成本低,主要用于桥梁、船舶和机械外表面的防大气腐蚀。

(2)装饰漆。装饰漆是一种用途广泛的工业用漆。其漆膜有锤纹、起皱、开裂、凹凸等各种美丽花纹。立体感强、丰富多彩的花纹又能起到装饰防护作用,在精密仪器表面,尤其是铸造件表面有广泛的应用。

4)喷塑

塑料法是采用浸涂、喷涂或刷涂等方法,使被保护金属表面裹上一层塑料薄膜,隔开周围介质与金属的接触,达到防蚀目的的方法。此法可防酸、碱、盐溶液腐蚀,防腐蚀时间可达5~10年,当不需要防腐塑料薄膜时,可立即剥除。例如,在金属容器内壁涂聚氟乙烯或聚乙烯塑料等,可防止腐蚀。一些表面质量要求不高的器件,常用喷塑替代油漆。

5)涂防锈油

涂防锈油是用于储存、加工和运输过程中的防腐方法。耐蚀期短时,涂矿物油;耐蚀期较长时,涂凡士林石蜡等混合物。涂防锈油前,为使油层与金属结合牢固,应将金属表面的油污和氧化物等杂物清理干净。对于在闭式条件下使用的零件,装配前常涂防锈油防腐。

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