浅谈金属防腐蚀的特点及应用

赵晓涛

(大庆油田有限责任公司昆仑集团金属防腐有限公司工程材料分公司   黑龙江省大庆市163000)

摘要：金属材料在强度或刚度方面具有优异的性能。然而，金属材料在加工过程中普遍出现腐蚀现象，这对单个零件或整个系统都有很大的影响。每年，人与腐蚀之间的斗争造成的经济损失都是巨大的。因此，金属材料在机械加工中的防腐工作可以有效地延长设备的使用寿命，这项工作具有重要的作用。在机械加工中，金属材料容易受到许多因素的影响，从而导致腐蚀。基于这一背景，本文分析了金属材料在机械加工中腐蚀的原因、类型以及腐蚀防护方法。

关键词：机械加工；金属材料；防腐

一、 腐蚀的原因和特点

就所有材料而言，它们试图在使用过程中保持或恢复到稳定和低能耗状态。从大多数金属和金属氧化物的形成过程来看，它们处于低能状态。金、银和铂等金属或贵金属在自然界中都是氧化物或其他化合物。获得金属的方法非常复杂。如果金属不再清洁，则这种状态可称为腐蚀。

根据腐蚀原因和过程的不同，腐蚀也可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属与化学物质之间的接触反应使金属氧化的过程；电化学腐蚀是指不纯金属或合金与电解质溶液接触，活性金属被氧化的过程。在我们生活的腐蚀过程中，二者往往同时发生，电化学腐蚀更为常见。

根据腐蚀的形貌，腐蚀可分为综合腐蚀和局部腐蚀。

当然，腐蚀类型不能仅通过组合单个零件来识别，而是可以通过各种零件来正确识别。由锈蚀引起的均匀点蚀是机械加工中最常见的。

二、机械加工中金属材料的腐蚀防护办法

（一）金属材料的保存

就机械加工而言，最为有效的防护金属材料腐蚀的方法，便是从根源上开展防护工作，即工作人员在下料或加工之前，保持适宜的储存材料环境及加工环境。工作人员应当多加考虑易导致金属材料出现腐蚀现象的原因，进一步决定金属材料在加工状态下的工作环境，从而确保金属材料不会受到加工环境的影响，譬如，容易发生高温氧化腐蚀反应的金属材料，要避免在高温环境下进行加工;应当促使那些处于潮湿环境下，易产生腐蚀问题的金属材料，始终处在干燥的环境之中，以此避免出现金属腐蚀的状况。同时，金属材料的加工环境应避免一成不变，而是伴随着材料的变化加工环境做出相应的改变。伴随着工业技术的发展，我们为了提高金属材料的耐腐蚀性，可以直接对其材料本身进行优化，采取诸如在原始金属材料中，加入抑制腐蚀的有关元素一类的措施，比如：将铬元素添加至碳钢金属材料中，进而提高该种金属材料的抗腐蚀性能。

（二）使用电弧进行喷涂

使用电弧喷涂金属材料，从而达到提高材料耐腐性的目的的方法，具体操作流程如下：工作人员在正式开展机械加工作业之前，将电弧喷涂作业中所需的电源的两根金属丝分别与电弧枪的端点处相连，就在两者相接触的刹那，便会出现电弧融化现象，进而产生高温液滴。此时，工作人员在对液滴进行雾化或是压缩处理之后，将其喷涂至金属材料的表面，便能形成一层保护涂层。

在这种方法中，金属丝融化时的温度可以高达6000摄氏度。高速性喷涂颗粒与半融化金属丝的产生概率受到这种高温的影响，会得到极大的降低，一旦高温喷涂粒子与涂层相撞，那么，涂层便会同基体进行直接结合，从而有效提高电弧涂层的牢固度，令涂层可以在弯曲或是受到激烈撞击的情况下，仍然维持着自身的完整性，不会出现诸如脱皮一类的问题。与此同时，考虑到电弧喷涂层具有着良好的耐腐蚀性，那么，即便金属材料身处在易发生腐蚀的环境内，材料本身的防腐涂层已然出现了坏损，但是，该涂层却仍旧可以确保金属材料不遭受到更为严重的腐蚀。

（三）金属表面电镀及化学转化处理

通过电解池的原理将基体金属铺上一层金属镀层，或将金属（包括镀层金属）表层原子与化学溶液中的阴离子相互反应，在金属表面生成附着力良好的化学转化膜层。其中，电镀层可分为阴极性保护镀层与阳极性保护镀层，电镀层与化学转化膜层为基体金属提供防腐蚀性、装饰性、耐磨性等各种性能。

（四）表面喷涂工艺

金属材料的表面喷涂涂料、环氧树脂粉末、油漆、塑料、高分子材料等，是一种最为直接的物理金属材料防腐蚀的方法，这种方法可以在金属材料的表面形成一层涂层，从而起到防护腐蚀的作用。而这层涂层的直接作用在于将金属材料与诱发其产生化学反应的外界相阻隔，进而避免发生电子交换反应，这就可以直接规避金属材料产生腐蚀的情况。同时，技术人员在选择喷涂类型时，应当多加考虑金属材料的自身特性以及机械加工的环境特点，继而选择相适应的喷涂材料。除此之外，工作人员在机械加工工作中，要及时维护和修复涂层，并出于延长涂层的使用寿命的考量，需定期对其加以检查，以期避免金属材料受到腐蚀。

（五）添加缓释剂

在金属材料的表面喷涂缓释剂的做法，是机械加工中金属材料防腐蚀的一种最为便捷的举措，该方法意在使缓释剂同金属材料本身产生反应，从而在金属材料的表面出现一层避免材料受到腐蚀的保护膜。工作人员在采用该方法时，无需顾及机械加工的环境和金属材料自身的结构特点，这种方法的操作十分简便，且可以在短期内获得良好的效果，简而言之，这是一种兼顾经济性与实用性的方法。在此过程中， 需要注意的一点在于缓释剂本身可以发挥两种效用，分别为：1.沉淀作用，在该作用下，金属中的阳离子会同缓释剂中含有的无机盐的阳离子发生化学反应，进而形成一层附着在金属表面的保护膜，以此达到避免金属材料腐蚀的作用。2.氧化作用，在该作用下，缓释剂中的无机盐可以视为强氧化剂，其与金属材料直接发生氧化反应，继而出现一层令金属材料不会受到任何腐蚀的保护膜。但是，发生此作用的缓蚀剂的量必须达到相关标准，否则，同样会出现腐蚀现象。

综上所述，本文主要對机械加工中诱发金属材料出现腐蚀现象的原因及相关防护腐蚀的办法进行了深入分析，以期有效提高金属材料的抗腐蚀能力。

参考文献：

1、郭静.金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J].科学技术创新，2018（21）：171-172.

作者简介:赵晓涛，性别男，出生日期1981年7月，满族，籍贯黑龙江省五常市，在大庆油田有限责任公司昆仑集团金属防腐有限公司工程材料分公司从事生产销售工作。