金屬及其制品的養(yǎng)護(hù)

1、制作人：劉柄宏 2017.12.18 成都市技師學(xué)院 2016級現(xiàn)代物流 目錄 8.1金屬的基礎(chǔ)知識 8.2影響金屬及其制品銹蝕的主要原因 8.3金屬及其制品的防腐蝕養(yǎng)護(hù)技術(shù) 8.4金屬及其制品的除銹技術(shù) 8.5常見金屬及其制品的腐蝕與養(yǎng)護(hù)技術(shù) 8.1金屬的基礎(chǔ)知識 8.1.1金屬及其分類 1.金屬是一種具有光澤（即對可見光強(qiáng)烈反射）、 富有延展性、容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)的物質(zhì)。金 屬的上述特質(zhì)都跟金屬晶體內(nèi)含有自由電子有關(guān)。 在自然界中，絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在，少數(shù) 金屬例如金、鉑、銀、鉍以游離態(tài)存在。金屬礦 物多數(shù)是氧化物及硫化物。 2.金屬有幾種分類方法： 黑色金屬：鐵、鉻、錳三種 有色

2、金屬：鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、 鋇、銅、鉛、鋅、錫、鈷、鎳、銻、汞、鎘、鉍、 金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥、鈹、鋰、銣、 銫、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鎢、鉬、鎵、銦 常見金屬：如鐵、鋁、銅、鋅等 稀有金 屬：如鋯、鉿、鈮、鉭等； (1).輕金屬。密度小于4500千克/立方米，如鈦、鋁、 鎂、鉀、鈉、鈣、鋇等。 (2).重金屬。密度大于4500千克/米3，如銅、 鎳、鈷、鉛、鋅、錫、銻、鉍、鎘、汞等。 （3）.貴金屬。價格比一般常用金屬昂貴，地 殼豐度低，一種表示地殼中化學(xué)元素平均含量的 數(shù)值），提純困難，如金、銀及鉑族金屬。 （4）.準(zhǔn)金屬元素。性質(zhì)價于金屬和非金屬之間， 如硅、硒、碲、砷、

3、硼等。 （5）.稀有金屬。包括稀有輕金屬，如鋰、銣、 銫等； （6）.稀有難熔金屬，如鋯、鉬、鎢等； （7）.稀有分散金屬，如鎵、銦、鍺、鉈等； （8）.稀土金屬，如鈧、釔、鑭系金屬； （9）.放射性金屬，如鐳、鈁、釙及錒系元素中 的鈾、釷等。 8.1.2金屬的結(jié)構(gòu)與特性 1、金屬的結(jié)構(gòu)： 絕大多數(shù)金屬是以結(jié)晶體的形式存在。金屬晶體是由金屬 陽離子和自由電子構(gòu)成的 常見的金屬晶體典型結(jié)構(gòu)有三種，即體心立方結(jié)構(gòu)、面心 立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu) 2金屬的特性： （1）、金屬的物理性質(zhì)：金屬單質(zhì)不透明，具有特有的金 屬光澤，大多數(shù)呈銀白色。 （2）、金屬的化學(xué)性質(zhì)：在化學(xué)反應(yīng)中，金屬元素原子容 易失去

4、電子，表現(xiàn)出還原性，常用作還原劑。 8.1.3金屬腐蝕的類型。 由于金屬腐蝕現(xiàn)象和機(jī)理的復(fù)雜性，金屬腐蝕分類方 法至今還沒有統(tǒng)一。 常見的分類方法有： 1、按腐蝕發(fā)生的部位分類，可以分為全面腐蝕和部分 腐蝕 全面腐蝕。即腐蝕分布在整個金屬的表面。 局部腐蝕。是指腐蝕局限在金屬的某一區(qū)域或部位。 局部腐蝕類型有：小孔腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、 應(yīng)力腐蝕開裂、電偶腐蝕、氫脆、磨損腐蝕、選擇性 腐蝕、絲狀腐蝕、湍流腐蝕（沖擊腐蝕）、空泡腐蝕 （氣蝕）等。 2.按腐蝕機(jī)理分類，可以分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕 和物理腐蝕 化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕在金屬腐蝕中只占很小一部分。 電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過程還涉及兩個

5、重要反 應(yīng)氫的逸出和氧的還原反應(yīng)，即析氫反應(yīng)、吸氧反 應(yīng)。 物理腐蝕。物理腐蝕是指金屬由于單純的物理溶解 作用而導(dǎo)致的破壞。 此外、還可以按腐蝕環(huán)境分為大氣介質(zhì)腐蝕、海水介 質(zhì)腐蝕、土壤介質(zhì)腐蝕和化學(xué)介質(zhì)腐蝕。 8.2影響金屬及其制品銹蝕的主要原因 8.2.1影響金屬及其制品腐蝕的內(nèi)應(yīng) 影響金屬材料腐蝕的內(nèi)部因素有很多，一般來說，主 要有： 1化學(xué)穩(wěn)定性因素：金屬抗腐蝕性能的高低，與金屬自 身性質(zhì)無關(guān)。金屬的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位值越正，標(biāo)志其熱 力學(xué)穩(wěn)定性越高，金屬抗腐蝕能力就越強(qiáng)。 2純度因素：金屬的純度越高，抗腐蝕性越好。 3.鈍化因素：有的金屬或合金受到某些氧化劑餓作用 后，其表面狀況發(fā)生改變，

6、使其化學(xué)活性大大降低， 耐腐蝕性大大增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為金屬鈍化。 4.表面狀態(tài)因素：金屬表面的粗糙程度和金屬的 腐蝕密切相關(guān)。 5變形及應(yīng)力因素：受塑性變形和焊接后的熱應(yīng)力 及熱處理過程中的熱應(yīng)力作用，如鍛造、軋制、 拉拔、沖壓和鑄造、焊接和冷、熱加工等，也會 相應(yīng)的改變金屬的組織、性能，從而導(dǎo)致其化學(xué) 性質(zhì)的變化。 8.2.2金屬及其制品腐蝕的環(huán)境因素 1、介質(zhì)的pH值因素 一般來說，技術(shù)腐蝕陰極過程是氫離子的還原過 程，pH值降低，會加速金屬腐蝕進(jìn)程。 2介質(zhì)的成分及濃度因素： 、非氧化性酸。堿。鹽 3介質(zhì)的溫度和壓力因素： 隨著介質(zhì)溫度的升高，溶液的對流、擴(kuò)散增加， 電解液的電阻變小，反

7、應(yīng)速度加快，腐蝕速度也 會加快。在腐蝕過程中，介質(zhì)壓力增加，會導(dǎo)致 參加反應(yīng)的氣體的溶解度增大，使陰極過程加速， 金屬腐蝕速度也會增大。 4、介質(zhì)的流動因素：金屬腐蝕還與介質(zhì)的流動速 度有關(guān)。當(dāng)介質(zhì)流動速度很快時，磨損腐蝕會加 劇，還會照成強(qiáng)烈的沖擊腐蝕發(fā)生。 8.3金屬及其制品的防腐蝕養(yǎng)護(hù)技術(shù) 8.3.1儲存環(huán)境的改善處理 在儲存過程中引起金屬制品發(fā)生銹蝕的因素有金 屬制品本身材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、化學(xué)成分不純、物 理結(jié)構(gòu)不均勻等內(nèi)部因素，也有空氣溫度和濕度、 腐蝕性氣體、金屬表面塵埃等外部因素。 1.儲存地點的防護(hù) 儲存金屬制品的倉庫，應(yīng)干燥通風(fēng)，遠(yuǎn)離有害氣 體：嚴(yán)禁與化學(xué)藥品、酸堿物質(zhì)或化工商

8、品及含 水量比較高的商品同庫儲存。 2.溫度、濕度防護(hù) 所有金屬及其制品，都有其適宜的儲存溫度和濕 度范圍。 搞好密封。注意通風(fēng)。做好吸潮防護(hù) 3.裝卸和搬運的防護(hù)。 為了防止金屬制品生銹，出廠時一般都做過防銹 處理，如用化學(xué)處理生成防護(hù)膜、涂覆防銹劑或 采用防銹包裝等。 4衛(wèi)生防護(hù)。 保持庫房和器材的清潔。精密金屬器材沾上手汗 后會生銹腐蝕，須盡可能避免與手直接接觸。防 銹油臟污或干涸 5.管理防護(hù) 金屬制品在保管期間，要執(zhí)行嚴(yán)格的檢查制度， 將日常檢查、定期檢查和不定期檢查相結(jié)合,以便 及時發(fā)現(xiàn)問題。 8.3.2除油防銹 1、除油防銹的作用原理 （1）、在金屬表面上的吸附作用 （2）、能降

9、低落在油膜上的水滴與油層的界面張 力 （3）、對水的置換作用 2.防銹油的種類 （1）、防銹脂 （2）、溶劑稀釋型防銹油 （3）、薄油層 （4）、儀表防銹油 3.防銹油脂的使用 （1）、外觀檢查 （2）、前期處理 （3）、涂油 （4）、封存包裝 8.3.3氣相防銹 1、氣相防銹機(jī)理 氣相防銹材料利用自身可持續(xù)產(chǎn)生的抗腐蝕氣體， 抑制包裝物或包裝封閉空間內(nèi)的銹蝕反應(yīng)機(jī)能， 以保護(hù)包裝材料內(nèi)的金屬制品 2、氣相防銹的特點 有防銹初期效果好、時間長、簡便高效功能完善 的效果 3.氣相防銹產(chǎn)品的種類 （1）、包裝類 （2）、保護(hù)涂層類 （3）、添加劑類 4.氣相防銹的注意事項 （1）、使用氣相防銹劑時

10、，必須首先掌握緩蝕劑的特 性及其對金屬的適應(yīng)性 （2）、包裝內(nèi)的相對濕度不應(yīng)過高 （3）、 在氣相緩蝕劑的使用或保存中，都應(yīng)防止光和熱的作 用，因為光和熱會引起緩蝕劑的分解失效 （4）、要防止酸堿與氣相緩蝕劑接觸 （5）、氣相緩蝕劑對手汗無置換作用，同時不能出去 金屬制品上原有的銹跡，因此，在進(jìn)行氣相防銹包裝 前必須對金屬制品進(jìn)行清潔處理。包裝作業(yè)時應(yīng)注意 衛(wèi)生，工人應(yīng)該戴手套和口罩 8.3.5，可剝性材料封存 1、可剝性塑料的類別 可分為熱熔型和溶劑型兩大類 2、可剝性塑料的特點 (1)、對保護(hù)物體有可靠的防腐蝕作用 (2)、密封性好 (3) 、電絕緣性能良好 (4)、用途廣 (5)、使用簡

11、單 4.可剝性塑料的使用方法 （1）、清除被涂抹物體表面殘留的汗?jié)n等 （2）、為了防止污染，分開包裝 8.3.5 涂層與涂料的處理 1、熱噴涂技術(shù) （1）、分類：電熱類、激光類、火焰類、電弧類 （2）、特點：噴涂材料取材范圍廣，耗費時間少， 成本低，噴涂物件不受控制等 （3）、選擇原則：大批量工作應(yīng)用自動噴涂 （4）、注意事項：噴涂涂層材料多，根據(jù)需要選 擇，噴涂前清污，噴涂后封閉處理或熱處理，并 精加工。 2.電鍍 電鍍在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，是許多工業(yè)部門的重要組成 部分。 （右圖為電鍍汽車） 3.鋼鐵的氧化處理 （1）、鋼鐵高溫氧化 （2）、鋼鐵常溫氧化 4.金屬的磷化處理 磷化處理就是用含磷

12、酸、磷酸鹽和其他化學(xué)藥品 的稀溶液處理金屬，使金屬表面形成完整的、具 有中等防腐蝕作用的不溶性磷酸鹽層，即磷化 右圖為磷化后的金屬 8.3.6其他防銹措施 1、金屬電化學(xué)保護(hù) （1）、陰極保護(hù) （2）、陽極保護(hù) 2、氣相保護(hù) （1）、物理氣相沉積 （2）、化學(xué)氣相沉積 3、化學(xué)鍍 化學(xué)鍍又稱無電鍍 8.4金屬及其制品的除銹技術(shù) 8.4.18.4.1手工除銹手工除銹 手工除銹是一種最簡單的除銹方法，它主要分為 刮削法、磨砂法、刷除法、研磨法等。其中每種 方法都有自己的特點及主要除銹金屬物品各不相 同。 8.4.28.4.2物理機(jī)械除銹物理機(jī)械除銹 物理機(jī)械除銹是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種除銹方 法，

13、其原理是利用沖擊和摩擦作用有效的除掉銹 蝕及其污物。 物理機(jī)械除銹主要分為砂輪除銹、拋光除銹、滾 動磨料除銹、噴砂除銹、高壓水除銹、拋丸除銹 等，其中噴砂除銹又有動力噴砂法、濕式噴砂法 以及真空噴砂法的幾種方式。 8.4.38.4.3化學(xué)除銹化學(xué)除銹 化學(xué)除銹是利用酸、堿溶液與被清理金屬表面的 銹污(氧化物)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而溶解的原理，達(dá) 到除銹的目的。 1、化學(xué)除銹的類別： 化學(xué)除銹包括酸洗法和堿洗除銹（堿液電解、堿 還原、堿液煮沸法等）等，其中應(yīng)用最廣泛的是 酸洗法。 2、化學(xué)除銹的操作規(guī)程 化學(xué)除銹液一般腐蝕性強(qiáng)、毒性高，所以除 銹槽應(yīng)裝有抽風(fēng)設(shè)備，工作者在除銹操作時應(yīng) 按有關(guān)規(guī)定，穿戴

14、好防護(hù)用品，以免發(fā)生工傷 事故。 除銹過程中，由于溶液的蒸發(fā)需隨時加水調(diào) 整，補充新液。 化學(xué)除銹操作工序必須連續(xù)進(jìn)行，不能中斷。 凡經(jīng)熱溶液處理得機(jī)件，取出后應(yīng)先用熱水 洗，再用冷水洗。經(jīng)室溫溶液處理過的零件， 取出后應(yīng)先用冷水洗，再用熱水洗。 鋼件經(jīng)酸洗除銹后，為了避免產(chǎn)生“氫脆”， 可將零件放在140烘箱中保溫2小時后進(jìn)行除 氫。 3、化學(xué)除銹的注意事項 8.4.48.4.4其他除銹措施其他除銹措施 火焰除銹：火焰除銹常用于鋼鐵除銹，是利用鋼 鐵是氫化皮熱膨脹系數(shù)的不同，使用氧乙快燃燒 劑加熱鋼鐵使其氧化皮脫落?；鹧娉P主要用于 厚型鋼鐵及大型鑄件等。 8.4.58.4.5除銹與商品質(zhì)量

15、除銹與商品質(zhì)量 銹蝕等級 鋼材表面的銹蝕一般分為四個銹蝕等級，分別以A、 B、C、D來表示。 除銹等級 除銹主要分為St1、St2、St3、Sa3、Sa2.5、Sa2、 Sa1幾個等級。其中Sa表示噴射或拋丸除銹法，St 表示手動工具和動力工具除銹法，如用鏟刀、動 力彈性砂輪片或砂輪等工具除銹。 影響除銹的其他因素 除銹費用 .除銹質(zhì)量檢舉 8.5常見金屬及其制品的腐蝕與養(yǎng)護(hù)技術(shù) 8.5.1 鋼鐵及其制品 1、鐵的性質(zhì) 鐵的硬度高，化學(xué)性質(zhì)相對比較活潑，在干燥、 低溫、常溫的環(huán)境下性質(zhì)比較穩(wěn)定 2、鋼鐵制品的養(yǎng)護(hù)技術(shù) 鋼鐵制品在潮濕的空氣中容易氧化腐蝕，因此儲 存鋼鐵制品的庫房應(yīng)保持清潔、干燥。日常養(yǎng)護(hù) 中，用涂油方式防銹，儲存時間長的，應(yīng)注意檢 查，幾時處理 8.5.2鋁及其制品 1、鋁的性質(zhì) 鋁是一種銀白色的兩性金屬，其硬度、密度均遜 于鐵，具有良好的延展性。鋁廣泛應(yīng)用于汽車、 飛機(jī)、火車、船舶、人造衛(wèi)星、火箭等制造 2、鋁制品的養(yǎng)護(hù)技術(shù) 庫房干燥、清潔，不與酸、堿、鹽等物品混存， 裝卸搬運避免碰刮，鋁易燃，應(yīng)按照危險化學(xué)品 單儲存 右圖為 鋁材 8.5.3銅及其制品 銅的性質(zhì) 銅具有紫紅色的光澤，質(zhì)地堅硬，有延展性，導(dǎo) 熱性能好，導(dǎo)電性僅次于銀，銅的性質(zhì)不活潑 銅制品的養(yǎng)護(hù)技術(shù) 庫房保持干燥、不可與