常用的表面防护工艺及方法选择

1、制造过程中预防腐蚀各种加工方法中的腐蚀控制进厂原材料的腐蚀控制机加工过程中产品零件的临时性保护成品零件的封存包装锻造铸造焊接特种加工涂装腐蚀控制零件装配腐蚀控制.产品生产过程中的防护产品生产过程中的防护v钢铁件经过加工以后，在加工组合后或送交下道工序钢铁件经过加工以后，在加工组合后或送交下道工序前应作临时油封处理（不锈钢可不油封）。前应作临时油封处理（不锈钢可不油封）。v铝、铜及其合金（青铜除外），钛及钛合金在加工后铝、铜及其合金（青铜除外），钛及钛合金在加工后应将冷却液及污染物擦净，工序间停放一个月可不油封，应将冷却液及污染物擦净，工序间停放一个月可不油封，否则应作油封处理。否则应作油封处理

2、。v凡是吹砂又不能进行防锈处理的零件，搬运时应戴干凡是吹砂又不能进行防锈处理的零件，搬运时应戴干净的手套，避免手接触引起腐蚀，并马上送交表面处理。净的手套，避免手接触引起腐蚀，并马上送交表面处理。v铝合金薄板在冲压过程过程中应用贴纸或用聚乙烯膜铝合金薄板在冲压过程过程中应用贴纸或用聚乙烯膜或临时性保护涂料保护以防划伤。或临时性保护涂料保护以防划伤。 根据零件材质、工序间存放时间以及环境不同，可以根据零件材质、工序间存放时间以及环境不同，可以采用置换性防锈油油封；脱水防锈油油封；气相防锈纸封采用置换性防锈油油封；脱水防锈油油封；气相防锈纸封存及干燥空气封存；机械加工防锈切削液、临时性保护涂存及干

3、燥空气封存；机械加工防锈切削液、临时性保护涂层等。层等。 气相防锈纸气相防锈纸 将已完成某一工序零件擦干后放入周围将已完成某一工序零件擦干后放入周围衬有气相防锈纸的箱子内，并将箱盖封好，防锈纸需要经衬有气相防锈纸的箱子内，并将箱盖封好，防锈纸需要经常更换，如在箱类放气相缓蚀剂、粉剂，效果会更佳。常更换，如在箱类放气相缓蚀剂、粉剂，效果会更佳。 浸、涂防锈油浸、涂防锈油 普遍采用的方法。将完成某一工序的普遍采用的方法。将完成某一工序的零件用航空洗涤汽油洗净和用抹布擦干之后，浸涂零件用航空洗涤汽油洗净和用抹布擦干之后，浸涂1：3的的LTS3A置换型防锈油和煤油的混合油，滤去余油，装入置换型防锈油和

4、煤油的混合油，滤去余油，装入聚乙烯塑料袋中。聚乙烯塑料袋中。 如在零件加工过程中使用了防锈切削液，当零价完成如在零件加工过程中使用了防锈切削液，当零价完成某一加工工序后，不要将其表面残余的防锈切削液除掉，某一加工工序后，不要将其表面残余的防锈切削液除掉，这样能保证零件在这样能保证零件在35日内不发生锈蚀。日内不发生锈蚀。切削液的选择切削液的选择 上道工序交到下道工序的零件应作临时防锈处理，尤上道工序交到下道工序的零件应作临时防锈处理，尤其是加工到最后尺寸面的零件、有精加工的零件了。其是加工到最后尺寸面的零件、有精加工的零件了。 交接时应作外观锈蚀检查，有锈蚀的应立即处理。交接时应作外观锈蚀检查

5、，有锈蚀的应立即处理。 搬运时应戴干净手套，防止手汗腐蚀金属。搬运时应戴干净手套，防止手汗腐蚀金属。 抽检。下道工序在接收上道工序的零件时，应抽取抽检。下道工序在接收上道工序的零件时，应抽取35的零件进行检查，确认无腐蚀和其他缺陷以后方的零件进行检查，确认无腐蚀和其他缺陷以后方可办理移交。可办理移交。 周转。转入热加工车间的零件应在周转。转入热加工车间的零件应在48h内进行验收，内进行验收，完工后尽快转出。经电镀及化学热处理的零件应尽可能避完工后尽快转出。经电镀及化学热处理的零件应尽可能避免在车间存放过夜。免在车间存放过夜。 零件经过前处理以后应马上进行表面处理，以防腐零件经过前处理以后应马上

6、进行表面处理，以防腐蚀。零件应以润湿的状态进入处理槽。应按工艺要求严格蚀。零件应以润湿的状态进入处理槽。应按工艺要求严格控制槽液的控制槽液的pH值，因为值，因为pH值是影响渗氢的关键因素。值是影响渗氢的关键因素。 槽液应定期过滤、清除残渣、定期分析、定期维护。槽液应定期过滤、清除残渣、定期分析、定期维护。 应严格按照工艺文件控制电流、电压、应严格按照工艺文件控制电流、电压、pH值、温度、值、温度、时间等工艺参数及槽液成份。时间等工艺参数及槽液成份。 对于抗拉强度高的结构钢件和不锈钢件，在电镀之前对于抗拉强度高的结构钢件和不锈钢件，在电镀之前必须消除应力和电镀后除氢。必须消除应力和电镀后除氢。

7、成品零件需要进行防锈封存和包装。成品零件需要进行防锈封存和包装。 防锈封存：防锈封存：油封油封 防锈油封存适用于不带忌油或非金属零件的金属制件的防锈油封存适用于不带忌油或非金属零件的金属制件的封存。封存。干燥空气封存干燥空气封存 适用于非金属零件和带忌油零件的金属制件的适用于非金属零件和带忌油零件的金属制件的封存。封存。气相缓蚀剂封存气相缓蚀剂封存 气相封存之前将零件用置换型防锈油彻底清气相封存之前将零件用置换型防锈油彻底清洗干净，然后用气相纸包装，并用密封材料（聚乙烯袋或铝塑复洗干净，然后用气相纸包装，并用密封材料（聚乙烯袋或铝塑复合袋）包装。合袋）包装。包装包装 按不同的封存期包装。按不同

8、的封存期包装。防锈油油封以后外包装一层石蜡纸和一层复合纸，封存期为一年。防锈油油封以后外包装一层石蜡纸和一层复合纸，封存期为一年。防锈油油封以后，再包装聚乙烯，封存期为两年。防锈油油封以后，再包装聚乙烯，封存期为两年。金属覆盖层金属覆盖层金属镀层金属镀层金属衬里金属衬里双金属复合板双金属复合板电镀电镀（Cr、Ni、Ag、Cu等）等）喷涂喷涂（Zn、Al）渗镀渗镀热镀热镀热浸热浸化学镀化学镀金属镀层金属镀层金属衬里金属衬里双金属复合板双金属复合板电镀电镀（Cr、Ni、Ag、Cu等）等）喷涂喷涂（Zn、Al）渗镀渗镀热镀热镀热浸热浸化学镀化学镀金属镀层金属镀层金属衬里金属衬里双金属复合板双金属复合

9、板金属覆盖层金属覆盖层电镀电镀（Cr、Ni、Ag、Cu等）等）喷涂喷涂（Zn、Al）渗镀渗镀热镀热镀热浸热浸化学镀化学镀金属镀层金属镀层金属衬里金属衬里双金属复合板双金属复合板化学转化膜化学转化膜阳极氧化阳极氧化化学氧化化学氧化 （发蓝及（发蓝及Al、Mg的化学氧化膜）的化学氧化膜）磷酸盐处理磷酸盐处理,草酸盐处理草酸盐处理铬酸盐处理铬酸盐处理 油漆涂料油漆涂料塑料涂覆塑料涂覆搪瓷搪瓷钢衬玻璃钢衬玻璃非金属材料衬里非金属材料衬里暂时性防锈层暂时性防锈层 非金属覆盖层非金属覆盖层 金属的电位序 两种不同的金属两种不同的金属M1和和M2，同时放置在电解质溶液，同时放置在电解质溶液中，并用导体相连，

10、就可以发现导体中有电荷（电子）中，并用导体相连，就可以发现导体中有电荷（电子）的传递。传递的方向将取决于的传递。传递的方向将取决于M1和和M2在所研究的电解质在所研究的电解质中的腐蚀电位。如果中的腐蚀电位。如果M1的腐蚀电位比的腐蚀电位比M2的腐蚀电位正，的腐蚀电位正，那么电子的传递是：那么电子的传递是：12MeMMg(最负)ZnAlFe钢(低合金)TiPb黄铜CuAgAu(最正)常见金属在水环境中的电位排列顺序：阳极性覆层与阴极性覆层阳极性覆层与阴极性覆层 如果金属如果金属M2是覆盖在金属是覆盖在金属M1表面的涂镀层，且表面的涂镀层，且M2在电位序中比在电位序中比M1更负，我们就称为更负，我

11、们就称为M2为为M1的阳的阳极性覆层。比如我们说：镀锌层为钢、铜及铜合金极性覆层。比如我们说：镀锌层为钢、铜及铜合金的阳极性覆层。的阳极性覆层。 相反，如果相反，如果M2的电位比的电位比M1的电位正，我们就称的电位正，我们就称为阴极性覆层。比如我们说为阴极性覆层。比如我们说Cr镀层是钢的阴极性镀层是钢的阴极性覆层。覆层。电解质溶液电解质溶液 钢钢 锌腐蚀锌腐蚀阳极性覆盖层阳极性覆盖层 锌锌锌对钢材基体的保护作用锌对钢材基体的保护作用锌阳极溶解锌阳极溶解电解质溶液电解质溶液一旦有覆盖不完整一旦有覆盖不完整,加速钢的腐蚀加速钢的腐蚀 铬铬 钢钢 阴极性覆盖层阴极性覆盖层 铬直接镀在钢的表面对基体的

12、保护效果不佳铬直接镀在钢的表面对基体的保护效果不佳几种重要金属电镀方法的介绍几种重要金属电镀方法的介绍电电源源+-被被镀镀工工件件电电镀镀架架(-) 阴极 (-)(+) 阳极 (+)镍镍袋袋( (镍镍珠珠、镍镍球球) )电电镀镀镍镍槽槽镍镍盐盐, ,酸酸, ,光光亮亮剂剂, ,走走位位剂剂. . . .镍镍离离子子向向阴阴极极迁迁移移加热装置蒸蒸发发电镀的一般原理：（以电镀电镀的一般原理：（以电镀Ni工艺为例）工艺为例）铬镀层铬镀层铬镀层工艺及性质（铬镀层工艺及性质（Cr） 铬镀层对钢、铝及铝合金是阴极保护层，对铜及铜铬镀层对钢、铝及铝合金是阴极保护层，对铜及铜合金（黄铜除外）则是阳极保护层。

13、合金（黄铜除外）则是阳极保护层。 按工艺方法分类：按工艺方法分类： 硬铬镀层、乳白铬镀层、装饰性铬镀层、松孔铬镀硬铬镀层、乳白铬镀层、装饰性铬镀层、松孔铬镀层和黑铬镀层层和黑铬镀层 铬镀层耐蚀性：铬镀层耐蚀性： 在大气中处于钝态，具有高的抗色变能力，被广泛在大气中处于钝态，具有高的抗色变能力，被广泛用于装饰性镀层的面层。但由于铬镀层孔隙多，用于装饰性镀层的面层。但由于铬镀层孔隙多，在钢上在钢上直接镀铬时，钢不能得到有效保护，甚至加速钢基体的直接镀铬时，钢不能得到有效保护，甚至加速钢基体的腐蚀速率。腐蚀速率。镀铬层（耐磨）允许使用最高温度为镀铬层（耐磨）允许使用最高温度为370，乳白镀铬层可用于

14、乳白镀铬层可用于600 以下。以下。镀铬层工艺镀铬层工艺硬铬镀层硬铬镀层：镀层硬度高、耐摩、耐热、耐磨蚀、摩擦系数低：镀层硬度高、耐摩、耐热、耐磨蚀、摩擦系数低要求耐磨的零件可以选择硬铬镀层要求耐磨的零件可以选择硬铬镀层乳白铬镀层乳白铬镀层：镀层为无光泽的灰白色，硬度低，但孔隙比硬铬：镀层为无光泽的灰白色，硬度低，但孔隙比硬铬层少，孔隙率随着厚度增加而减少，在层少，孔隙率随着厚度增加而减少，在2020微米以上时，几乎无微米以上时，几乎无孔孔可以作为中温防护层在工作温度为可以作为中温防护层在工作温度为250250600 600 而又不要而又不要求耐磨的零件上使用。求耐磨的零件上使用。黑铬镀层黑铬

15、镀层：在所有黑色镀层中，黑铬的耐磨性最好，镀层不反光：在所有黑色镀层中，黑铬的耐磨性最好，镀层不反光可用于要求黑色外观零件的镀层可用于要求黑色外观零件的镀层装饰镀铬层装饰镀铬层：反光能力强，并能长期保持，是极好的装饰性：反光能力强，并能长期保持，是极好的装饰性镀层，但必须要有中间镀层以保证有足够的防腐蚀能力，常镀层，但必须要有中间镀层以保证有足够的防腐蚀能力，常用的中间层有铜、镍、铜锡、镍铁等用的中间层有铜、镍、铜锡、镍铁等镀铬层的其他性能镀铬层的其他性能 铬镀层不与塑料和橡胶粘接。铬镀层不与塑料和橡胶粘接。 铬在碱、碳酸盐、硫化物、硝酸、柠檬酸等有铬在碱、碳酸盐、硫化物、硝酸、柠檬酸等有机酸

16、中具有很高的化学稳定性，机酸中具有很高的化学稳定性，但易溶于氢卤酸但易溶于氢卤酸（如盐酸）和热硫酸中（如盐酸）和热硫酸中。 铬镀层不能承受冲击和弯曲。镀铬会严重降低铬镀层不能承受冲击和弯曲。镀铬会严重降低钢的疲劳强度，为减少镀铬对钢疲劳性能的影响，钢的疲劳强度，为减少镀铬对钢疲劳性能的影响，在电镀前，在电镀前，零件表面进行喷丸零件表面进行喷丸，使零件表面造成压，使零件表面造成压应力状态，以抵消零件加工残留在表面的拉应力。应力状态，以抵消零件加工残留在表面的拉应力。镍镀层镍镀层镍镀层镍镀层（Ni） 镍镀层是用于钢件装饰或耐热的一种功能性镀层，对镍镀层是用于钢件装饰或耐热的一种功能性镀层，对钢为阴

17、极性防护层，对铜及铜合金（除黄铜外）为阳极性钢为阴极性防护层，对铜及铜合金（除黄铜外）为阳极性防护层。防护层。 镍镀层性质：镍镀层性质： 良好的耐热性，易于抛光，抛光后有镜面光泽，在光良好的耐热性，易于抛光，抛光后有镜面光泽，在光亮剂的镀镍溶液中，可以直接镀出光泽外观，但由于在大亮剂的镀镍溶液中，可以直接镀出光泽外观，但由于在大气中光泽迅速消失，所以更适合作为装饰性镀层的中间层。气中光泽迅速消失，所以更适合作为装饰性镀层的中间层。镍镀层耐蚀性镍镀层耐蚀性： 较好的化学稳定性，耐强碱，在稀的硫酸或盐酸中溶较好的化学稳定性，耐强碱，在稀的硫酸或盐酸中溶解速度慢。对氢脆比较敏感的材料和对基体材料疲劳

18、性能解速度慢。对氢脆比较敏感的材料和对基体材料疲劳性能有要求的零件镀镍时，要重视镀镍对基体材料性能的影响。有要求的零件镀镍时，要重视镀镍对基体材料性能的影响。锌镀层应用范围锌镀层应用范围锌镀层锌镀层（Zn） 镀锌层对钢及铜等均为阳极性防护层。镀锌层对钢及铜等均为阳极性防护层。 镀锌层在干燥空气中几乎不腐蚀，在工业大气、含镀锌层在干燥空气中几乎不腐蚀，在工业大气、含二氧化硫的空气中的耐蚀性较高，镀锌层硬度中等，能二氧化硫的空气中的耐蚀性较高，镀锌层硬度中等，能承受弯曲、拧合和扩口。镀锌层的最高使用温度为承受弯曲、拧合和扩口。镀锌层的最高使用温度为250 250 。电镀锌过程中氢脆敏感性较大。电镀

19、锌过程中氢脆敏感性较大。镀锌层经过钝化后耐蚀性能得到进一步提高镀锌层经过钝化后耐蚀性能得到进一步提高铜镀层应用范围铜镀层应用范围铜镀层（铜镀层（Cu） 对钢为阴极保护层，只能起到机械保护作用。易于抛对钢为阴极保护层，只能起到机械保护作用。易于抛光或者光亮镀铜。光或者光亮镀铜。通常作为电镀金属底层或中间镀层。通常作为电镀金属底层或中间镀层。 铜镀层具有良好的导电性、导热性。铜镀层质软，能铜镀层具有良好的导电性、导热性。铜镀层质软，能承受较大的拉伸、延展、扩口与拧合。并有润滑和防止渗承受较大的拉伸、延展、扩口与拧合。并有润滑和防止渗碳、氮化、脱碳、氰化的功能。铜镀层的最高使用温度为碳、氮化、脱碳、

20、氰化的功能。铜镀层的最高使用温度为250 250 。 耐蚀性：耐蚀性：铜镀层化学稳定性不高，直接曝露于空气中铜镀层化学稳定性不高，直接曝露于空气中很快会变暗或被沾污，空气中的硫化物、碳酸、手汗、氨很快会变暗或被沾污，空气中的硫化物、碳酸、手汗、氨等都可能使铜镀层加快变色。在潮湿空气中与二氧化碳或等都可能使铜镀层加快变色。在潮湿空气中与二氧化碳或者氯化物生成碱式碳酸盐或氯化铜。者氯化物生成碱式碳酸盐或氯化铜。镀层性能检测(I)涂层内应力测试外观检测厚度测量结合力测量显微硬度测定镀层性能检测(II)耐腐蚀试验延伸率（脆性）测量氢脆试验耐磨性试验 针孔：针孔：从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小

21、从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上某些点的电沉积过孔道，它是由于阴极表面上某些点的电沉积过 程受到障程受到障碍，使该处不能学积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造碍，使该处不能学积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。成。 变色：变色：由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化（如发暗，失色等）。（如发暗，失色等）。 起皮起皮：镀层成片状脱离基体材料的现象。：镀层成片状脱离基体材料的现象。 海棉状镀层海棉状镀层：在电镀过程中形成的与基体材料结合不：在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。牢固的疏松多孔的沉积物。 烧

22、焦镀层：烧焦镀层：在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙松散在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙松散或质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其他杂质。或质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其他杂质。 麻点：麻点：在电镀和腐蚀中，于金属表面上形成的小坑或在电镀和腐蚀中，于金属表面上形成的小坑或小孔。小孔。 厚度的常用方法有：重量法、厚度的常用方法有：重量法、射线反向散射射线反向散射法、显微镜法、涡流法、千分尺法、法、显微镜法、涡流法、千分尺法、X射线法、库射线法、库仑测量法、磁性测量、点滴法、溶解法。仑测量法、磁性测量、点滴法、溶解法。 其中属于破坏镀层的检测法有点滴法、溶解法、其中属于破坏镀层的检测法有点

23、滴法、溶解法、库仑测量法、显微镜法等；非破坏检测方法有涡流库仑测量法、显微镜法等；非破坏检测方法有涡流法、法、 射线反向散射法、磁性测量法等。射线反向散射法、磁性测量法等。 各种测量方法都有自身的应用范围，都不是绝各种测量方法都有自身的应用范围，都不是绝对通用的。对通用的。耐蚀性检测举例耐蚀性检测举例(1) 中性盐雾试验：中性盐雾试验： 根据国家标准根据国家标准GB/T10125-97“人造气氛腐蚀试验人造气氛腐蚀试验 中中性盐雾试验性盐雾试验”方法，试验条件如下：方法，试验条件如下：试验溶液：试验溶液：5NaCl用蒸馏水配制用蒸馏水配制试验温度：试验温度：351，采用连续喷雾，采用连续喷雾

24、pH值：值：6.5-7.2之间之间 (2) 耐腐蚀溶液浸泡试验：耐腐蚀溶液浸泡试验：参照国家标准参照国家标准GB10124-88“金属材料试验均匀腐蚀全浸试金属材料试验均匀腐蚀全浸试验方法验方法” 。 影响铜材表面变色的因素影响铜材表面变色的因素 其影响的因素有湿度、温度、微量不纯气体及生产工艺等。其影响的因素有湿度、温度、微量不纯气体及生产工艺等。1.高湿环境与温度的影响高湿环境与温度的影响实验表明，在湿度较大的季节（特别是在我国南方）所生产实验表明，在湿度较大的季节（特别是在我国南方）所生产的铜材表面在很短时间就出现变色，其主要原因就是由于高湿的铜材表面在很短时间就出现变色，其主要原因就是

25、由于高湿环境与温度的影响。环境与温度的影响。在高湿度环境中，铜材表面由于缺陷内的毛细凝聚作用、吸在高湿度环境中，铜材表面由于缺陷内的毛细凝聚作用、吸附凝聚作用或化学凝聚作用，可以在其表面上凝结上一层从几附凝聚作用或化学凝聚作用，可以在其表面上凝结上一层从几十个水分子厚至肉眼可见的水膜。由此，使在干燥空气中发生十个水分子厚至肉眼可见的水膜。由此，使在干燥空气中发生的的4Cu+O2 2Cu2O 、2Cu2O+O24CuO反应，产物为反应，产物为Cu2O和少量和少量CuO的缓慢纯氧化过程。的缓慢纯氧化过程。 另外，大气中的氧主要参与电化学腐蚀过程，即：另外，大气中的氧主要参与电化学腐蚀过程，即： 阳极反应：阳极反应：Cu Cu+ + e 阴极反应：阴极反应：2H2O+O2 4OH- 2.生产工艺因素的影响生产工艺因素的影响 铜材在生产过程中的不少工艺因素成为其表面变色的直铜材在生产过程中的不少工艺因素成为其表面变色