腐蚀与防护 第五章.pdf

第第第第5 5章章章章 材料的防护材料的防护材料的防护材料的防护 material protectionmaterial protection 5 1 金属的缓蚀金属的缓蚀 5 2 电化学保护电化学保护 5 3 表面涂层保护表面涂层保护 材料防护材料防护是材料与环境发生界面反应而引起的破坏 防护技术 是材料与环境发生界面反应而引起的破坏 防护技术 正确选用耐蚀材料 合理的结构设计 腐蚀环境的改善 电化学保护 表面防蚀处理 正确选用耐蚀材料 合理的结构设计 腐蚀环境的改善 电化学保护 表面防蚀处理 防止材料腐蚀可以从防止材料腐蚀可以从材料本身材料本身 环境环境和和界面界面三方面考虑三方面考虑 5 1 金属的缓蚀金属的缓蚀 inhibition of metallic corrosion 使用缓蚀剂进行金属防护的使用缓蚀剂进行金属防护的特点特点 1 不改变金属构件的性质和生产工艺 2 用量少 质量分数在 1 不改变金属构件的性质和生产工艺 2 用量少 质量分数在0 1 1 之间 3 方法简单 无需特殊的附加设备 之间 3 方法简单 无需特殊的附加设备 缓蚀剂缓蚀剂 腐蚀抑制剂 阻抑剂腐蚀抑制剂 阻抑剂 是一种当它以 适当的浓度和形式存在于环境 介质 时 可 以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质 是一种当它以 适当的浓度和形式存在于环境 介质 时 可 以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质 5 1 1 缓蚀剂缓蚀剂 Corrosion Inhibitor 缓蚀剂的作用缓蚀剂的作用 增加金属表面上钝化膜的 稳定性和有利于受损钝化膜的再钝化 增加金属表面上钝化膜的 稳定性和有利于受损钝化膜的再钝化 100 0 0 v vv Z 缓蚀效率缓蚀效率 简称 简称缓蚀率缓蚀率 Z v0 未加缓蚀剂时金属的腐蚀速度 未加缓蚀剂时金属的腐蚀速度 v 加缓蚀剂时金属的腐蚀速度 加缓蚀剂时金属的腐蚀速度 5 1 2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的分类 5 1 2 1 按缓蚀剂的作用机理分类按缓蚀剂的作用机理分类 阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂 anode inhibitor 阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂 cathode inhibitor 混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂 mixed inhibitor 危险的缓蚀剂危险的缓蚀剂 1 阳极型缓蚀剂 1 阳极型缓蚀剂 I c 2 I 1 I a 加入缓蚀剂加入缓蚀剂 未加缓蚀剂未加缓蚀剂 阳极型缓蚀剂大部分是氧化剂 如过氧化 氢 重铬酸盐 亚硝酸盐等 阳极型缓蚀剂大部分是氧化剂 如过氧化 氢 重铬酸盐 亚硝酸盐等 安全型缓蚀剂安全型缓蚀剂 2 阴极型缓蚀剂 2 阴极型缓蚀剂 I c 2 I 1 I a 加入缓蚀剂加入缓蚀剂 未加缓蚀剂未加缓蚀剂 在酸性溶液中添加的在酸性溶液中添加的As Sb Hg盐类均属阴极型缓蚀剂盐类均属阴极型缓蚀剂 3 混合型缓蚀剂 3 混合型缓蚀剂 I c 2 I 1 I a 加入缓蚀剂加入缓蚀剂 未加缓蚀剂未加缓蚀剂 含含N S及既含及既含N又含又含S的有机物则属混合型缓蚀剂 如胺类 硫醇 硫脲等 的有机物则属混合型缓蚀剂 如胺类 硫醇 硫脲等 5 1 2 2 按缓蚀剂的性质分类按缓蚀剂的性质分类 氧化型缓蚀剂氧化型缓蚀剂 oxidation inhibitor 沉淀型缓蚀剂沉淀型缓蚀剂 precipitated inhibitor 吸附型缓蚀剂吸附型缓蚀剂 absorption inhibitor 5 1 2 3 按化学成分分类按化学成分分类 无机缓蚀剂无机缓蚀剂 inorganic inhibitor 有机缓蚀剂有机缓蚀剂 organic inhibitor 覆盖膜型 缓蚀剂 覆盖膜型 缓蚀剂 形成钝化膜 发生吸附 形成钝化膜 发生吸附 5 1 2 4 按使用时相态分类按使用时相态分类 气相缓蚀剂气相缓蚀剂 gas inhibitor 液相缓蚀剂液相缓蚀剂 liquid inhibitor 固相缓蚀剂固相缓蚀剂 solid inhibitor 5 1 2 5 按用途分类按用途分类 冷却水缓蚀剂 冷却水缓蚀剂 cooling water inhibitor 锅炉缓蚀剂 锅炉缓蚀剂 boiler inhibitor 石油化工缓蚀剂 石油化工缓蚀剂 petrochemical inhibitor 油 气 井缓蚀剂 油 气 井缓蚀剂 oil gas well inhibitor 5 2 电化学保护电化学保护 electrochemical protection 电化学保护电化学保护是指通过施加外加电动势将被保护金属的 电位移向 是指通过施加外加电动势将被保护金属的 电位移向免蚀区免蚀区或或钝化区钝化区 以降低腐蚀速度的方法 以降低腐蚀速度的方法 阴极保护阴极保护 cathodic protection 阳极保护阳极保护 anodic protection 5 2 1 阴极保护阴极保护 cathodic protection 阴极保护阴极保护是指在要保护的金属构件上外加阳极 而使是指在要保护的金属构件上外加阳极 而使金 属构件成为阴极 进行阴极极化 金 属构件成为阴极 进行阴极极化而受到保护的方法 而受到保护的方法 牺牲阳极法牺牲阳极法 sacrificial anode protection 外加电流阴极保护法外加电流阴极保护法 impressed current cathodic protection 5 2 1 1 牺牲阳极法牺牲阳极法 sacrificial anode protection 牺牲阳极法牺牲阳极法是指在被保护金属构件上连接一个电位更负的 金属作阳极 而被保护金属成为阴极不被腐蚀的方法 是指在被保护金属构件上连接一个电位更负的 金属作阳极 而被保护金属成为阴极不被腐蚀的方法 接线盒 保 护 器 管道 阴极电流 接线盒 保 护 器 管道 阴极电流 牺牲阳极法示意图牺牲阳极法示意图 保护器保护器 应用应用 90 以上采油平台和所有海底 输油管线的防腐都采用这种方法 以上采油平台和所有海底 输油管线的防腐都采用这种方法 牺牲阳极法的缺点牺牲阳极法的缺点 用作保护器的阳极消耗较多 用作保护器的阳极消耗较多 优点优点 不需要外加电源 不会干扰 邻近金属设施 施工方便等 不需要外加电源 不会干扰 邻近金属设施 施工方便等 5 2 1 2 外加电流阴极保护法外加电流阴极保护法 impressed current cathodic protection 最经济 最有效最经济 最有效 应用应用 闸门 地下金属结构 受海水及淡水腐蚀的设 备 化工厂一些装酸性溶液的容器及管道等的防护 闸门 地下金属结构 受海水及淡水腐蚀的设 备 化工厂一些装酸性溶液的容器及管道等的防护 辅助 阳极 管道 阴极电流 辅助 阳极 管道 阴极电流 外加电流阴极保护法示意图外加电流阴极保护法示意图 系统牢固可靠 不易受干扰系统牢固可靠 不易受干扰在恶劣环境中 系统易受干扰在恶劣环境中 系统易受干扰 不需要外加电源不需要外加电源需要外加电源需要外加电源 阳极数量多 增加系统重量阳极数量多 增加系统重量阳极数量少 系统重量轻阳极数量少 系统重量轻 牺牲阳极法牺牲阳极法外加电流阴极保护法外加电流阴极保护法 外加电流阴极保护法与牺牲阳极法的比较外加电流阴极保护法与牺牲阳极法的比较 5 2 1 3 阴极保护原理阴极保护原理 最小保 护电位 最小保 护电位 最小保护 电流密度 最小保护 电流密度 伊文思腐蚀极化图伊文思腐蚀极化图 ex c i N a corr c p i corr i a i c i D B 1c corr i C A B C D 钝化钝化 Fe2O3 钝化钝化 Fe3O4 Fe稳定稳定 D C A B 0 1 1 2 20246810 12 14 16 pH V Fe2 Fe3 2 4 FeO 2 HFeO Fe H2O体系的电位体系的电位 pH图图 0 473 0 771 5 2 2 阳极保护阳极保护 anodic protection 被保护 金属 电源 阴极 被保护 金属 电源 阴极 阳极保护示意图阳极保护示意图 应用应用 特别适用于强氧化性介质中易钝化金属的防 护 特别适用于强氧化性介质中易钝化金属的防 护 维钝 维钝 i 钝化稳定区 过钝化区 活 化 区 钝化稳定区 过钝化区 活 化 区 i致钝 致钝 i维钝 维钝 致钝 致钝 过钝化 过钝化 活化 钝化过渡区活化 钝化过渡区 B A C D E 可钝化金属的阳极极化曲线可钝化金属的阳极极化曲线 阳极保护原理阳极保护原理 A B C D 钝化钝化 Fe2O3 钝化钝化 Fe3O4 Fe稳定稳定 D C A B 0 1 1 2 20246810 12 14 16 pH V Fe2 Fe3 2 4 FeO 2 HFeO Fe H2O体系的电位体系的电位 pH图图 0 473 0 771 弱弱 适中腐蚀介质中采用适中腐蚀介质中采用弱弱 强腐蚀介质中均可采用强腐蚀介质中均可采用 所有金属材料所有金属材料易钝化的金属易钝化的金属 阴极保护法阴极保护法阳极保护法阳极保护法 阳极保护法与阴极保护法比较阳极保护法与阴极保护法比较 5 3 表面涂层保护表面涂层保护 surface coating protection 金属涂层 非金属涂层 金属涂层 非金属涂层 电镀 化学镀 热镀 表面合金化 热喷涂 电镀 化学镀 热镀 表面合金化 热喷涂 有机涂层 无机涂层 有机涂层 无机涂层 5 3 1 金属涂层金属涂层 metallic coating 金属涂层的用途 金属涂层的用途 防腐蚀 防腐蚀 如钢铁制品或零件表面的镀锌 镀镉等 如钢铁制品或零件表面的镀锌 镀镉等 防护装饰 防护装饰 如表壳 表链镀氮化钛和金 如表壳 表链镀氮化钛和金 抗磨损 抗磨损 如发动机汽缸 活塞环和冲压模具内腔等镀硬铬 如发动机汽缸 活塞环和冲压模具内腔等镀硬铬 提高制品的减摩性能 提高制品的减摩性能 如轴瓦 轴套等镀铅锡合金等 如轴瓦 轴套等镀铅锡合金等 增强导电性能 增强导电性能 如铜及其合金零件镀银 镀金等 如铜及其合金零件镀银 镀金等 1 电镀 电镀 electric plating 电解液电解液 阴极 工件 阴极 工件 E R 电镀装置示意图电镀装置示意图 阳 极 阳 极 阳 极 阳 极 电镀的电镀的优点优点 可沉积的金属及合金品种多 镀层厚度可控 镀层均匀 致密 一般无需加热或加热温度不高 镀液简单易于控制 工艺成熟 价格低廉 可沉积的金属及合金品种多 镀层厚度可控 镀层均匀 致密 一般无需加热或加热温度不高 镀液简单易于控制 工艺成熟 价格低廉 电镀的电镀的缺点缺点 一般只适于较小部件 镀层与基体结合力不好 只能对导电材料进行电镀 一般只适于较小部件 镀层与基体结合力不好 只能对导电材料进行电镀 水电镀 真空电镀 水电镀 真空电镀 是将需电镀的产品放入化学电镀液中进行电镀 因其工艺较简单 从设备到环境得要求均没有真空电镀苛 刻 从而被广泛应用 但只能镀 是将需电镀的产品放入化学电镀液中进行电镀 因其工艺较简单 从设备到环境得要求均没有真空电镀苛 刻 从而被广泛应用 但只能镀ABS料和料和ABS PC料 其效果也不是很理想 料 其效果也不是很理想 是在真空状态下将需要涂覆在产品表面的膜层材料通过 等离子体离化后沉积在工件表面的表面处理技术 一般适用范围较广 如 是在真空状态下将需要涂覆在产品表面的膜层材料通过 等离子体离化后沉积在工件表面的表面处理技术 一般适用范围较广 如ABS料 料 ABS PC料 料 PC料 料 相对于传统的水电镀 真空电镀具有以下优点 相对于传统的水电镀 真空电镀具有以下优点 沉积材料广泛沉积材料广泛 可沉积铝 钛 锆等水电镀无法沉积的低 电位金属 可沉积铝 钛 锆等水电镀无法沉积的低 电位金属 节约金属材料节约金属材料 由于真空涂层的附着力 致密度 硬度 耐腐蚀性能等相当优良 沉积的镀层厚度可以远远小于水电 镀镀层 达到节约的目的 由于真空涂层的附着力 致密度 硬度 耐腐蚀性能等相当优良 沉积的镀层厚度可以远远小于水电 镀镀层 达到节约的目的 无环境污染无环境污染 由于所有镀层材料都是在真空环境下沉积在 工件表面 没有溶液污染 所以对环境的危害相当小 能实 现清洁生产 由于获得真空和等离子体的仪器设备精密昂贵 而且沉 积工艺还掌握在少数技术人员手中 没有大量被推广 其投 资和日常生产维护费用昂贵 但是随着社会的不断进步 真 空电镀的优势会越来越明显 将逐渐取代传统的水电镀 由于所有镀层材料都是在真空环境下沉积在 工件表面 没有溶液污染 所以对环境的危害相当小 能实 现清洁生产 由于获得真空和等离子体的仪器设备精密昂贵 而且沉 积工艺还掌握在少数技术人员手中 没有大量被推广 其投 资和日常生产维护费用昂贵 但是随着社会的不断进步 真 空电镀的优势会越来越明显 将逐渐取代传统的水电镀 化学镀化学镀是指不使用外加电源 而采用化学方法使金属 离子在被保护金属上沉积 形成金属镀层的方法 是指不使用外加电源 而采用化学方法使金属 离子在被保护金属上沉积 形成金属镀层的方法 2 化学镀 化学镀 chemical electroless plating 置换化学镀 氧化 置换化学镀 氧化 还原化学镀还原化学镀 22 FeCuCuFe铁上镀铜 HPOHNiOHPOHNi2 32222 2 镀镍 镀层薄 镀层与基体结合力不好 应用较多 镀层薄 镀层与基体结合力不好 应用较多 化学镀不需要电源和辅助电极 与电镀相比 化学镀有许多 化学镀不需要电源和辅助电极 与电镀相比 化学镀有许多优点优点 镀液稳定性差 使用寿命较短 镀种较少且成本较高 化学镀的 镀液稳定性差 使用寿命较短 镀种较少且成本较高 化学镀的缺点缺点 化学镀层与基体的 化学镀层与基体的结合力一般均优于电镀结合力一般均优于电镀 化学镀 化学镀特别适合于形状复杂及不规则工件表 面的施镀 特别适合于形状复杂及不规则工件表 面的施镀 化学镀可以在非金属表面上进行 化学镀可以在非金属表面上进行 化学镀是 非金属表面金属化的常用方法 化学镀是 非金属表面金属化的常用方法 化学镀试验装置图化学镀试验装置图 鳞片石墨基复合导电填料的背散射电子像鳞片石墨基复合导电填料的背散射电子像 热镀热镀 热浸镀热浸镀 是指把工件浸入熔融金属中 以获得 金属涂层的工艺 是指把工件浸入熔融金属中 以获得 金属涂层的工艺 3 热镀 热镀 hot dip 优点优点 工艺简单 成本低 适于大批量生产 工艺简单 成本低 适于大批量生产 缺点缺点 镀层较厚且不均匀 金属消耗量较大 只适 用于获得低熔点金属涂层 如 镀层较厚且不均匀 金属消耗量较大 只适 用于获得低熔点金属涂层 如Zn Sn Al等 等 热浸锌热浸锌是将除锈后的钢构件浸入是将除锈后的钢构件浸入600 左右高温融化的锌液 中 使钢构件表面附着锌层 从而起到防腐蚀的目的 左右高温融化的锌液 中 使钢构件表面附着锌层 从而起到防腐蚀的目的 优点优点 耐久年限长 生产工业化程度高 质量稳定 耐久年限长 生产工业化程度高 质量稳定 应用应用 被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢 结构中 被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢 结构中 如大量输电塔 通讯塔等 如大量输电塔 通讯塔等 注意 注意 由于热浸锌是在高温下进行的 所以对于管形构件 应该让其 由于热浸锌是在高温下进行的 所以对于管形构件 应该让其两端开敞两端开敞 若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆 裂 从而造成安全事故 若一端封闭则锌液流通不畅 易在管内积存 若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆 裂 从而造成安全事故 若一端封闭则锌液流通不畅 易在管内积存 表面合金化表面合金化 扩散镀扩散镀 渗镀渗镀 是指利用热扩散 的方法 将其它金属或非金属渗入被保护金属 内部形成表面合金层的工艺 是指利用热扩散 的方法 将其它金属或非金属渗入被保护金属 内部形成表面合金层的工艺 4 表面合金化 表面合金化 surface alloying 渗镀层与基体结合牢固 不易脱落 渗镀层与基体结合牢固 不易脱落 最突出的特点最突出的特点 渗镀层的 渗镀层的特点特点 渗镀层均匀 消耗金属材料较少 需要高温加热 可能引发各种缺陷 渗镀层均匀 消耗金属材料较少 需要高温加热 可能引发各种缺陷 渗铝渗铝是金属材料表面化学热处理的一种方法 是把钢或介质 加热到一定温度使铝原子渗入并扩散到钢材基体内的过程 渗铝可在碳钢 低合金钢及高铬镍合金钢基体上进行 是金属材料表面化学热处理的一种方法 是把钢或介质 加热到一定温度使铝原子渗入并扩散到钢材基体内的过程 渗铝可在碳钢 低合金钢及高铬镍合金钢基体上进行 优点优点 在其表面形成的铁铝合金层可以提高材料的抗高温氧 化性能和耐腐蚀性能 在其表面形成的铁铝合金层可以提高材料的抗高温氧 化性能和耐腐蚀性能 缺点缺点 渗铝层的塑性低 容易剥落 使用温度不能太高渗铝层的塑性低 容易剥落 使用温度不能太高 900 限制使用条件限制使用条件 有盐酸介质腐蚀的工况 有露点腐蚀的 气体介质工况 有盐酸介质腐蚀的工况 有露点腐蚀的 气体介质工况 pH值超过值超过12的碱性介质腐蚀的工况 的碱性介质腐蚀的工况 5 热喷涂 热喷涂 hot spraying 热喷涂热喷涂是指将喷涂材料在喷枪里熔化或软化 然后 以粒状形式高速射向工件 形成涂层的工艺 是指将喷涂材料在喷枪里熔化或软化 然后 以粒状形式高速射向工件 形成涂层的工艺 火焰喷涂火焰喷涂 flame spraying 爆炸喷涂爆炸喷涂 explosive spraying 电弧喷涂电弧喷涂 electric arc spraying 等离子喷涂等离子喷涂 plasma spraying 激光喷涂激光喷涂 laser spraying 火焰喷涂 火焰喷涂 flame spraying 火焰喷涂火焰喷涂是利用氧和可燃性气体的是利用氧和可燃性气体的燃烧火焰燃烧火焰 把焊 丝 焊棒或粉末状的喷涂材料加热 使其在熔融或接 近熔融的状态下喷向基体材料表面而形成涂层 把焊 丝 焊棒或粉末状的喷涂材料加热 使其在熔融或接 近熔融的状态下喷向基体材料表面而形成涂层 设备简单 工艺成熟 操作灵活 投资少 见效快 火焰喷涂的 设备简单 工艺成熟 操作灵活 投资少 见效快 火焰喷涂的特点特点 线材或棒材气体火焰喷涂示意图线材或棒材气体火焰喷涂示意图 粉末气体火焰喷涂示意图粉末气体火焰喷涂示意图 爆炸喷涂 爆炸喷涂 explosive spraying 爆炸喷涂爆炸喷涂是利用氧和可燃性气体的混合气体 经点火后在喷枪中形成 是利用氧和可燃性气体的混合气体 经点火后在喷枪中形成爆炸高温爆炸高温 加热加热喷涂材 料 喷涂材 料 并利用爆炸波产生的高压并利用爆炸波产生的高压 把喷涂材料高 速地喷向基体表面而形成涂层 把喷涂材料高 速地喷向基体表面而形成涂层 涂层非常致密 气孔率很低 与基体结合性强 表面平整 但其设备价格高 噪音大 爆炸喷涂的 涂层非常致密 气孔率很低 与基体结合性强 表面平整 但其设备价格高 噪音大 爆炸喷涂的特点特点 爆炸喷涂示意图爆炸喷涂示意图 电弧喷涂 电弧喷涂 electric arc spraying 电弧喷涂电弧喷涂是在两根焊丝状的金属材料之间产生电 弧 是在两根焊丝状的金属材料之间产生电 弧 电弧产生的热电弧产生的热使金属焊丝逐步熔化 熔化部 分被压缩空气气流喷向基体表面形成涂层 使金属焊丝逐步熔化 熔化部 分被压缩空气气流喷向基体表面形成涂层 喷涂效率高 质量易保证 其涂层结合强度高于 一般火焰喷涂 能源利用率高 设备投资低 电弧喷涂的 喷涂效率高 质量易保证 其涂层结合强度高于 一般火焰喷涂 能源利用率高 设备投资低 电弧喷涂的特点特点 电弧喷涂示意图电弧喷涂示意图 等离子喷涂 等离子喷涂 plasma spraying 等离子喷涂等离子喷涂是采用等离子喷枪产生的等离子喷流 将金属陶瓷粉末加热和加速 在熔融或接近熔融的 状态下喷向母体材料的表面而形成涂层的工艺 是采用等离子喷枪产生的等离子喷流 将金属陶瓷粉末加热和加速 在熔融或接近熔融的 状态下喷向母体材料的表面而形成涂层的工艺 涂层特性好 与基体结合力强 对环境的适应能力强 涂层特性好 与基体结合力强 对环境的适应能力强 等离子喷涂是热喷涂工艺中最万能的工艺 等离子喷涂是热喷涂工艺中最万能的工艺 但其效率较 低 费用高 且工作时有噪音和各种射线污染 等离子喷涂的 但其效率较 低 费用高 且工作时有噪音和各种射线污染 等离子喷涂的特点特点 等离子喷涂与火焰或电弧喷涂的区别等离子喷涂与火焰或电弧喷涂的区别 等离子喷涂示意图等离子喷涂示意图 激光喷涂 激光喷涂 laser spraying 激光喷涂激光喷涂是把喷涂材料用是把喷涂材料用激光束加热激光束加热熔融 再用 喷出的高压气体使熔融部分粒子化 并喷向基体 表面而形成涂层 熔融 再用 喷出的高压气体使熔融部分粒子化 并喷向基体 表面而形成涂层 涂层结构与原始粉末相同涂层结构与原始粉末相同 可以喷涂大多数材料 涂层的气孔率比用等离子喷涂获得的低 激光喷涂的 可以喷涂大多数材料 涂层的气孔率比用等离子喷涂获得的低 激光喷涂的特点特点 激光喷涂示意图激光喷涂示意图 6 激光熔覆 激光熔覆 laser cladding 激光熔覆激光熔覆是在是在激光束激光束作用下 将合金粉末或陶瓷粉末 与基体表面薄层迅速加热熔化 并快速凝固 在基材 表面形成 作用下 将合金粉末或陶瓷粉末 与基体表面薄层迅速加热熔化 并快速凝固 在基材 表面形成与基材完全不同成分和性能的熔覆层与基材完全不同成分和性能的熔覆层的一种 表面防护和强化技术 激光熔覆的 的一种 表面防护和强化技术 激光熔覆的特点特点 熔覆层与基体呈冶金结合 粉末选择几乎没有任何 限制 熔覆层与基体呈冶金结合 粉末选择几乎没有任何 限制 特别是在低熔点金属表面熔覆高熔点合金 特别是在低熔点金属表面熔覆高熔点合金 材料消 耗少 性价比高 工艺过程易于实现自动化 材料消 耗少 性价比高 工艺过程易于实现自动化 激光熔覆与火焰喷涂 等离子喷涂等相比具有以下优点激光熔覆与火焰喷涂 等离子喷涂等相比具有以下优点 熔覆层稀释率低 且可以精确控制 激光束的能量密度高 作用时间短 对基体热影响区及热变形 均可降低到最小程度 熔覆层组织细密 微观缺陷少 结合强度高 熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制 激光表面熔覆对环境无污染 无辐射 噪音低 劳动条件得到 较大改善 目前 如何避免大型工件的熔覆层开裂以及如何降低激光熔 覆成套设备的成本仍是该方法需要解决的关键问题 熔覆层稀释率低 且可以精确控制 激光束的能量密度高 作用时间短 对基体热影响区及热变形 均可降低到最小程度 熔覆层组织细密 微观缺陷少 结合强度高 熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制 激光表面熔覆对环境无污染 无辐射 噪音低 劳动条件得到 较大改善 目前 如何避免大型工件的熔覆层开裂以及如何降低激光熔 覆成套设备的成本仍是该方法需要解决的关键问题 激光熔覆技术原理示意图激光熔覆技术原理示意图 a 预置涂层法 预置涂层法 b 同步送粉法 激光束 激光束 同步送粉法 激光束 激光束 喷嘴喷嘴 5 3 2 非金属涂层非金属涂层 无机涂层 有机涂层 无机涂层 有机涂层 1 无机涂层 搪瓷涂层 硅酸盐水泥涂层 陶瓷涂层 化学转化涂层 1 无机涂层 搪瓷涂层 硅酸盐水泥涂层 陶瓷涂层 化学转化涂层 搪瓷涂层 搪瓷涂层 搪瓷搪瓷 珐琅珐琅 是类似玻璃的物质 搪瓷涂层是将瓷釉涂搪在金属底材上 经高温烧制而成金属与瓷釉的复合物 是类似玻璃的物质 搪瓷涂层是将瓷釉涂搪在金属底材上 经高温烧制而成金属与瓷釉的复合物 搪瓷具有搪瓷具有防蚀效果防蚀效果好 对产品好 对产品没有污染没有污染等优点 但搪瓷层是 等优点 但搪瓷层是脆脆性材料 要防止机械冲击及热冲击 作用 否则将会使涂层加速破坏 性材料 要防止机械冲击及热冲击 作用 否则将会使涂层加速破坏 硅酸盐水泥涂层 硅酸盐水泥涂层 硅酸盐水泥涂层硅酸盐水泥涂层是将硅酸盐水泥浆料涂 覆在大型钢管内壁 固化后形成涂层 是将硅酸盐水泥浆料涂 覆在大型钢管内壁 固化后形成涂层 价格低廉 使用方便 且价格低廉 使用方便 且膨账系数与钢接近膨账系数与钢接近 不 易因湿度变化发生开裂 因此广泛用于水溶液和 土壤中的钢及铸铁管线的防腐 效果较好 该涂层带有碱性 故 不 易因湿度变化发生开裂 因此广泛用于水溶液和 土壤中的钢及铸铁管线的防腐 效果较好 该涂层带有碱性 故易受酸易受酸性气体及酸溶液的性气体及酸溶液的侵 蚀 侵 蚀 而且它 而且它不耐不耐机械机械冲击冲击及热冲击 及热冲击 陶瓷涂层 陶瓷涂层 陶瓷涂层陶瓷涂层 高温涂层高温涂层 是采用热喷涂等方法 将陶瓷材料涂覆于金属表面形成的涂层 是采用热喷涂等方法 将陶瓷材料涂覆于金属表面形成的涂层 陶瓷涂层具有耐高温 抗氧化 耐腐蚀 耐 磨 耐气体冲蚀以及良好的热震性和绝热 绝 缘性能 具有一定的机械性能 陶瓷涂层主要用于喷气发动机 燃汽轮机等 陶瓷涂层具有耐高温 抗氧化 耐腐蚀 耐 磨 耐气体冲蚀以及良好的热震性和绝热 绝 缘性能 具有一定的机械性能 陶瓷涂层主要用于喷气发动机 燃汽轮机等 化学转化涂层 化学转化涂层 化学转化涂层化学转化涂层 化学转化膜化学转化膜 是金属表层原 子与介质中的阴离子发生化学反应 在金属 表面生成附着性好 耐蚀性优良的薄膜 是金属表层原 子与介质中的阴离子发生化学反应 在金属 表面生成附着性好 耐蚀性优良的薄膜 磷酸盐膜 铬酸盐膜 钢铁的化学氧化膜 磷酸盐膜 铬酸盐膜 钢铁的化学氧化膜 Fe3O4 铝的阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜 涂层孔隙较大 耐蚀性较差 需封闭处理 涂层孔隙较大 耐蚀性较差 需封闭处理 六价铬的污染问题 六价铬的污染问题 钢铁的发蓝 需封闭处理 钢铁的发蓝 需封闭处理 与基体结合非常牢固 但需封闭处理 与基体结合非常牢固 但需封闭处理 2 有机涂层 2 有机涂层 塑料与橡胶涂层 涂料涂层 塑料与橡胶涂层 涂料涂层 塑料与橡胶涂层 塑料与橡胶涂层 这类涂层主要用作这类涂层主要用作衬里衬里 能够防止暴露在极 强腐蚀性化学环境的金属表面受到腐蚀 可用于化学药品储存罐 反应容器 电解 槽 酸洗槽 管道 叶片等的防护 塑料涂层还用于电镀钢板或铝板上 能够防止暴露在极 强腐蚀性化学环境的金属表面受到腐蚀 可用于化学药品储存罐 反应容器 电解 槽 酸洗槽 管道 叶片等的防护 塑料涂层还用于电镀钢板或铝板上 涂料涂层 涂料涂层 成膜物质 颜料 分散剂 助剂 涂料的组成 成膜物质 颜料 分散剂 助剂 涂料的组成 保护和装饰物体的表面 掩盖表面的缺陷 涂层的作用 保护和装饰物体的表面 掩盖表面的缺陷 涂层的作用 屏蔽作用 钝化缓蚀作用 电化学保护作用 涂层的保护机理 屏蔽作用 钝化缓蚀作用 电化学保护作用 涂层的保护机理 品种多 不受被保护设备的大小与形状 的限制 使用方便 比较经济等 品种多 不受被保护设备的大小与形状 的限制 使用方便 比较经济等 涂料的特点及其应用 涂料的特点及其应用 广泛应用于设备 管道 建筑物的外壁 和一些静止设备内壁等方面的防护 但涂层通常都有孔隙 且机械性能一般 较差 因而涂层易受破坏而脱落 广泛应用于设备 管道 建筑物的外壁 和一些静止设备内壁等方面的防护 但涂层通常都有孔隙 且机械性能一般 较差 因而涂层易受破坏而脱落 环氧玻璃鳞片防腐涂料简介环氧玻璃鳞片防腐涂料简介 环氧玻璃鳞片防腐涂料环氧玻璃鳞片防腐涂料是以环氧树脂 为主要成膜物质