防锈技术概论

第1章防锈技术概论1.1引言1.1.1防锈的目的及范围防锈技术是防止金属制品裸露面在储存、运输期间锈蚀的技术。金属制品常有以裸露面作为工作面的，如果此裸露面暴露在大气中而不进行保护，会受到空气中潮湿或污染物的作用而腐蚀生锈，轻则影响制品的外观质量，重则影响制件的使用功能，甚至使制件降级或者报废。很多金属制件需要储存和运输，有时储存或运输的时间比较长，在此期间，金属制件必须要进行保护，而所用到的防护材料称为防锈材料。在金属制件投入使用时，必须去除这类防护材料以恢复原来裸露状态以便于工作，因此这种防护技术也称为暂时性保护。所使用的材料称为暂时性防护材料。

金属制件的非工作表面，常采用涂覆油漆、涂料或进行金属覆盖层保护，这类技术称为永久性保护。金属制件在使用防锈技术进行防锈前，必须保证金属制件的表面是无锈、清洁、干燥。否则防锈效果降低甚至完全失效。在对金属制件进行防锈处理后，有时需要进行包装，金属制品处于包装状态下封存不用的技术称为封存防锈或包装防锈。包装是为了保护制件，使其不受储运中机械力损害，可保护制品上的防锈材料以保证防锈效果。因此在防锈技术中包括包装技术。1.1.2防锈技术的发展人类开始使用钢铁，就遇到了钢铁的锈蚀问题。公元250年，中国（后汉）出现了使用石油作车辆的润滑与铁的防锈。这是人类使用石油作防锈油的开始。1450-1458年欧洲人用一种白苏子油涂纸后包针，是防锈纸使用的开始。随着机械制品以及商品的流通发展，航海事业的兴起，世界性战争中武器的远洋运输和储备，大大地促进了金属制品防锈技术的发展。在1943年英国发布了包装标准(BS1133)，在1944年将其中金属防腐蚀部分作为单行本出版，由军用推广到民用。美国在第二次世界大战中，因要解决武器运输到东南亚高温高湿地区的腐蚀问题，在防锈技术上发展很快，美军对防锈材料订立了P系列标准，包括系列材料的质量标准和检验方法。在20世纪40-50年有关的报道和专利最多，在此期间，防锈油脂品种达到系列化。气相缓蚀剂也得到了迅速发展，二次世界大战出现的亚硝酸二环己胺被誉为“划时代的气相防锈剂”。可剥性塑料和茧式包装技术也在同时问世。

缓蚀剂的合成、理论探讨、防锈材料的评价方法和包装技术也有很大进步，至此，防锈材料与使用技术基本形成了体系。

随着技术进步，防锈材料与技术不断发展更新，如防锈油脂中的热涂厚油脂已经被淘汰，改用冷涂薄油。同时，随着科技的突飞猛进，，各种制品精度不断提高，产品规格更加多样化，以及人们日益增长的对环境的要求，对金属制品的防锈技术提出了更高的要求出现。1.2金属在大气中的腐蚀根据金属腐蚀学可知，绝大多数金属发生腐蚀是一个自发的过程，腐蚀是金属的自然趋势。金属在大气中的腐蚀过程是电化学腐蚀，金属与大气中的潮湿水汽、氧共存而发生电化学腐蚀。其反应为：2M+2H2O→2M(OH)2

该反应是氧去极化的电化学腐蚀过程，是由阳极反应：2M→2M++2e

阴极反应：O2+2H2O+2e→4OH-

以及二次反应：2M++4OH-→2M(OH)2

所组成，该反应生成的沉淀物在金属表面的附着不牢固，而且膜层疏松，不具有保护作用。（1）大气腐蚀的影响因素：1湿度：空气中水汽的含量。2绝对湿度（g/m3）：单位体积空气中含水蒸汽质量。3相对湿度（%）：空气中水蒸气含量对同一温度时空气饱和水蒸汽含量的比值。4临界相对湿度：5温度：金属在大气中，只有相对湿度处于临界状态以上时，温度的升高会使金属的腐蚀速度加快。6氧：中性介质中金属的腐蚀主要为氧去极化过程，没有氧，金属在大气中不会腐蚀。7污染物：各种有腐蚀活性的污染物、无化学活性但有吸附活性的物质、非化学活性也非吸附活性物质对金属均有腐蚀作用。8金属的种类不同，合金等均对金属在大气中的腐蚀产生影响。（2）大气腐蚀的防护方法提高材料的耐蚀性：通过合金化在普通碳钢的基础上加入适量的合金元素，可以改变锈层的结构，生成一层具有保护性的锈层。如加入铜、磷、铬、镍等采用有机、无机涂层和金属镀层：“暂时性”防护层和缓蚀剂：“暂时性”防护层包括各种防锈油、防锈纸、可剥性塑料控制环境：充氮封存、采用吸氧剂、干燥空气封存。（3）常用的防锈方法防锈水、防锈切削液、防锈油脂、气相缓蚀剂封存、可剥性塑料封存、环境封存1.3金属制品加工过程中各因素对锈蚀的影响

金属制品从原材料开始、经过各种加工成为产品。其中有各种冷热加工、装配以及管理的各个过程如检查、搬运等，接触各种人员、各种加工用工艺材料、各种搬运器具，这些都与金属制品的锈蚀有关。原材料：加工前已经锈蚀严重，加工中部分不能完全去除，甚至在成品中表现出来。各种工艺材料：如切削液、润滑液、热处理熔盐，或者酸洗或酸洗后清洗不彻底，也会引起严重的锈蚀。金属制品在运输、搬运中与人手接触，手上的汗液会引起锈蚀。管理上：搬运器具不清洁，成品库管理不规范等。1.4防锈技术的内容防止金属的腐蚀应该从以下几个方面入手：(1)选择耐大气腐蚀的金属