表面工程(修订稿2011-5)

第七章表面涂敷技术 7 1涂料与涂装技术7 2表面粘结和粘涂7 3堆焊7 4热喷涂7 5热喷焊7 6电火花表面涂敷与加工7 7热浸镀7 8搪瓷7 9烧结7 10陶瓷涂层7 11塑料涂敷 7 1涂料与涂装技术 7 1 1涂料7 1 2涂料成膜机理7 1 3涂装用材料7 1 4涂装工艺与设备7 1 5几种典型产品的涂装7 1 6涂装质量评价7 1 7发展趋势 涂料 以前通称为 油漆 但是现在所应用的许多涂料已远远超出了油漆的范畴 涂装 涂料的施工称为涂装 1 涂料技术的进步 1 把传统涂料进一步改性 使其防护性 工业性等进一步提高 2 具有特殊性能的涂料新品种得到开发 3 无有机溶剂的涂料逐年被开发 4 新的涂装技术 如静电法 激光硬化 电子束硬化等新工业被开发 2 涂料的性能及特点 1 对机体有良好的保护作用 2 用于装饰外观 3 具有特殊功能的作用 4 涂料的选材范围广 工业简单 实用性强 大部分情况下无需昂贵的涂装设备 5 涂料工业生产流程较简单 工业设备也不复杂 在同一套设备上可生产多个品种的涂料 5 涂料的性能评价包括很多方面 7 1 1涂料的基本组成及其作用 一 涂料的组成1 成膜物质2 颜料3 助剂4 溶剂二 涂料的分类和命名 3 涂料的基本组成 1 主要成膜物质包括油料和树脂两大类 2 次要成膜物质此种物质主要是颜料 颜料的作用不仅仅是着色 还可起防锈作用和填充作用 3 辅助成膜物质该物质包括两大类 溶剂 如酯类 酮类 醇类等 各种功能剂 如增韧剂 润湿剂 稳定剂 催化剂等 高分子涂料成膜机理 1 涂膜形成的物理化学变化涂膜的形成过程是粘性流体经过溶剂蒸发 物理干燥 以及聚合反应 化学硬化 转变成粘弹性固体的过程 1 交联型涂料 分子量低 化学反应 玻璃化温度低 2 非交联型涂料 分子量高 物理变化 玻璃化温度高 3 混合型涂料 物理变化 化学变化 2 非交联型成膜 1 溶剂的蒸发混合溶剂 两种或两种以上的溶剂混合而成 理想混合系各溶剂分子间不发生作用 且以不同的速率蒸发 均匀混合系溶剂间发生了某种化学变化 各溶剂间不再独立蒸发 2 溶液从涂料中的蒸发第一阶段 蒸发初期 从表面层向空间扩散 第二阶段 随涂料浓度增高 溶剂在后期涂层内部的扩散 3 聚合物颗粒熔敷成膜以乳胶为例说明分散体的物理熔敷成膜 Bradford等认为 成膜动力是粒子接触时表面张力促进粒子的熔敷 下图 Brown认为 毛细管引起压力是重要的 压力一旦超过球体对变形的抗力就会产生熔敷 右图 综合来看 离子的接近用Brown理论解释 接触之后的熔敷以Bradford的理论解释较为合理 水 聚合物 涂膜防护机理 1 涂膜对介质的屏蔽作用涂膜的屏蔽作用主要是加大了金属表面微电池两极间的电阻 它与涂料自身结构 填料种类 涂装工业以及膜厚有关 涂膜的防蚀性能主要和涂膜内电解质行为有关 涂膜对电解质离子的阻力越大 防腐性能越好 2 电解质对涂膜的渗透对涂膜金属的腐蚀作如下解释 涂膜因受其中所含亲水基团及水溶性成分的影响而吸水 离子便扩散于这些水分之中 离子对涂膜的渗透机理 可以这样认为 水分首先从外部渗入涂膜 聚集于有羧基等亲水基团存在的地方 离子从外部向水滴扩散 然后发生离子交换 离子从一个水滴转移到另一个水滴 在涂膜内扩散 涂膜之所以有可渗透性 一个重要观点认为是由于涂膜的不均匀性所造成 这里的不均匀性是涂料本身的特性所决定的 1 聚合物的交联密度不均匀 2 颜料和成膜物的界面问题 3 防锈颜料的防蚀机理 1 碱性颜料当水分或酸性物质通过涂膜进行渗透时 碱性颜料便将这些渗入物质中和 使涂膜和金属的界面保持微碱性 从而发挥防蚀作用 2 可溶性颜料该颜料中用作防锈的颜料以铬酸锌等铬酸盐颜料为最多 此类颜料与水分一接触 就会有铬酸银离子溶解出来 靠它的强氧化作用将金属表面钝化 从而起防蚀作用 3 金属粉末颜料防锈颜料中广泛使用的金属颜料是锌粉 铝粉也是在防蚀涂装系列中常用的颜料 但很少当作防锈颜料使用 利用其片状颜料在涂膜上平行排列的性质 可达到提高涂膜的屏蔽性能与耐候性能的目的 一般都用于中间层或面层的涂覆 4 涂膜的综合防蚀作用涂料的防蚀机理大致为 1 防止涂膜外的腐蚀介质穿透涂膜侵蚀基底 2 依靠防锈颜料起到对腐蚀的抑制作用 但实践中 这两种功能并非截然分开 而是相辅相成的 涂料的分类 1 根据成膜干燥机理分类 1 溶剂挥发类 不发生化学反应 良好修补性 2 固化干燥类 经化学反应交联固化成膜 气干型涂料 烘烤型涂料 两罐装涂料 辐射固化涂料 2 以涂料中的主要成膜物质为基础来分类 涂装技术方法 涂料类别 代号与主要成膜物质 涂料类别 代号与主要成膜物质 涂料基本名称代号表 部分热塑性粉末涂料优缺点 热固性粉末涂料性能比较 各种涂装方法及其适用性 各种涂装方法及其适用性 粉末涂料和液体涂料的涂装性能比较 各种电泳漆主要特点 7 2粘结和粘涂 7 2 1粘结7 2 2粘结原理7 2 3被粘结构的表面处理7 2 4主要胶粘剂7 2 5胶粘剂的应用7 2 6粘涂技术 1 概念用胶粘剂将各种材料或制件连结成为一个牢固整体的方法 称为粘结 2 胶粘剂的分类胶粘剂是由基料 固化剂 填料 增韧剂 稀释剂及其他辅助配料配合而成的 胶粘剂的分类 胶粘剂分类 3 粘结原理粘结主要包括表面浸润 粘结剂分子向被粘物工件表面移动 扩散和浸透 胶粘剂和被粘物形成物理和机械结合等 粘结有许多理论 如浸润理论 溶解度参数理论 机械理论 吸附理论 扩散理论等 现以溶解度参数理论为例 作一扼要的说明 粘结两相混合前后的吉布斯自由能变化 G是负的话 混合可以自发进行 即 G H T S 0 H和 S分别为混合前后焓与熵的变化 T为混合时的温度 高分子与高分子混合时 S很小 为了 G 0 就要使 H尽可能小 通过理论推算可得 H Vm 1 2z 1 2 2通常 H 0 当 1 2时 H达极小值 也就是说粘结剂与被粘物的溶解度参数之差接近零时 粘结强度较高 4 被粘物的表面处理目前表面处理的方法很多 最常用的有 1 溶剂 包括水 擦洗 2 溶剂脱脂和蒸汽脱脂 3 机械打毛 如摩擦 喷砂 喷丸等 4 化学清洗和腐蚀 5 脱脂 机械粗化和化学处理联合使用 5 胶粘剂的应用 1 机械工业 2 电子电器工业 3 汽车工业 4 航空宇航工业 5 纺织工业 6 木材工业 7 医疗卫生业 表面黏涂技术是指以高分子聚合物与功能填料 如石墨 二硫化钼 金属粉末 陶瓷粉末和纤维 组成的复合材料胶黏剂涂敷于零件表面 实现特定用途 如耐磨 抗蚀 绝缘 导电 保温 防辐射等 的一种表面工程技术 表面黏涂技术是黏结技术的一个新分支 表面黏涂技术 1952年 美国贝尔佐纳分子公司建立 其黏涂产品首先应用与化工设备腐蚀后的修复 之后 国外相继研制出各种黏涂层 主要用于密封 堵漏 抗腐蚀及抗磨损等工况 并在铸造 铁路 电子等各种行业获得应用 德国研制的爱司凯西 SKC 及钻石 DIAMANT 两大系列冷黏耐磨涂层应用于重型龙门铣床的工作台导轨 横梁导轨 液压活塞等部件上 瑞士的麦卡太克 MeCaTec 10号和12号用于修复严重冲蚀磨损的水轮机叶片 我国在70年代开始引进德国涂层技术 主要应用于机床导轨的制造和维修中 进入80年代 表面粘土技术在我国迅速发展 开发研制出了自己的系列产品 使黏涂技术在机械设备的制造与维修等方面获得了广泛应用 广州机床研究所研制的HNT环氧耐磨涂层材料用于机床导轨或其他摩擦面 襄樊市胶黏技术研究所研制的AR 4 AR 5 装甲兵工程学院研制的TG系列超金属修补剂都广泛应用于机械零件耐磨损和耐腐蚀修复及预保护处理等领域 表面黏涂技术特点a 它适用于各种不同种类和性能的材料 如金属 陶瓷 塑料 木材 橡胶等材料表面均可进行黏涂 b 通过选用功能性黏涂剂可获得各种特殊性能的黏涂层 如耐磨涂层 润滑涂层 防腐涂层 导磁涂层 隔热涂层等 c 黏涂是通过胶黏剂均匀分布于被黏涂表面 应力分布均匀 在承受振动和反复负荷作用时 涂层具有良好的抗疲劳性能 d 工艺简单 不会使零件产生受热变质和变形 可以用来修补有爆炸危险 如井下设备 贮油 贮气管道 的失效零件 e 安全可靠 又无需专门设备 现场作业 节省工时 在不停产条件下就能进行施工 2 表面黏涂层的组成表面黏涂层一般由黏料 固化剂和具有一定特性的填料及辅助材料组成 1 黏料黏料或称基料 种类很多 其中在表面黏涂层中应用较多的是具有三向交联结构 耐热 耐水 耐介质性好的黏料 2 固化剂固化剂的作用是与黏料发生化学反应 形成网状立体聚合物 把填料包络在网状之中 形成三向交联结构 3 功能填料功能填料在黏涂层中起着重要作用 如抗磨 减摩 耐蚀 绝缘 导电等 4 辅助材料辅助材料包括增塑剂 增韧剂 稀释剂 固化促进剂 防老化剂等 其作用是改善涂层性能 3 表面黏涂工艺表面黏涂工艺通常包括以下几个步骤 1 初清洗 2 预加工 3 最后清洗及活化处理 4 配胶 5 黏涂涂层 6 固化 7 修整 清理或后加工 表面黏涂技术的局限性 a 表面黏涂层在潮湿 冷热交变 冲击条件下 以及其他复杂环境条件下的工作寿命有限 b 有机胶黏剂构成的表面黏涂层耐温性不高 一般不超过350 无机胶黏剂可耐1000 陶瓷胶黏剂可耐2000 的高温 但都比较脆 c 表面涂层有较高的抗拉 剪切强度 但抗剥离强度较低 d 使用有机胶黏剂 尤其是溶剂型胶黏剂存在易燃 有毒等安全和环境问题 例 纳米胶黏剂修复管道泄漏 a 取一厚度5mm以上钢板 根据泄漏点位置钻孔 b 将双组分纳米胶黏剂按产品说明书进行配制 充分调匀 c 将钢板内壁和泄漏点周围均匀涂敷纳米胶黏剂 板上螺孔对准泄漏点时 迅速将其黏到管道上 d 待纳米胶黏剂固化后 将螺钉涂敷纳米胶黏剂后 带压堵上螺孔 e 堵漏处加固补强 粘涂技术的工艺流程图 6黏涂层的形成与结合 黏结是借助于胶黏剂在固体表面产生的黏结力将不同或同种材料连接在一起的过程分为结构黏结和非结构黏结 表面黏涂 6 1黏结基本条件1 胶黏剂必须是容易流动的液态物质2 胶黏剂对被黏结表面的润湿3 润湿过程的三种类型黏附润湿 180度浸湿 90度铺展润湿 0或不存在4 固体表面的润湿表面张力越大 越易被一些液体润湿黏结力的形成主价键力次价键力机械结合力界面静电引力扩散结合力 6 2黏结现象的各种理论解释吸附理论扩散理论静电理论6 3黏涂层的形成机理表面黏涂层一般由黏料 固化剂和具有一定特性的填料和辅助材料组成以有机高分子黏料为基的胶粘剂制备的黏涂层和有机高分子涂料制备的涂膜 成膜机理本质上没有区别 高分子涂层的形成过程是黏性流体通过化学方法和物理方法转变成黏弹性固体的过程 高分子黏涂层的成膜主要依靠黏料和固化剂发生反应 形成网状体型结构产物 将胶黏剂的各组分包括在网状体中 形成固化物涂层 6 4黏结强度的影响因素与控制 被黏物表面状态1 被黏结表面的清洁程度2 表面粗糙度3 表面预处理黏结体系的内应力产生原因 胶黏剂在固化过程中体积收缩产生收缩应力热膨胀系数不同产生内应力裂缝和气泡也会导致内应力产生和应力集中内应力主要存在于界面区且分布不均匀弱界面层胶黏剂 被黏物 环境介质如空气 水分 油污以及其他低分子物质彼此共同作用降低黏结强度工艺条件胶黏剂的组成及性质相对分子质量及其分布结晶度聚合物分子的极性固化剂等的加入量 7 3堆焊 7 3 1堆焊层的形成及控制7 3 2堆焊方法与设备选择7 3 3堆焊材料及其应用 堆焊是焊接的一个分支 是金属晶内结合的一种熔化焊接方法 但它与一般焊接不同 不是为了连接零件 而是用焊接的方法在零件的表面堆敷一层或数层具有一定性能材料的工艺过程 其目的在于修复零件或增加其耐磨 耐热 耐蚀等方面的性能 堆焊的特点1 影响堆焊效果的主要因素是堆焊层的合金成分及组织性能 因此根据零件的使用条件 选择最优的焊接材料与工艺方法相配合进行堆焊很重要 2 由于堆焊主要在于发挥堆焊层的特殊效果 一般都使用具有特殊成分和性能的焊接材料 这就使堆焊在多数情况下有异种金属 特别是高合金 焊接的特点 3 堆焊层要尽量减少被基体金属所稀释 堆焊的应用 堆焊主要用于零件的制造和修复两个方面 用于前者 可以赋予零件表面具有耐磨或耐蚀 耐热等特殊性能的双 多 层金属零件 也可修复生产过程中出现的缺陷零件及废次品 如铸 锻废次坯件等 用于后者 可以修复已经失去精度或被破坏了的零件 堆焊的分类 堆焊材料 堆焊材料是指堆焊时所消耗的材料 包括焊条 焊剂 气体等 而不是指被堆焊的金属 堆焊材料是堆焊层金属的来源 并依靠它来完成堆焊过程对液态金属的保护作用和冶金反应 以取得优良的具有特殊性能的金属堆焊层 实践证明 堆焊材料的质量对保证堆焊过程的稳定和获得一层特殊性能的合金面起着决定性作用 堆焊材料的分类 1 低碳低合金钢堆焊合金此类合金含C小于0 3 合金元素总量小于5 一般冷速下 堆焊金属以索氏体或托氏体为主 硬度约为200 350HB 这类堆焊合金冲击韧性好 有一定耐磨性 易于进行机加工 抗裂性也好 且价格便宜 多用于堆焊承受冲击载荷和金属间摩擦磨损的零件 如车轮轮缘 齿轮 轴类等 2 中碳低合金钢堆焊合金 此类合金含C量约为0 3 0 6 合金元素总量在5 左右 堆焊金属组织主要是马氏体或残余奥氏体 有时也会有些珠光体 硬度约为350 550HB 一般要求预热250 350 有良好的抗压强度 适宜于堆焊受中等冲击的磨损零件 如齿轮 轴类 冷冲模等 3 高碳低合金钢堆焊合金 此类合金含C量为0 7 1 0 合金元素总量5 堆焊金属组织为马氏体及残余奥氏体 有时在柱状晶边界析出有莱氏体共晶网 硬度达60HRC左右 冲击韧性差 焊接时易产生热裂纹或冷裂纹 要求焊前预热到350 450 用于堆焊不受冲击或受弱冲击的低应力磨料磨损零件 如推土机铲刃 混凝土搅拌机叶片 螺旋推料机刃口 挖泥机斗齿等 4 铬钨 铬钼热稳定钢堆焊合金 此类合金在高温时有较高的硬度和耐磨性 抗热疲劳性能也较好 有较高的冲击韧性 较易产生裂纹 堆焊时应预热400左右 焊后缓冷主要用于堆焊热加工用的工 模具 5 高铬钢堆焊合金 此类合金含C量约0 1 0 2 含Cr13 左右 堆焊金属组织主要为马氏体 有碳化物析出 硬度约50HRC左右 脆性较高 堆焊时需预热300 400 以防止裂纹的产生 主要用于耐磨零件和耐磨蚀零件的堆焊 如阀座 水轮机叶片耐气蚀层等 6 奥氏体高锰钢奥氏体铬锰堆焊合金 奥氏体高锰钢含Mn13 左右 含C0 7 1 2 堆焊金属为奥氏体 硬度200HRB左右 经受强烈冲击后 即变成马氏体而使表层硬化 硬度提高至450 500HRB 硬化层以下仍为奥氏体 有良好的抗冲击磨损性能 用于堆焊受强烈冲击的凿削式磨料磨损的零件 如挖掘机斗齿 破碎机颚板 铁路道岔等 7 奥氏体铬镍钢堆焊合金 此类合金系在18 8型铬镍钢基础上 加入Mo V Si Mn W等元素 它的突出特点是耐蚀性强 抗氧化性好和热强性好 但耐磨料磨损能力不高 主要用于耐腐蚀 耐热零件表面堆焊 加入Mn后 显著提高了冷作硬化效果 可用在工作时有冲击作用能产生冷作效果的表面上 如水轮机叶片抗气蚀层 开坯轧辊等 加入Mo V Si W等可提高高温强度 在高中压阀门密封面堆焊上应用很广 8 高速钢堆焊合金 堆焊金属组织类似铸造高速钢 由网状莱氏体和奥氏体转变产物组成 容易产生裂纹 要求预热500 左右 有很高的红硬性和耐磨性 主要用于堆焊切削工具 剪刀等 9 马氏体合金铸铁堆焊合金 此类合金含C量一般为2 5 合金元素总量15 20 以下 主要由马氏体 残余奥氏体的树枝状组织和合金碳化物基体组成 平均硬度高达50 66HRC 有很好的抗压强度 有一定的耐蚀 耐热和抗氧化性能 较脆 抗冲击性能差 堆焊时裂纹倾向较严重 需预热300 400 常用于混凝土搅拌机 高速混砂机 犁铧 螺旋送料机等零件的堆焊 10 高铬合金铸铁堆焊合金 此类合金含C1 5 4 含Cr22 32 常见的组织为残余奥氏体和共晶碳化物基体上散布有大量柱状Cr7Cr3 后者硬度高达1700HV左右 有很高的抗低应力磨料磨损及耐热 耐蚀性能 但裂纹倾向大 常用于铲斗齿 泵套 高炉料钟 高温工作锅炉等设备密封面的堆焊 11 碳化钨堆焊合金 此类合金含W 45 C1 5 2 实际上 它是由大量碳化钨颗粒镶嵌在基体可为铸钢 碳钢 低合金钢 镍基合金 钴基合金等基体上组成 有很高的硬度和熔点 可高达2500HV及熔点2600 左右 堆焊时应尽量避免碳化钨颗粒熔化 这类合金抗磨料磨损性能很高 并有一定耐热性 适宜于在带有轻度和中等冲击的强烈磨料磨损条件下工作的零件的堆焊 如石油钻井钻头 推土机刀刃 切蔗刀刃口 犁铧等 但合金脆性大 易裂 堆焊时应进行预热 12 钴基堆焊合金 此类合金又称司太立合金 一般成分为C0 7 3 0 Co30 70 Cr25 33 W3 25 堆焊金属的显微组织 取决于C量及合金成分 这类合金堆焊时易产生冷裂纹或结晶裂纹 一般要求要求预热至200 500 含C W较低的钴基合金 主要用于受冲击 高温 腐蚀 磨料磨损条件作用的零件 如高温阀门 热剪切刀刃 热锻模 热轧孔型等 含C W较高的钴基合金 用于受冲击较小 但受强烈磨料磨损 受热 受腐蚀等零件的堆焊 13 镍基堆焊合金 此类合金的抗金属间摩擦磨损的性能很好 而且具有很高的耐热性 抗氧化性 耐腐蚀性等 镍基合金工艺性能较好 常应用于高温高压蒸气阀门 化工设备阀门 泵的柱塞等零件的堆焊 有Ni Cr B Si 科尔蒙合金 Ni Cr B Mo W 哈氏合金 等类型 前者主要用于耐强腐蚀 耐高温的金属 金属间摩擦磨损零件的堆焊 后者则主要是耐腐蚀零件的堆焊 堆焊材料的选择 1 满足工件的使用条件 首先明确被堆焊零件的时效类型 工作温度及腐蚀介质 然后再选取适合于该零件的堆焊合金 2 考虑焊接性及加工性在能满足使用要求的前提下 应考虑采用焊接性和加工性较好的堆焊合金 3 考虑堆焊零件的经济性当有几种堆焊合金都能满足使用要求时 应尽量选用价格较低的堆焊合金以降低成本提高经济效益 堆焊方法 1 氧 乙炔焰堆焊稀释率小 1 10 熔深浅 母材熔化量少 堆焊层表面平滑美观 质量较好 但生产效率低 劳动强度大 因此只适于小批量的中小型零件的堆焊 2 手工电弧堆焊设备简单 使用可靠 方便灵活 成本低 目前仍然是应用最广的堆焊万法 但生产效率低 劳动条件差 稀释率高 易造成堆焊层合金化学成分和性能的波动 同时不易获得薄而均匀的堆焊层 氧 乙炔焰堆焊 3 自动埋弧堆焊埋弧自动堆焊的过程是用一层一定厚度的焊剂覆盖在堆焊区上 使电弧在通有电流的堆焊工件和金属丝之间引燃 产生堆焊溶池并使堆焊熔池与大气隔绝 这样既保护了液态金属不受氧化 氮化 又防止了液态金属的飞溅 使堆焊层金属中的有害杂质减少 提高了堆焊质量 4 振动电弧堆焊通过焊丝按一定频率 每秒100次左右 和振幅 1 0 2 5mm 振动 焊丝端部与工件间产生接触 脉冲放电过程而熔化 从而实现堆焊 5 等离子弧堆焊温度高 可以堆焊难熔金属合金 工件熔深浅 堆焊层熔合比小 有利于保证堆层的特殊性能 熔敷效率高 零件变形小 热影响区小 堆焊成形良好 内部夹渣 气孔少 表面光洁等 6 气体保护电弧堆焊气体保护堆焊的实质是 用保护性气体在堆焊区 包括电弧周围及熔池附近 造成一个厚而屏蔽的气体保护层 以避免熔化金属受到外界大气的侵入和氧化 7 电渣堆焊利用特殊电渣的电阻热熔化堆焊材料及金属基体形成熔池的一种堆焊方法 可以堆焊很大的厚度 熔敷率高 适立于堆焊厚度较大 表面形状较简单的大 中型零件 但堆焊过程中过热严重 焊后工件必须进行热处理 几种堆焊工艺方法比较 常用堆焊方法及其特点 堆焊是焊接的一个分支 是金属晶内结合的一种熔化焊接方法 但它与一般焊接不同 不是为了连接零件 而是用焊接的方法在零件的表面堆敷一层或数层具有一定性能材料的工艺过程 其目的在于修复零件或增加其耐磨 耐热 耐蚀等方面的性能 4 2 堆焊层的形成与结合 2 1堆焊的特点1 影响堆焊效果的主要因素是堆焊层的合金成分及组织性能 因此根据零件的使用条件 选择最优的焊接材料与工艺方法相配合进行堆焊很重要 2 由于堆焊主要在于发挥堆焊层的特殊效果 一般都使用具有特殊成分和性能的焊接材料 这就使堆焊在多数情况下有异种金属 特别是高合金 焊接的特点 3 堆焊层要尽量减少被基体金属所稀释 2 堆焊覆层的冶金结合 堆焊时 焊条金属和基体金属在焊接电弧的热作用下一起熔化 覆层形成过程的实质是异种金属的液相冶金过程 所起作用的是金属键但是异种金属能否真正实现冶金结合还取决于二者在冶金学上的相容性 晶格类型相近 晶格常数及原子半径也相近的异种金属 具有良好的冶金结合性能1 焊芯2 药皮3 包有渣壳的熔滴4 熔池5 以凝固的焊缝6 熔渣7 渣壳 药皮反应区 熔滴反应区 熔池反应区 3 堆焊的应用 堆焊主要用于零件的制造和修复两个方面 用于前者 可以赋予零件表面具有耐磨或耐蚀 耐热等特殊性能的双 多 层金属零件 也可修复生产过程中出现的缺陷零件及废次品 如铸 锻废次坯件等 用于后者 可以修复已经失去精度或被破坏了的零件 4 堆焊覆层的外延结晶 结晶时的晶核有 自发形核非自发形核溶池结晶 非自发形核起主要作用溶池中存在两种现成表面 1 合金元素或杂质的悬浮质点2 已经到熔化温度还没有熔化的基体金属的晶粒表面非自发晶核依附在这些表面上并以新生的晶核为核心按照柱状晶的形态 顺着基体金属的晶粒向溶池中心不断长大 好似基材的晶粒外延而长合 形成所谓外延结晶 溶池的散热方向对晶粒的长大有很大影响 晶粒最易长大方向与散热最快方向一致时 可优先成长 一直长到溶池中心形成粗大的柱状晶一般情况下溶池呈半椭球状 柱状晶是垂至于溶池边缘曲面向溶池中心成长覆层凝固组织主要是柱状晶和等轴晶覆层凝固组织最大特点是各种形态的柱状晶组织 2 2覆层成分控制 1 覆层杂质控制熔化焊时 焊接区内的各种物质在高温下进行着极为复杂的物理变化和化学反应 其结果关系到覆层金属的成分 性质和焊接缺陷的产生为了使覆层具有优异的性能 并防止缺陷的产生必须严格限制有害杂质和控制有益的合金成分 2 合金元素的控制 堆焊材料在溶池中与基体材料混合而被稀释 高温下元素烧损 覆层成分不可能与填充的堆焊材料相同1 稀释率及合金过渡系数1 稀释率覆层中局部融化的基材所占的比例D B B f d为稀释率B为基材在覆层截面中所占面积f为堆焊填充金属在覆层界面中所占面积一般控制d 0 1且力求整个覆层的熔透深度均匀一致2 合金过渡系数表征不同合金元素的烧损程度 f X d X f f为合金过渡系数 X d实际熔敷金属中某元素的X的质量分数合金过渡系数的控制合金元素主要损失于氧化 蒸发和渣中的残留 2 合金过渡系数的控制1 合金元素物理化学性质的影响2 药皮 焊剂 成分的控制3 焊接方法和焊接规范的控制2 3熔合区特点熔合区是一个由半熔化区与不完全混合区构成的覆层与基材之间的过渡区1 半熔化区同时存在局部熔化部位和局部不熔化部位 固液两相共存部位称为半熔化区 半熔化区的宽度大小与实际温度梯度G的大小有关TL有效液相线TS有效固相线G T z z为距离增量 T为峰值温度增量不完全混合区过渡区域基材成分与填充金属成分未能均匀混合 2 熔合区特征 熔合区最大的特征是明显的化学不均匀性1 凝固过渡层的特性1 稀释率影响2 堆焊填充金属成分的影响 2 碳迁移过渡层的形成 1 原子活动能力2 固液相碳分配特性3 化学成分的作用4 晶体结构的作用5 后回火的作用异种钢熔合区的脱碳层与增碳层异种钢接头的脱碳层与增碳层硬度变化特征 3 晶界液化现象下列原因造成半熔化区的化学不均匀性1 晶界发生迁移 使C S P等扩散物质被推动而析集于晶界2 基材的带状偏析组织与原奥氏体晶界交合时的局部融化造成溶质偏析3 共存固液相间的相互作用 使溶质易于转入液相之中 偏析增大4 不均匀的局部熔化5 不均匀的新相沉淀4 物理不均匀性半熔化区 不平衡加热与冷却 会出现空位和位错的聚集或重新分布5 剩余应力的形成 2 4基材受热变质 焊接时 邻近焊道的固态基材发生明显的组织或性能变化区域 称为焊接热影响区 或近缝区 变质区1 焊接热影响区的组织分布由于基材焊接热影响区上个点据焊缝的远近不同 其所经历的焊接热循环不同 出现了不同的组织2 基材热影响区的硬化与脆化硬化倾向取决于基材的化学成分造成脆化的主要原因 1 粗晶脆化晶粒长大2 析出脆化中间相析出3 组织脆化马氏体 贝氏体 粗大魏氏组织4 应变实效脆化局部应变 塑性变形 2 5焊接缺陷的控制 焊剂裂纹及控制热裂纹液固凝固末期产生的裂纹冷裂纹凝固后冷至室温时形成的裂纹热裂纹的产生及控制属于沿晶裂纹1 脆性区温度TB的大小 TB大产生晶间裂纹倾向大2 脆性区金属的塑性 塑性越小越易产生结晶裂纹3 脆性温度区内的应变增长率 增长率越大越容易产生结晶裂纹 热裂纹防止措施 1 冶金因素方面1 控制硫 磷 等有害杂质的含量2 向焊缝中加入细化晶粒的元素2 工艺方面合理的焊接规范 进行预热缓冷选择合理的接头形式 采用多层焊注意焊接次序 冷裂纹的产生及控制 冷裂纹由于材料在室温附近温度下脆化形成的裂纹常见的形态包括焊道下裂纹焊趾和焊根裂纹冷裂纹的发生大多在 75 100 冷裂纹的形成的三大要素 焊材料的淬硬组织淬硬倾向主要与化学成分 焊接工艺 结构板厚和冷却条件有关接头中的氢含量及其分布扩散氢在冷裂纹形成中起着重要作用 决定着裂纹形成过程中的延迟开裂特点和断口上的氢脆开裂特征应力作用热应力 组织应力 接头所处的拘束应力状态冷裂纹的防治措施消除一切氢的来源 改善组织 尽可能降低拘束应力 气孔的形成及控制 覆层表面或内部形成的连续或不连续的孔洞显著降低金属的强度 塑性以及气密性 耐蚀性可以造成应力集中和裂纹气孔的实质是溶池凝固期间未能来得及浮出残留在以凝固堆焊金属中的气泡控制措施消除各种气体来源正确进行焊接工艺操作正确选择焊接材料 焊接材料的氧化性与还原性的平衡对气孔的形成有显著影响 7 4热喷涂 7 4 1热喷涂技术原理7 4 2热喷涂工艺简介7 4 3热喷涂材料及选用7 4 4热喷涂装置和设备1 氧 乙炔火焰喷涂装置2 等离子喷涂装置7 4 5热喷涂涂层后处理和涂层性能检测1 后处理2 涂层性能检测7 4 6热喷涂技术的应用与涂层设计7 4 7热喷涂技术的发展 热熔融涂层 熔融态的涂料在固态基材表面上凝固并与之结合而获得的涂层 主要包括热喷涂涂层熔结涂层 热喷涂涂层的形成热喷涂的基本过程1 通过热源加热使喷涂材料称为液态或熔融态 2 通过气流或焰流使液态或熔融态材料细化成熔滴 3 液态或熔融态颗粒获得一定速度后喷涂到基体材料上形成涂层 热喷涂和热喷焊技术都是利用热能 如氧 乙炔火焰 电弧 等离子火焰等 将具有特殊性能的涂层材料熔化后涂敷在工件上形成涂层的技术 这些技术的特点之一是可以制备比较厚的涂层 0 1 10mm 因此对于制造具有复合结构的机械零件和各类零件的修复非常有用 7 4 1热喷涂技术原理与特点 1 原理及分类2 特点3 涂层材料4 涂层形成过程5 涂层结构6 热喷涂中的相变7 涂层应力8 涂层结合机理9 工艺流程 热喷涂原理热喷涂是采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化 然后用高速气体使涂层材料分散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程 其原理示意图如图1所示 热喷涂一般可分为根据所使用的热源不同 四大类 火焰喷涂 电弧喷涂 等离子喷涂和特种喷涂 热喷涂技术的特点优点 可在各种基体上制备各种材质的涂层 基体温度低 操作灵活 涂层厚度范围宽 缺点 热喷徐技术的局限性主要体现在热效率低 材料利用率低 浪费大和涂层与基体结合强度较低三个方面 涂层材科首先 热喷涂材料最好有较宽的液相区 因为涂层材料需要熔化后才能喷涂到基体上去 而较宽的液相区可以使熔滴在较长时间内保持液相 一般金属材料和氧化物陶瓷构料都适合热喷涂技术 但如果材料在高温下易分解或挥发 则不适合用热喷徐技术喷涂涂层 其次 对喷涂材料的形状与尺小也有要求 一般喷涂用材料都必须是线材或粉末材料 线材的规格一般为 1 3mm 而粉末为 1 100 m之间 涂层的形成 熔滴的形成与飞行粉末喷涂 喷涂粉是在喷涂法相应的焰流的裹挟被加速和加热 并熔化成熔滴丝材喷涂 则是用与喷涂方法相应的热源将丝端连续加热到熔化状态 并借助于高速气流将熔化状态的丝材金属雾化成熔滴气流流速沿喷枪口轴线的分布3Cr13粒子平均速度与喷涂距离的关系 涂层形成过程涂层形成的大致过程是 涂层材料经加热熔化和加速 撞击基体 冷却凝固 形成涂层 其中涂层材料的加热 加速和凝固过程是三个最主要的方面 涂层材料的熔化非常关键 一般希望所有涂层材料都完全熔化并保持到撞击基体表面之前 并且不产生挥发 涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定 同时也与材料的粒径有关 喷涂材料在飞行速度最大时撞击基体的颗粒动能与冲击变形最大 形成的涂层结合较好 因此 调整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要 熔滴撞击基材后扩展成薄膜 撞击时的高速度有助于熔滴的扩展 但会因为表面张力或凝固过程而停止扩展 并凝固成一种扁平的薄饼状结构 涂层结构涂层是由大小不一的扁平颗粒 未熔化的球形颗粒 夹杂和孔隙组成 几乎所有热喷涂层都具有上述相同的特征 差别只在于尺寸的大小和数量的多少 热喷涂层一般都会有一部分孔隙 0 025 50 其产生原因主要有三个 第一是未熔化颗粒的低冲击动能 第二是喷涂角度不同时造成的遮蔽效应 第三是凝固收缩和应力释放效应 热喷涂涂层结构 热喷涂中的相变喷涂过程中熔滴撞击基体冷却凝固形成涂层 相对基体来说 熔滴尺寸非常小 冷却速度可以达到106K s 冷却后会形成非晶态或亚稳相 完全不同于同样材料在轧制态或铸态的组织结构 热喷涂层与基材的结合形式 1 冶金结合包括 晶内结合 晶间结合 2 机械嵌合 指具有一定动能的熔滴碰撞到经过粗糙处理的表面 与表面的凸起和凹陷处形成的机械咬合在粗糙度较大的表面上热喷涂时 机械嵌合起重要作用 3 物理化学结合 借助分子之间的范德华力将喷涂层与基材结合在一起 影响结合强度的因素润湿性cos sg sl lg 孔隙孔隙或裂隙的存在 降低涂层的有效承载面积 破坏涂层的连续性 从而损坏涂层与基材的结合强度 氧化作用已凝固颗粒表面的氧化物质地疏松 危害涂层强度小熔滴更易氧化 基材表面状态表面清洁度表面粗糙度 涂层结合强度 机械结合 抛锚作用 微冶金结合机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层的结合强度比较差 只相当于其母体材料的5 30 最高也只能达到70MPa 提高涂层结合强度的措施 采用表面活化物质以改善液 固界面的润湿性保持基材表面的清洁与活性提高熔滴的飞行速度和动能对基材表面进行喷丸等粗糙化处理 增加覆层的结合强度尽量延长熔滴撞击到基材表面后液态的停留时间基材表面在瞬间 微区内的熔融 有利于提高结合强度采用过渡涂层降低残余应力在涂层中加入稀土元素优化工艺参数 涂层应力 热喷涂工艺流程和质量控制热喷涂工艺流程包括基体表面预处理 热喷涂 喷后处理等过程 热喷涂过程都取决于4个基本因素 包括设备 Machine 材料 Materials 工艺 Method 和人员 Man 称之为4M因素 严格控制4M因素 可以获得优良的热喷涂涂层 7 4 2热喷涂预处理与热喷涂工艺简介 1 火焰喷涂2 电弧喷涂3 等离子喷涂4 其它 热喷涂装置示意图 电弧喷涂技术电弧喷涂是以电弧为热源 将金属丝熔化并用气流雾化 使熔融粒子高速喷到工件表面形成涂层的一种工艺 电弧喷涂技术的特点 1 应用电弧喷涂技术 可以在不提高工件温度 不使用贵重底层材料的情况下获得高的结合强度 结合强度可达20MPa 结合强度比火焰喷涂高2 5倍 2 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大 电弧喷涂的生产效率正比于电弧电流 比火焰喷涂提高2 6倍 3 电弧喷涂的节能效果十分突出 能源利用率显著高于其它喷涂方法 而能源费用降低50 以上 其费用通常仅为火焰喷涂的1 10 4 电弧喷涂技术仅使用压缩气体 不用氧气 乙炔等易燃气体 安全性高 等离子弧喷涂技术等离了喷涂是采用等离子火焰作为热源对喷涂材料进行加热的喷涂工艺方法 等离子喷涂装置示意图 等离子弧喷涂技术的特点 1 零件无变形 不改变基体金属的热处理性质 因此 对一些高强度钢材以及薄壁零件 细长零件可以实施喷涂 2 涂层的种类多 由于等离子焰流的温度高 可以将各种喷涂材料加热到熔融状态 因而可供等离子弧喷涂用的材料非常广泛 从而也可以得到多种性能的喷涂层 3 工艺稳定 涂层质量高 在等离子弧喷涂中 熔融状态粒子的飞行速度可达180 480m s 远比氧 乙炔焰粉末喷涂时的粒子飞行速度45 120m s高 等离子喷涂层与基体金属的法向结合强度通常为40 70MPa 而氧 乙炔焰粉末喷涂一般为5 10MPa 塑料火焰喷涂技术塑料粉末火焰喷涂是利用燃烧气体形成的火焰将塑料粉末加热到熔融状态并喷射到工件表面 形成涂层的一种工艺 火焰塑料粉末喷涂的关键问题是塑料粉末加热程度的控制 塑料粉末的燃烧 过熔或熔融不良都会影响涂层的治疗和结合强度 为了控制粉末的加热程度 塑料喷涂的加热火焰一般不采用氧 乙炔火焰 而采用压缩空气 丙烷火焰或氧 丙烷火焰 除此以外 还在加热火焰与塑料粉末之间添加一层用压缩空气流形成的幕帘 以保护和控制塑料粉末的加热程度 这种加热火焰 压缩空气幕帘和塑料粉末的多层结构 正是塑料粉末火焰喷涂与火焰金属粉末喷涂的不同之处 氧 乙炔火焰喷涂与喷熔火焰喷涂法是以氧 燃料气体火焰作为热源 将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态 并以高速喷射到经过预处理的基体表面上 从而形成具有一定性能涂层的工艺 喷熔技术是在喷涂之后 用火焰使喷涂层重新熔化 提高涂层的致密性和成分 性能的均匀性 并提高涂层与基体的连接强度 喷熔实际上已是两种表面技术的复合 线材火焰喷涂原理示意图1 涂层 2 燃烧火焰 3 空气帽 4 气体喷嘴 5 线材 6 氧气 7 乙炔 8 压缩空气 9 喷涂射流 10 基体 7 4 3热喷涂材料及选用 1 金属1 线材2 陶瓷2 粉末3 塑料3 复合粉末4 复合 7 4 5热喷涂涂层后处理和涂层性能的检测 一 涂层后处理1 封孔处理2 重熔处理3 强化处理4 扩散处理二 热喷涂涂层质量评定 封孔剂材料 热喷涂涂层结合强度测试原理图 涂层偏心车削试验 涂层弯曲强度试验 涂层的拉伸试验 涂层剪切强度试验 A 喷涂层 A a b 涂层自身强度试验 涂层切向粘结强度测定方法二 左图热喷涂涂层表面形貌右图磨损试验后热喷涂涂层扫描电镜图400 2000级本科生胡雁南 部分重要的陶瓷喷涂材料及其用途 部分重要的陶瓷喷涂材料及其用途 各种热喷涂技术应用趋势 喷涂涂层产值 7 5热喷焊 7 5 1一般特点7 5 2氧 乙炔火焰喷焊7 5 3等离子喷焊7 5 4常用喷焊材料7 5 5涂层质量评定 热喷焊原理及分类热喷涂涂层颗粒间主要依靠机械结合 结合强度较低 而且存在孔隙 而采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或部分熔化 实现涂层与基体之间 涂层内颗粒之间的冶金结合 消除孔隙 这就是热喷焊技术 根据采用的热源不同 热喷焊技术有氧 乙炔火焰喷焊和等离子喷焊两种 喷焊过程包括预热 喷粉和重熔 热喷焊技术的特点喷焊与喷涂过程不同 基材表面层有轻微的熔化 合金粉末在基材表面有一个重熔并铺展的过程 因此 热喷焊特点有 1 热喷焊层组织致密 冶金缺陷很少 与基材为冶金结合 结合强度高 2 热喷焊材料必须与基材相匹配 喷焊材料和基材范围比热喷涂窄得多 3 热喷焊工艺中基材变形比热喷涂大得多 4 热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别 氧 乙炔火焰喷焊采用氧 乙炔火焰作为喷焊热源的工艺称作氧 乙炔火焰喷焊技术 喷焊工艺过程主要按焊前预处理 喷焊以及后处理三步进行 焊前预处理喷焊前基材表面状态对喷焊质量有很大影响 表面必须清沽干净 必要时要进行喷砂处理 1 预热的目的是使工件表面湿气蒸发 产生适当的热膨胀 减少焊层应力 提高喷粉沉积效率 钢材和铸铁的预热温度一般为200 300 不锈钢和高合金钢300 400 2 喷粉和重熔过程又分 一步法 或 二步法 一步法 就是边喷粉边熔化 填充粉末 其特点是粉末沉积率高 但涂层厚度完全由手工掌握 不均匀 主要用于工件局部修复 二步法 是先将粉末喷涂在工件表面 再将涂层熔化形成喷焊层 喷焊后处理喷焊后处理也很关键 如果焊层与基体的热膨胀系数相差较大 喷焊后应采取缓慢冷却的措施 以免焊层开裂 一般的零件在喷焊后已经回火 机械强度有所降低 这时应按退火态的力学性能进行强度校核 如强度不能达到要求 还需进行适当的热处理 氧 乙炔火焰喷焊时基材很少熔化 这与喷涂工艺相似 而涂层合金经过重熔 基材受热较高 这又与堆焊相类似 因此 氧 乙炔火焰喷焊层既像热喷涂层那样 表面光滑平整 其厚度可在0 2 3mm之间任意控制 又与堆焊层类似 无气孔 无氧化物夹杂 同时喷焊层互溶区窄 约0 005mm 稀释率低 焊层性能好 因此 常认为氧 乙炔火焰喷焊技术是介于热喷涂和堆焊技术之间的一项 中间 技术 常用热喷焊材料 稀土对铁基自润合金喷焊层组织的影响班号 9810221学生 胡明 稀土对铁基自润合金喷焊层耐蚀性的影响班号 9810221学生 马林 等离子喷焊等离子喷焊技术是采用等离子弧作为热源加热基体 使其表面形成熔池 同时将喷焊粉末材料送入等离子弧中 粉末在弧柱中得到预热 呈熔化或半熔化状态 被焰流喷射至熔池后 充分熔化并排出气体和熔渣 喷枪移开后合金熔池凝固 形成喷焊层 等离子喷焊与等离子喷涂的区别 1 等离子喷涂时 等离子弧建立在喷枪内钨阴极与铜阳极喷嘴之间 工件不带电 称为非转移弧 等离子喷焊则采用非转移弧和转移弧的联合弧 所谓转移弧是建立在喷焊枪钨阴极头和工件 阳极 之间的等离子弧 它对工件的加热能力比非转移弧强 是喷焊过程中的主要热源 因此称为主弧 在工作时首先引燃非转移弧 然后借助弧在钨的非转移极和工件之间形成的等离子体导电通道 建立起转移弧 2 等离子喷焊设备与等离子喷涂设备基本类似 但用单电源同时供应非转移弧和转移弧不太稳定 因此通常采用两台电源分别向非转移弧和转移弧供电 等离子喷焊枪与等离子喷涂枪结构也有所不同 主要区别在于喷嘴中等离子弧通道的长度和直径比 称为压缩比 比较小 通常在1 1 4之间 这样等离子弧比较柔软 熔池小 稀释率低 等离子喷焊的前 后处理工艺及注意事项与氧 乙炔火焰喷焊相同 只是喷焊过中需控制的工艺参数更复杂一些 如转移弧电压和电流 非转移弧电流 喷焊速度 送粉量 离子气和送粉气 喷焊枪摆动频率和幅度 喷焊嘴距工件距离等 只要经过预先分析和试验 确定最佳工艺参数 就可精确控制喷焊过程 重复性比氧 乙炔火焰喷焊好 等离于喷焊的材料范围比较宽 特别是可以喷焊难熔材料 它所用粉末的粒度与氧 乙火焰喷焊的一样 比热喷涂用粉末粒度要稍大一些 7 6电火花表面涂敷与加工 7 6 1原理7 6 2工艺及应用7 6 3涂层特性7 6 4应用实例 电火花涂敷范围和效果 模具电火花涂敷注意事项 机器零部件电火花涂敷应用实例 热浸镀层的种类 7 7热浸镀 原理 把需要处理的工件放入低熔点的熔融态金属液中 工件表面发生溶解 扩散或反应等物理化学过程 随后工件离开渡槽时表面带出金属液形成涂层 热浸镀工艺程序 欲镀件 前处理 热浸镀 后处理 制品 热浸镀工艺分类 热浸镀工艺 溶剂法 还原法 溶剂法热浸镀流程 欲镀件 酸洗 制品 稀盐酸处理 水洗 溶剂处理 水洗 后处理 热浸镀 热浸镀锌 热镀锌是世界各国公认的一种经济实惠的材料保护工艺 热镀锌层的形成要经历如下步骤 铁基表面被锌液溶解形成铁锌合金相层 合金居中的锌原子进一步向基体扩散 形成锌铁固溶体 合金层表面包络 薄锌层 热镀锌 铁 锌二元相图 热镀锌层的形成过程 固体铁溶解在锌中形成铁 锌化合物形成纯锌层 锌液温度和浸镀时间对锌层的影响 铁损 铁与锌反应形成合金层中的铁盒锌渣中的铁的总量 铁损与锌液温度的关系 铁损与浸镀时间和锌液温度的关系 钢基成分对镀层的影响 钢基成分影响 碳 硅 钢中含碳量对铁在锌中溶解度的影响 碳的存在形态对铁损的影响 硅含量对铁在锌中铁损的影响 不同含硅量的钢在不含铝的锌液中铁损的影响 硅含量对合金层厚度的影响 锌液成分对镀层的影响 铝 锌液成分影响 铅 铁 测定浸润能力示意图 实验表明 锌液的粘度和表面张力愈小 则 h愈大锌液对钢板的浸润能力愈强 锌液中含有铅可以降低锌液熔点 延长锌液凝固时间 促进较大锌花的形成 同时可降低锌液的粘度和表面张力 增加锌液对钢基表面的浸润能力 锌液中含有铅可以降低锌液熔点 延长锌液凝固时间 促进较大锌花的形成 同时可降低锌液的粘度和表面张力 增加锌液对钢基表面的浸润能力 锌液中铝含量对孕育期的影响 锌液中铁 铝对镀层的影响镀锌过程中由于铁的溶解使得锌液粘度增加 浸润能力下降 锌层厚度明显增加 孕育期 在含有0 1 0 15 铝的锌液中经短时间浸镀得到的合金层不含铁 锌化合物 通常把抑制合金层生长的这段时间称孕育期或抑制期 热度锌钢带的生产 吉森米尔法 带钢在在氧化炉中用煤气火焰直接加热 使表面残油燃烧掉 也被称为氧化去油法 冷轧氧化还原和退火冷却到镀锌温度镀锌冷却矫直 吉森米尔法热镀锌生产装置 改进的吉森米尔法 吉森米尔法改进前后对比 干法热镀锌用溶剂成分及处理规范 热镀锌的应用 热镀锌不仅适用于较小的工件 如螺母 螺栓 弹簧等标准件 而且还能用于镀锌钢管 钢板 钢丝的大批量生产 目前该工艺正广泛地应用于在大气和海洋中工作的钢铁构件上 热镀锌层的性能 镀锌的防护性能表现在两个方面 是锌在大气中能在表面形成一层致密 坚固 耐蚀的ZnCO3 Zn 0H 3保护膜 保护了下面的Zn和Fe免于腐蚀 二是对于局部损坏处有阴极保护的作用 热浸镀铝 热镀铝层的性能 热镀铝渗层具有特殊的抗氧化性和耐腐蚀性 抗氧化性能 般说来 渗Al后的钢与原来未渗铝的钢相比 使用温度可提高200 耐腐蚀性渗铝是目前提高钢材耐硫化物腐蚀最有效的手段之一 应用 渗镀铝主要用于提高机件的耐热耐腐蚀寿命 可用于炉内构件 烟道