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摘要：金属是现代工业最广泛应用的材料，在人类发展过程中起着十分重要的作用，但金属的腐蚀给却给人们带来了巨大的经济损失。本文简述了金属腐蚀的原理以及金属防锈的一些传统方法，并针对发动机机体的防锈技术与应用进行了重点剖析与对比，详细描述了防锈油与气相防锈两种技术的特点与实际应用的注意事项。
关键字：腐蚀；发动机机体；防锈油；气相防锈
本文重点阐述发动机机体为铸铁材料的防锈技术及应用案例。金属锈蚀，是指金属材料受周围介质的作用而损坏，锈蚀时，在金属的表面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。为避免因锈蚀而引起的损失，人们采取各种防止锈蚀的方法，有永久性的，有暂时性的。下面针对发动机机体防锈的原理及应用进行论述。
1金属锈蚀的原理
金属的锈蚀遵循热力学第二定律 ，即从高位能的金属状态向其化合物状态自发转变的过程。因此金属的锈蚀是自然发展的趋势。以铸铁生锈为例，铁锈为铁氧化物的统称，通常为红色，由铁和氧气境下进行氧化还原反应而生成。不同情况下会生成不同形式的铁锈。铁锈主要由三氧化二铁水合物Fe2O3·nH2O和氢氧化铁（FeO(OH), Fe(OH)3）组成，足够的时间后，在氧气和水充足的情况下，铁会完全氧化成锈。
金属锈蚀的主要环境影响因素：①相对湿度，当湿度＞70%时，锈蚀的发生率较高；②温度，温度升高促进锈蚀的发生，温度变化引起相对湿度变化；③水分，加工或清洗残留水分、水分凝结；④空气中的气体污染物，腐蚀性气体如硫化氢、二氧化硫、氯化物、氟化物等；⑤机械杂质、尘埃、微粒等，如碳粒、砂粒等。
2 防止金属锈蚀的方法
2.1永久性方法
2.1.1金属保护膜：如电镀铬、锌等金属或采用热喷涂工艺。
2.1.2有机涂层：如喷油漆、烤瓷漆或采用多层保护漆等。
2.1.3化合膜层：如磷化膜、发兰、发黑。
2.2暂时性（易去除）方法
2.2.1防锈油、脂：一般使用油性防锈油脂喷洒、涂抹或浸泡在工件表面上。这种方法防锈性能较好且较稳定，防锈时间较长可达到1年以上，使用较为方便，广泛用于金属零件的防护和封存。缺点是金属零件再次使用时，油脂不易彻底清理。
2.2.2水性防锈油：一般使用水性防锈油喷洒、涂抹或浸泡在工件表面上。这种方法防锈性能好且稳定，防锈时间2个月以上，使用较为方便，一般用于金属零件的工序间或短期储存防锈。缺点是金属零件再次使用时，油脂不易彻底清理。
2.2.3气相防锈（VCI）：一般指在一定空间内放置一定量的气相防锈剂（简称VCI），或使用涂有气相防锈剂的气相防锈纸或气相塑料薄膜。这种方法只要是通过防锈剂挥发出防锈气体在金属表面形成保护膜，抑制金属锈蚀，对防护方法要求较高，空间密闭最好。防锈时间1个月左右，使用非常方便，一般用于金属零件的短期防锈或转运防锈。
2.2.3环境封存：一般指真空包装或充氮气包装。这种方法不适用大体积包装，需要的包装设备价格较高，操作较为复杂。
2.2.4可剥性塑料：一般是由树脂为基础原料，加入矿物油、增塑剂、缓蚀剂、稳定剂以及防霉剂等，加热溶解后制成。这种塑料液喷涂于金属零件表面，成膜后，在塑料薄膜与金属之间，可以析出一层油膜，使塑料薄膜易于剥落，这种方法操作复杂。
几种常用金属防锈方法对比：
3发动机机体防锈技术应用
本文主要针对材料为灰口铸铁的发动机机体的防锈应用进行表述，采用的防锈方法为暂时性方法中的防锈油与气相防锈，下面就防锈前准备工作、防锈过程中的防护以及防锈后的清理等方面进行对比说明。
3.1防锈前准备
防锈油与气相防锈两种方法防锈前需做的准备，发动机机体需清洗干净无铁屑等杂质且需干燥，否则带有铁屑或杂质即使涂防锈油也会引起机体局部锈蚀并慢慢扩散，不干燥的机体也会在含有水分的部位开始锈蚀。
防锈油可以喷洒、涂抹、或浸泡。喷洒、涂抹两种方式一般只能对机体表面进行防锈，螺纹孔或深孔内防锈油无法全面覆盖，因此这两种防锈油使用方式仅能进行短期防锈，一般在半个月左右，且防锈油未覆盖部位容易出现锈蚀，但防锈油消耗较少。防锈油浸泡机体可以将整个机体覆盖，所有表面及内腔等部位均有防锈油，这种防锈油使用方式防锈时间较长，一般在1年以上，但所消耗防锈油较多，且需要制作专用防锈油浸泡油箱。要求油箱里面的防锈油能够完全浸泡整个机体，要求在油箱底部设计一个V形结构并在V型结构底部增加放水阀门，机体浸泡防锈油时放置于V形结构上方的网格板上。该V形结构用于收集防锈油中的水分，水分主要来自于机体携带些许水分以及大气中的水分，水的密度大于油，因此水会被收集在V形结构内，避免机体浸泡防锈油时掺入水分影响机体局部防锈效果。
3.2防锈过程防护
3.2.1防锈油防锈过程中机体堆垛存放，地面需要增加塑料薄膜隔离地面水分，机体需要用无纺布或塑料薄膜进行遮盖，避免水分或杂质入侵或二次污染。
3.2.2气相防锈过程中尽量要将机体密封储存，可采用塑料纸全密封包装或包装箱密封包装，以避免防锈缓蚀剂挥发过快而导致防锈失效。
3.3使用前清理
3.3.1采用防锈油防锈的机体由于是防锈油覆盖，使用之前需要进行清洗。
3.3.2采用气相防锈的机体密封较好且无防锈油覆盖，可以直接使用。
结束语
金属防锈技术仍在不断发展，以上阐述的各种防锈技术较多为传统技术，相信在不久的将来防锈技术会有所突破。对于铸铁材料的发动机机体，工序间防锈一般通过切削液即可实现，机体成品储存时间在1个月以上可以采用防锈油浸泡防锈，机体成品转运可采用气相防锈或防锈油防锈，可视客户需求而定。
参考文献:
[1] 王一建、王余高、黄本元、张康夫. 金属锈蚀原理与暂时防锈.化学工业除出版社,2018.
论文作者:柳俊锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/15
标签：防锈油论文; 机体论文; 锈蚀论文; 金属论文; 水分论文; 气相论文; 发动机论文; 《防护工程》2018年第20期论文;