中船重工第七一五研究所 浙江杭州310023
摘要：机械传动部件用钢的表面处理及镀层耐蚀性是至关重要的，需要对这些性能进行研究。可以通过对比镀锌基材、铬酸盐、无铬复合膜这三种表面处理方法研究机械传动部件的耐腐蚀性,从而清晰的认识到机械传动部件用钢的表面处理方法和镀层耐蚀性。
关键词：机械传动部件；表面处理；镀层耐蚀性
1.机械传动部件的表面处理
机械传动部件比较通用的表面耐腐蚀处理方法是镀锌，为了进一步提高其耐腐蚀性能，还可以在镀锌的基础上进行铬酸盐和无铬复合膜的处理。
1.1镀锌
镀锌指的是在金属，合金以及其他的材料的表面添加一层锌，目的是为了能够进一步的美观金属的表面，以及达到防治生锈的效果。我们经常采用的镀锌方法为热镀锌。锌在干燥的环境中基本不会发生太多的化学反应，而其在潮湿的环境中会形成一层致密的碱式碳酸锌膜。一般锌镀层防腐蚀性的好坏都跟镀层的厚度有关，一般我们都会对锌镀层进行钝化，染色等处理，目的是为了能够进一步的提高其防护性与装饰性。在进行镀锌处理时，镀槽中具有一定量的镀锌液，然后已经经过预处理的待镀件会作为阴极存在，而阳极是锌覆金属，两级分别通过直流电源的正负极进行连接。在通电以后，通过电位的差异可以实现电子的传递，从而达到镀锌的效果。
1.2铬酸盐
铬酸盐的表面处理主要是利用了铬酸盐的转化膜，铬酸盐具有较强的氧化性。通过铬酸盐的钝化处理可以使得金属的表面生成一层保护膜，从而减少金属的腐蚀。一般来说，我们为了有效的降低金属的腐蚀速度，都会选择一定的氧化性介质来对金属进行处理。该层保护膜的主要作用就是隔开金属和腐蚀介质，从而能够减少两者之间的直接接触。一般我们都是直接让铬酸盐溶液与金属进行作用，从而直接形成一层保护层。我们常采用的铬酸盐溶液为重铬酸钾溶液。
1.3无铬复合膜
无铬复合膜的表面处理是一种新型的处理方式，因为铬酸盐会对环境产生一定的影响，所以处于环保型的考虑，无铬复合模的表面处理应运而生。无铬钝化剂的主要组成部分为磷酸盐，钼酸盐，硅烷以及钛盐组成。通过用无铬钝化剂来对金属进行处理，同样也可以形成一层致密的微观结构，而该非铬酸盐膜层的防护效果比铬酸盐的防护效果还要良好，这主要是因为它形成的膜层是微裂纹结构。
2.表面处理对镀层耐蚀性影响
2.1锌粉对镀层表面耐蚀性的影响
要想了解锌粉对镀层表面耐腐蚀的影响，必须要实地研究。 通过实地考察可以看出锌粉完整的附着在镀层表面，可以隐约辨别出球形痕迹，但外层锌粉在外部的冲击下，变形比较严重呈片状结构并形成整体覆盖在零件外部。当零件外部受到冲击时，由于零件的变化，使其表面的锌粉受到不均匀撞击，导致锌粉铺展不均匀，从而使零件表面粗糙不平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而锌粉的粒度过大也会引起镀层表面粗糙不平、亮度差、镀层厚度也不均匀。如果锌粉的粒径过小，镀层表面质量及空隙密度虽然可以提高，但会导致PH值不稳定，这样锌粉的利用效率反而不高，也增加了施工成本。锌粉的粒度对机械传动部件用钢的表面处理有重要意义，所以应根据镀层的性质和厚度选择不同粒度的锌粉。
2.2铬酸盐的表面处理对耐腐蚀性的影响
用铬酸盐进行的主要目的是进一步的提高钢及其表面镀层的抗腐蚀性，从而能够使得相关的颜料以及涂漆可以更好的贴合到金属的表面。通过用铬酸盐对表面进行处理，可以使得金属表面免受到太多的污染，并且使其获得更加美观的外表。该溶液的主要成分为六价铬酸盐。用该溶液进行处理可能会对某些五金零件造成一定的伤害，但是对于不锈钢的五金零件其影响不大。
2.3无铬复合膜的表面处理对耐腐蚀性的影响
无铬复合膜的表面处理主要是利用了无铬的转化工艺，目的是为了减少铬酸盐的表面处理所带来的诸多危害。该方法具备一定的环保性，而且具备非常良好的发展前景。该方法使得金属的表面拥有了一层致密的保护膜，从而能够增加涂料的附和力以及金属的耐腐蚀性。由该方法所形成的保护膜具备更好的耐腐蚀性能，而且其操作过程也相对比较的简便。
3.耐腐蚀性的检验
机械传动部件的耐蚀性受很多因素的影响，在研究机械传动部件的耐蚀性时可以采用对不同表面处理样板进行盐雾试验的方法检验表面处理的耐蚀性。
3.1通过样板被腐蚀面积来检验耐腐蚀性
用样板被腐蚀的面积百分比作为参数，如果样板腐蚀面积很小，表明材料腐蚀耐腐蚀性很好。研究表明不同基板在中性盐雾中有不同反应，当盐雾喷雾时间为四小时左右，镀锌板基板就有40%的面积遭到腐蚀，随着盐雾喷雾时间的不断加长，镀锌板基材受到腐蚀的面积越大。而铬酸盐钝化膜在盐雾喷雾时间为4～72h时，表面没有受到一点腐蚀，展示出较强的耐腐蚀性。当喷雾时间不超过22小时时，无铬复合膜表面没有遭到腐蚀，但当喷雾时间在48到72小时之内，无铬复合膜表面会受到一点点腐蚀，根据机械传动部件使用要求，基板必须经过处理在72小时盐雾持续喷射下，腐蚀面积小于5%，即为合格，由此可见，无铬复合膜是符合要求的。通过试验，可以明确观察出在经过72小时中性盐雾的喷喷射后无铬复合膜表面没有受到严重的腐蚀，但镀锌基材表面却受到严重腐蚀，铬酸盐表面也较为平整光滑，没有明显的腐蚀痕迹，通过实验可以得出无铬复合膜、铬酸盐耐腐蚀性能比较好。
3.2通过醋酸来检验耐腐蚀性
把醋酸PH值控制在合理范围之内之后，在材料上滴上醋酸观察材料的反应，变黑时间越短腐蚀性能越差。当镀锌基材、铬酸盐和无铬复合膜滴上醋酸时，镀锌基材5秒后开始变黑，70秒过后全部变黑。而铬酸盐开始变黑，时间为120秒完全变黑时间为750秒无铬复合膜开始变时间为60秒，完全变黑为900秒。通过对比分析铬酸盐、无铬复合膜比镀锌基材开始变黑和完全变时间高很多，说明铬酸盐和无铬复合膜较镀锌基材有更好耐腐蚀性能。
4.结束语
要想机械传动式用钢耐腐蚀性更好的话，可以采用铬酸盐和无铬复合膜来进行保护，对表面进行一系列复杂的钝化处理，使表面行成一层厚厚的保护膜防止部件表面与空气接触产生一些不良现象，影响部件的使用寿命，对表面进行保护可以减少损失，提高部件使用效率。机械传动部件用钢的表面处理及镀层耐腐蚀性是至关重要的，必须采取一些措施来防止这些问题的发生，从而促进机械传动部件更好的发展。
参考文献:
[1]涂元强,陈耀红,钟新华.建筑用结构级热镀锌板的研制[J].钢铁研究, 2005(3):28-30.
[2]冯瑞沁,衣守志,董世文.硅烷无铬钝化膜的耐腐蚀性能及成分探究[J].表面技术,2014,43(6):53-57.
论文作者:徐亚洲
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第06期
论文发表时间:2019/6/21
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