不同表面防锈措施的特点与选用

学术 2024-12-22 18:25 上海

在机械行业里面，我们用到最多的材料就是碳钢和合金钢，由他们制作而成的部件通常都需要进行防腐处理。除了常规的一些喷漆处理外，实际中我们还有很多表面处理方法，比如电镀锌、热镀锌、渗锌、磷化、发黑、镀铬、镀镉、镀镍、达克罗等等。

这些方法或许你都听说过，甚至实际中也在使用。那它们都有什么特点，该如何选用呢？今天我们就用一篇文章给大家介绍一下，记得点赞收藏！

首先来看防腐效果最差的发黑与磷化。这两个都有个特点，就是处理后表面需要上油。而且这个油还很关键。没有了油的话很快就会生锈。

发黑和磷化由于价格便宜，应用也比较广泛。其中发黑中性盐雾试验只能达到3～5小时。而磷化可以达到10-20小时，如果配以高级防锈油，可达72～96小时。但这油价格可不便宜啊（是普通磷化油的2至3倍）。

那你可能会问了，这个中性盐雾试验的小时数能代表什么呢？我们知道盐雾试验是一种利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验得出结果的时间也大大缩短。大家记住一般中性盐雾试验24h基本可对应自然环境中的1年。

前面提到的磷化，根据磷化液的不同还有很多细分，比如常见的锌磷化和锰磷化。锰系磷化一般用于耐磨润滑处理，其结构为球状颗粒结晶体，膜层致密性很好，所以防锈效果在所有磷化中也是最好的，不过对于涂装其附着力并不是很好，一般很少用于涂装前处理，膜层坚硬度较高，挤压类处理也不适宜。锌系磷化也可以用于防锈处理，其结构以针状，片状或雪花状为主，结构一般比较疏松，所以一般涂装前处理应用比较多，其防锈效果相对于锰系磷化有较大的差距。一般锌系磷化用于涂装前处理，防锈，冷挤压拉拔。

接下来我们再看看各种镀锌，包括热镀锌、电镀锌、渗锌、达克罗。

电镀锌估计大家最为熟悉。一方面价格便宜，另外零件镀锌后的表面看起来也不错。但其防腐性能也一般，不过比磷化发黑好多了。一般电镀锌的中性盐雾试验在72小时内，使用专用封闭剂（价格贵啊，是普通镀锌的5-8倍）可使中性盐雾试验达200小时以上。镀锌有个问题，估计大家都知道，那就是氢脆，所以高强度的部件（比如10.9级以上的螺栓）很少采用镀锌的方法，虽然后期可以用烘箱除氢，但成本也较高。一般生产厂不愿这样做。那你可能会问了，高强度连接部件怎么处理，想便宜就磷化，想高级就用后面提到的达克罗吧。

与前面通过电极反应进行镀锌不同的是，热镀锌是将原料浸入锌锅进行镀锌，它是金属间反应及物理反应。因此名字叫热浸锌更合适。热镀锌时，原料表面是一层金属间化合物，然后是锌，而电镀锌表面就是锌，不存在中间层。通常电镀锌锌层较薄，热镀锌锌层较厚，耐腐蚀性方面热镀锌相对较好。但是其涂层厚度不易控制，而且加工过程存在严重的污染，包括锌废料和锌蒸汽。随着环境保护要求的提高，热镀锌的使用已经越来越受限。

渗锌，听到“渗”，大家或许就明白了其原理，和齿轮的渗碳差不多。属于一种热扩散表面强化技术，利用加热状态下将锌元素扩散进入钢铁构件表面制备Zn-Fe合金保护层的一种化学热处理工艺。粉末渗锌涂层可以有效改善和提高钢铁构件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨损性能。涂层厚度均匀，与基材的结合强度和耐腐蚀性在各种锌涂层（电镀锌、热镀锌、达克罗）中最好，加工过程无污染，环保。

达克罗是DACROMET的音译和缩写，该技术是当今国际上新一代替代电镀锌和热镀锌的清洁生产技术，其涂层具有优良的耐蚀性、少污染、不用酸洗、不用漂洗、无氢脆、强耐候性、适合多种金属基体等优点。其采用电镀的原理，而用涂装的方式施工。达克罗的耐蚀性能要比电镀的耐蚀性强很多很多，在标准盐雾试验下，达克罗涂层每100ｈ消耗1μｍ，而电镀锌时涂层每10ｈ即消耗1μｍ，因此达克罗涂层的抗盐雾侵蚀能力，在同等涂层厚度下是电镀抗腐能力的7～10倍。

既然有镀锌，那镀一些其他的稀有金属也应该可以防腐，不错，所以还有镀镉、镀珞、镀镍等各种表面防腐方式。下面一一来看一下。

镉涂层的耐腐蚀性能很好，特别是在海洋大气环境中，耐腐蚀性优于其他表面处理。电镀镉过程中的废液处理工艺价格昂贵，成本高，其价格约为电镀锌的15-20倍。所以一般行业不使用，只针对一些特定的环境使用。例如石油钻井平台和海航飞机的紧固件。

镀铬层在大气中非常稳定，不易变色和失去光泽，硬度高，耐磨性好。紧固件上的镀铬通常用作装饰特征。很少用于对耐腐蚀性能要求高的工业领域，因为好的镀铬紧固件和不锈钢一样昂贵，只有在不锈钢强度不足的情况下才使用镀铬件。为防止腐蚀，镀铬前应先镀铜、镀镍。铬涂层可承受650°C的高温。但它也有和电镀锌一样的氢脆问题。

用电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法称为镀镍。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。主要用于既要求防腐又要求导电性好的地方。如车用蓄电池的引出端子。

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