鋁合金鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)?

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　　隨著各種鋁合金制品的發(fā)展，對鋁合金的防腐要求也越來越高。隨著環(huán)保法規(guī)的陸續(xù)出臺，今后用于鋁合金的防腐涂料將采用新的技術(shù)，向著無毒、通用化、高性能的方向發(fā)展。

　　鋁是一種活潑金屬，極容易和空氣中的氧氣起化應(yīng)生成氧化鋁。氧化鋁在鋁制器皿表面結(jié)一層灰色致密的極薄的(約十萬分之一厘米厚)薄膜，這層薄膜十分堅固，它能使里力的金屬和外界完全隔開。從而保護(hù)內(nèi)部的鋁不再受空氣中氧氣的侵蝕。

　　鋁和氧化鋁薄膜都能和許多酸性或堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，一旦氧化鋁薄膜被堿性溶液或酸性溶液溶解掉，則內(nèi)部鋁就要和堿性或酸性溶液起反應(yīng)而漸漸被侵蝕掉。所以鋁制器皿不能用堿性溶液或酸性溶液洗刷，也不能用鋁制器皿盛放純堿、洗衣粉或食醋等物質(zhì)。

　　1.1 鋁防腐蝕的重要意義

　　金屬腐蝕問題存在于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，而且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腐蝕的危害越來越嚴(yán)重，對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的制約作用越來越突出。使得腐蝕科學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)中所處的地位越來越重要。據(jù)統(tǒng)計，人們每年冶煉出來的金屬約有1/10被腐蝕破壞，相當(dāng)于每年約有1/10 的冶煉廠因腐蝕的存在而做了無用功;而1/10 被腐蝕破壞的金屬所殃及的金屬制品的破壞，其損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬本身的價值。據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)調(diào)查，1975年美國因腐蝕造成的損失高達(dá)700億美元，即當(dāng)年國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值(GNP)的4.2%;《光明日報》1999年1月20日報道，1997年因腐蝕給我國國民經(jīng)濟(jì)帶來的損失高達(dá)2800億人民幣。

　　2 鋁的主要腐蝕形式和腐蝕機(jī)理

　　2.1 鋁的腐蝕形式

　　鋁的主要腐蝕形式有點腐蝕、均勻腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂。

　　2.1.1 點腐蝕

　　點腐蝕：點腐蝕又稱為孔腐蝕，是在金屬上產(chǎn)生針尖狀、點狀、孔狀

　　的一種為局部的腐蝕形態(tài)。點腐蝕是陽極反應(yīng)的一種獨特形式，是一種自催化過程，即點腐蝕孔內(nèi)的腐蝕過程造成的條件，如有腐蝕介質(zhì)(CL-、F-等)、促進(jìn)反應(yīng)的物質(zhì)(CU2+、ZN2+等)，既促進(jìn)又足以維持腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行。

　　2.1.2 均勻腐蝕

　　均勻腐蝕：鋁在磷酸與氫氧化鈉等溶液中，其上的氧化膜溶解，發(fā)生均勻腐蝕，溶解速度也是均勻的。溶液溫度升高，溶液濃度增大，促進(jìn)鋁的腐蝕。

　　2.1.3 縫隙腐蝕

　　縫隙腐蝕：縫隙腐蝕是一種局部腐蝕。金屬部件在電解溶液中，由于　　金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成縫隙，其寬度足以使介質(zhì)浸入而又使介質(zhì)處于一種停滯狀態(tài)，使得縫隙內(nèi)部腐蝕加劇的現(xiàn)象稱為縫隙腐蝕。

　　2.1.4 晶間腐蝕

　　晶間腐蝕：是在金屬界處發(fā)生局部腐蝕的現(xiàn)象。就電化學(xué)的觀點來看， 由于材料的晶粒為陰極，而晶界一般為陽極，因此在均勻腐蝕的情況下，晶界處的腐蝕性仍稍大于晶粒處，如果在特殊情況下，材料的晶界抗蝕元素又相對減少，晶間腐蝕的現(xiàn)象就會發(fā)生。AL-CU-MG、AL-ZN-MG系鋁合金有晶間腐蝕的傾向。

　　2.1.5 應(yīng)力腐蝕開裂

　　應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)：鋁合金的SCC是在20世紀(jì)30年代初被發(fā)現(xiàn)的。金屬在應(yīng)力(拉應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力)和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下所發(fā)生的一種破壞，被稱為SCC。SCC的特征是形成腐蝕一種機(jī)械裂縫，既可以沿著晶界發(fā)展，也可以穿過晶爛擴(kuò)展。由于裂縫擴(kuò)展是在金屬內(nèi)部，會使金屬結(jié)構(gòu)強度大大下降，嚴(yán)重時會發(fā)生突然破壞。材料受到局部應(yīng)力或應(yīng)力作用不平均時，受到高應(yīng)力作用的區(qū)域會形成陽極，而受較低應(yīng)力作用的區(qū)域則形成陰極，因此作用應(yīng)力會使得腐蝕作用更為加速稱謂為應(yīng)呼電池。應(yīng)力腐蝕發(fā)生在冷加工的材料時，高度冷加工的區(qū)域更具陽極性，另外在材料存在裂縫的情況下，也會造成應(yīng)力腐蝕。

　　2.2 鋁的腐蝕機(jī)理

　　根據(jù)腐蝕因素、腐蝕環(huán)境和腐蝕表面狀態(tài)、金屬腐蝕的機(jī)理可以分為化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕和多因素腐蝕。

　　2.2.1 化學(xué)腐蝕

　　鋁的化學(xué)腐蝕是金屬在干燥氣體(如氧、氯、硫化氫等)和非電解質(zhì)溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。化學(xué)反應(yīng)引起引起腐蝕，在腐蝕過程中不產(chǎn)生電流。金屬的化學(xué)腐蝕只在特定的情況下發(fā)生，不具普遍性。

　　2.2.2 電化學(xué)腐蝕

　　鋁和介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，在腐蝕的過程中有陽極和陰極區(qū)，電流可以通過金屬在一定的距離中流動，如金屬在各種介質(zhì)溶液(如海水、酸、堿、鹽溶液、潮濕大氣等)中的腐蝕。在一般情況下電化學(xué)腐蝕主要為微電池腐蝕和濃差電池腐蝕。

　　2.2.3 多因素腐蝕

　　由于各種因素的相互作用，往往產(chǎn)生非常激烈的腐蝕，一般包括應(yīng)力腐蝕，腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。

　　電化學(xué)腐蝕是最重要的腐蝕因素，因為大多數(shù)的金屬腐蝕的起因，都可說是一種電化學(xué)反應(yīng)。這里所說的電化學(xué)反應(yīng)是指在相同或不同金屬物體中，由于各種因素使得某些部位產(chǎn)生了局部的陽極反應(yīng)，讓金屬失去了一個或多個電子，變成金屬陽離子，亦即發(fā)生陽極氧化作用;而在同時，另一地點也會產(chǎn)生陰極反應(yīng)，獲得多出的電子，使得陰極形成還原作用，而構(gòu)成一個電池效應(yīng)的現(xiàn)象。這種電池效應(yīng)使得陽極金屬造成消溶腐蝕，稱之為電化學(xué)腐蝕。

　　3. 鋁合金的表面防護(hù)處理方法

　　鋁合金的表面防護(hù)處理方法主要有陰極保護(hù)法、鋅系磷化法、稀土元素保護(hù)法、激光熔覆法、凝膠法等。

　　3.1 陰極保護(hù)法

　　陰極保護(hù)技術(shù)是一項經(jīng)濟(jì)效益十分顯著的控制腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。將被保護(hù)的金屬進(jìn)行陰極極化，使電位負(fù)移到金屬表面陽極的平衡電位，消除其電化學(xué)不均勻性所引起的腐蝕電池，使金屬免遭腐蝕。它可以成倍地延長被保護(hù)件的使用壽命，陰極保護(hù)與防護(hù)涂料聯(lián)合使用時，陰極保護(hù)使涂層缺陷處和毛細(xì)孔處金屬構(gòu)件免遭腐蝕。根據(jù)施加陰極極化電流的方法不同，陰極保護(hù)方法可分為兩大類：外加電流法和犧牲陽極法。

　　3.2 鋅系磷化法

　　中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院研制出可以同時處理鋼鐵、鋁及鋁合金、鋅及鋅合金的磷化液WES一01。該磷化液的使用有2個突出的特點：①可用于噴淋線;②磷化溫度為低溫或常溫， 一般30～40℃。傳統(tǒng)的鋁及鋁合金的鋅系磷化，由于設(shè)置出光工序，所以一般采用浸泡工藝處理，而且處理溫度不能低于50℃，否則不能獲得良好的磷化膜。而WES-01則突破了這一缺陷，推動了鋁材鋅系磷化的技術(shù)進(jìn)步。在工作液的總酸度為20～25點、游離酸度為O.6—1.4點、促進(jìn)劑為2～3點、溫度為30～40℃、噴淋時間為60～90s的情況下，純鋁的磷化膜略暗或呈淺灰色，鋁合金由于其材質(zhì)不同而呈淺灰色、灰色、深灰色不等。漆

　　膜的連續(xù)中性鹽霧試驗為268 h，濕熱試驗大于50 h。所處理的工件可以是薄鋁板，也可以是形狀復(fù)雜的鋁合金件，如冰箱鋁制蒸發(fā)器及電視機(jī)后殼、工具、門窗、汽車配件等。該磷化液不僅能在噴淋線上使用，而且還可以在浸泡線上使用，同樣都能進(jìn)行鋼、鋁、鋅的單獨處理或混裝處理。值得注意的是，鋁制蒸發(fā)器涂裝后還需要在120℃下覆膜，再于180℃下流化，涂層也不起泡和脫落;還有 一種鋁件，涂裝后還需要進(jìn)行剪切，然后再于120℃覆膜，涂層也不起泡和脫落。這種產(chǎn)品對前處理和涂層的要求非常高，任何一點質(zhì)量隱患都會在覆膜和流化過程中出現(xiàn)問題，而且這樣的產(chǎn)品肯定要進(jìn)行覆膜和流化，客戶要求不能有任何起泡現(xiàn)象發(fā)生，更不能出現(xiàn)涂層脫落。用戶曾經(jīng)將涂裝后的產(chǎn)品放置1個月后再進(jìn)行覆膜及流化，涂層也沒有起泡和脫落現(xiàn)象發(fā)生。

　　3.3 稀土元素保護(hù)法

　　稀土鋁合金材扦是在金屬銘中加入稀土元素，它能夠起到凈化、提高純度、填補表層缺陷、細(xì)化晶粒、減少偏析，消除顯微不均而導(dǎo)致的局部腐性的作用、同時也帶來鋁的電極電位負(fù)移，具有了棲牲陽極效應(yīng)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，從而大大提高了鋁的耐蝕性能。

　　這種材抖配之首創(chuàng)的熱浸披、熱噴極工藝。可以使防腐工程達(dá)到百年超長使用壽命。稀土帶來的這些優(yōu)異的性能改善使稀土鋁合金能夠在石油、化工、建筑、市政、交通、電力、冶金、船鉑、軍工、航空航天、水電熱電、熱工、天然氣鋼瓶、機(jī)械輕工系統(tǒng)中廣泛使用稀土 鋁 合 金干離子TC產(chǎn)品是對稀土鋁合金敏層進(jìn)行徽弧子離子式化來實現(xiàn)鉸層表面稀土鋁的陶瓷化.它不但能夠耐數(shù)千度高溫，在航空、航天、宇宙飛船等領(lǐng)城使用，而且徹底解決了絕大多數(shù)(少數(shù)未及試臉)任意濃度的強酸、強堿、強乳化劑、井下條件等極為苛刻的腐蝕環(huán)境下的防腐問題。

　　3.4 激光熔覆法

　　激光熔覆法是在高能光束的作用下，將一種或多種合金元素和基體表面快速加熱熔化，光束移開后自然冷卻的一種表面強化方法。通過該方法可以在鋁合金表面熔覆銅基、鎳基復(fù)合材料以及陶瓷粉末，提高鋁合金表面的耐腐蝕性。但是該方法的不足之處是界面上易形成脆性相和裂紋，實際應(yīng)用中涂層的尺寸精度、對基體復(fù)雜形狀的容許度、表面粗糙度等問題較難解決。

　　3.5 凝膠法

　　用過渡金屬醇鹽作為合成氧化物的前驅(qū)體，采用一凝膠工藝可以在鋁合金表面形成一層氧化物保溶膠一以對鋁合金起到防腐蝕的作用。

　　總結(jié)

　　鋁合金由于具有多種優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用，隨著各種鋁合金制品的發(fā)展，對鋁合金的防腐要求也越來越高。隨著環(huán)保法規(guī)的陸續(xù)出臺，今后用于鋁合金的防腐涂料將采用新的技術(shù)，向著無毒、通用化、高性能的方向發(fā)展。

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