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常見的金屬鍍層及用途

更新時(shí)間:2013-12-09點(diǎn)擊次數(shù):2

為了方便起見,這里我們按鍍層的性能,用途分類予以說(shuō)明。(1)防蝕性(或防護(hù)性)鍍層,包括鋅、鎘、鉛、錫某些合金鍍層。這些鍍層都有保護(hù)金屬的性能,都可使基體金屬(一般是鋼鐵)免于或延遲腐蝕從鍍層的極性來(lái)說(shuō),有些是陽(yáng)極性的,有些是陰極性的。使用最廣泛的鋅鍍層就是典型的陽(yáng)極性鍍層,它的防蝕原理是:鍍層鋅和基體金屬鐵間形成原電池,在這個(gè)原電池,鋅是陽(yáng)極,鐵是陰極。當(dāng)有電解液存在時(shí),鐵會(huì)因鋅溶解而受到保護(hù)。因此,鋅鍍層不僅具有機(jī)械隔離作用(把鐵與介質(zhì)隔離開),而且具有電化學(xué)保護(hù)作用,即使鍍層上有孔隙也不會(huì)影響防蝕性能。值得注意的是,鋅鍍層并非在任何條件下都具有這種保護(hù)作用,若把它放在海水中,或在超過70℃的環(huán)境中使用時(shí),它即轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O性鍍層,失去原有的電化學(xué)保護(hù)作用。用于防蝕的合金鍍層,常見的有鉛-錫合金、鋅-鎳合金、鋅-錫合金等,它們都是鋼鐵制件有效的防蝕性保護(hù)層。(2)防護(hù)與裝飾性鍍層。
  這類鍍層不僅能防止金屬生銹,而且由于它們本身具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,可使金屬制件外表長(zhǎng)時(shí)間保持美觀,所以叫做防護(hù)與裝飾性鍍層。鍍鎳、鍍金、鍍銅/鎳/鉻、鍍鎳/銅/鎳/鉻,以及鍍銅-錫/鉻等,都屬于這種類型。這類鍍層上不能有孔隙,否則就起不到防護(hù)和裝飾的作用。這是由于這類鍍層所采用的合金,其電極電位比基體金屬(鋼鐵)的電位高,屬于陰極性鍍層。
這些合金鍍層的厚度通常是根據(jù)鋼鐵制件的表面狀態(tài)和保證鍍層沒有孔隙的條件下來(lái)確定的,所以鍍層比較厚。多層電鍍的厚度一般是:Fe/Cu30-40微米/Ni15-20微米/Cr 1微米,總厚度(Cu+ Ni+Cr)為50-60微米,或Fe/Cu-Sn合金85-50微米/Cr1微米,總厚度為35-50微米。這類合金鍍層常常采用多層電鍍。這是由于鎳鍍層要保證沒有孔隙比較困難,而且鎳的價(jià)格昂貴,不宜采用增加鎳鍍層厚度的方法,來(lái)防止出現(xiàn)孔隙;因而采用多層電鍍的方法,如Fe/Cu/Ni/Cr多層電鍍等,以防止出現(xiàn)孔隙。多層電鍍的外層是鉻層。鉻層的厚度雖然只有1微米,但具有很強(qiáng)的抗蝕性能。上述的多層電鍍中如果最外層不鍍鉻,基體金屬的腐蝕就會(huì)十分嚴(yán)重,特別是在高溫高濕的環(huán)境下,如果鎳層外面沒有鉻層,則鎳層本身的穩(wěn)定性就會(huì)變差。外層鍍鉻不僅可以防止底層鍍層受到機(jī)械性破壞,還可以增進(jìn)制件外表美觀。當(dāng)然,為了保證鍍層不出現(xiàn)孔隙,主要的途徑還是要掌握好基體金屬的機(jī)械加工這一環(huán)節(jié)。如果金屬制件在電鍍前具有良好的機(jī)械加工,如拋光等,使制件表面光滑,就可以減少鍍層孔隙。(3)耐磨鍍層。
  在基體金屬上鍍鉻可以提高制件表面的硬度和耐磨性能,以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。這種鍍層叫做耐磨鍍層。采用這類電鍍的目的是為了提高制件硬度,所以不必象裝飾性鍍鉻那樣要有中間鍍層,因?yàn)橹虚g鍍層硬度太小會(huì)影響制品的硬度。
鍍鉻層的厚度,可根據(jù)制件的性質(zhì)與要求來(lái)確定的,一般為5 -100微米,或更厚些。在腐蝕性較大大氣介質(zhì)中(如濕熱地區(qū)),鍍層厚度應(yīng)不少于50-60微米。(4)修復(fù)鍍層和防擴(kuò)散鍍層。
修復(fù)鍍層是修復(fù)報(bào)廢制品或使磨損零件恢復(fù)原來(lái)的尺寸的一種鍍層,如局部鍍鉻、鍍鐵等。防擴(kuò)散鍍層是零件在加工過程中的一種局部防護(hù)方法,如鍍銅可以防止?jié)B碳;鍍錫可以防止?jié)B氮等。
此外,還有其他用途的鍍層。鍍銀可提高金屬表面反光能力和增加導(dǎo)電性能,以及非導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料上的電鍍;塑料、玻璃、陶瓷和碲化鉍材料上的電鍍等。本文參考《防銹知識(shí)問答》一書。

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