环保金属耐腐蚀处理液及其制备方法概述

李萌

摘 要 本文主要分析和研究环保型金属的耐腐蚀处理方法，希望能够对相关从业人员有专业上的帮助。

关键词 环保金属;耐腐蚀处理液;制备方法

1金属腐蚀的分类

金属腐蚀主要是一个化学过程。通常，金属的腐蚀过程主要受两类影响：分别是化学机理和电化学机理。化学腐蚀基于异质化学反应的机理，其中金属直接与试剂分子（例如氧气，水和酸）相互作用。金属的电子通过氧化反应和还原反应从金属上转移，这个过程免去了共轭电化学反应，电子的转移能够更加快捷。比如，金属和其他不导电的液体进行相互作用造成了金属的腐蚀，影响了金属的特性。造成金属化学腐蚀的主要原因是气体的腐蚀作用，也就是平常常见的氧化作用，或者是金属和例如二氧化硫，硫化氢等反应性气体介质在一定温度条件下产生的化学作用。电化学反应是平常最常见腐蚀作用，大多数金属都会受到腐蚀作用的影响。自然条件下，金属会受到海水，土壤，地下水淹没覆盖，或者接触潮湿的空气，酸雨等。在金属破坏的整个过程中，具有电子转移的腐蚀称为电化学腐蚀[1]。

2金属腐蚀造成的危害

腐蚀可以说是蔓延到了很多领域的方方面面，对于国民经济的各个方面都会造成无法估量的巨大损失。最重要的损失就是对于机械设备零部件的腐蚀作用。各种腐蚀机器或其零件的总成本。进行交换工作所需的各种运输管道、金属屋顶以及消耗的各种人力物力产生的成本损耗。据估计，全世界每年被腐蚀破坏的金属总量高达上亿吨，占世界金属总产量的很大一部分。在现在经济社会中，各类金属都具有广泛的应用，与之相对应的是金属的腐蚀问题也越发严重。数十年来，科学技术的进步不断催生着金属的巨大需求，20世纪80年代的金属腐蚀量比40年代增长了将近100倍。根据相关统计显示，由于腐蚀而导致的各种金属设备的全球消耗量超过了金属年总产量的30%。同时，还有更多的间接的损失也是难以估量的。例如，由金属部件损坏引起的损失要远远大于由金属材料破坏引起的损失;在很多发达的工业化国家，每年因金属腐蚀造成的损失甚至占到国民生产总值的一部分[2]。我国由各种金属腐蚀造成的直接或间接的经济损失可能高达上百亿。比如，金属部件的服饰问题造成了大量机械设备的损坏，难以继续加以利用，并且维修的成本也非常巨大。这一现象在工业国中尤为明显，每年因为金属腐蚀问题造成的经济损失都是一个巨额的天文数字，是国家工业体系难以承受的损失。

3金属预处理

在机械加工和运输的各种过程中，金属的表面不可避免地会发生腐蚀以及油污和污染物等问题，因此需要做好表面清洁。

金属加工表面的类型不同，根据其性能可分为三类：溶剂清洁，机械清洁和化学清洁。根据具有不同氧化程度的金属表面，必须采用不同的处理方法。例如，可以使用用于薄氧化物层的溶剂，机械处理和化学处理，或者可以直接使用化学物质。对于重度氧化的金属表面，由于使用直接溶剂清洁和化学处理时的氧化层很厚，不仅不能有效地处理氧化膜，还浪费了很多清洁剂和化学药品，因此最好先使用机械方法。

溶剂清洗是用溶剂清洗金属表面的一种处理方法。通过这种方法，可以有效地去除工件表面上的油渍，杂质和氧化物层，从而使工件表面清洁。清洁溶剂后，金属表面非常活泼，更容易受到灰尘和湿气的污染。为了提高工件的耐腐蚀性，应使用喷涂，喷涂等表面对工件进行平滑处理。

机械操作可有效去除金属零件上的铁锈，焊渣和氧化物沉积，降低焊接张力，提高不锈钢涂层与金属基材的黏合强度，并提高金属零件的防腐性能。

化学处理包括磷酸盐处理，铬酸盐处理，阳极氧化等。化学药品（液体）用于去除金属表面的氧化物和污染物，形成保护膜，使金属表面保持清洁和光滑。具有加工工件效率高，经济，质量稳定的特点。

金属表面清洗工艺可以满足人们对金属零件的耐腐蚀，耐磨性，装饰和表面粗糙度的需求，在金属零件制造业的发展中起着重要的作用。

4金属表面处理工艺

4.1 磷化工艺

磷化处理具有许多优点。磷化膜具有良好的吸附能力，并且该膜具有微孔结构能够紧密结合油墨和印版;电泳漆可与磷酸盐底材牢固结合，其防腐性能极佳。废物处理过程非常复雜困难。其中含有大量有害的重金属离子，例如锌，镍和锰等。在环保节能的压力下，磷化工艺正面临越来越严峻的挑战，将逐渐被涂装行业中的其他新工艺所取代[3]。

4.2 陶化工艺

陶化工艺是近年来开发的一种用于处理金属表面的新颖工艺，它使用锆盐在金属表面上沉积晶体从而形成纳米级别的致密陶瓷膜。在处理过程中几乎没有沉淀和固体残留物，并且该工艺可用以处理很多种类的金属基材。陶化过程中形成的陶瓷膜的颜色取决于材料的pH值，处理时间和试剂浓度等。不同的条件会显示出金属基板的不同颜色，这更容易与金属基板的颜色区分。金属表面陶化工艺可以节省磷化工艺中的表面适应过程，减少预处理过程中化学品的消耗，并节省加工时间。

沉淀的锆酸盐水合物在金属表面上形成膜状物质。该膜使用[Zr]作为膜的晶核，以不断积累锆酸盐来扩大晶核并形成晶粒。许多晶粒堆积在金属表面上并形成纳米陶瓷膜。陶化工艺和硅烷化工艺之间有很多相同的地方，它们都不含重金属，磷酸盐或其他污染物，几乎没有残留物，不需要表面适应，加工时间短，从而提高了生产效率，并且在降低成本，节能减排方面具有显著优势。与此同时，它也可以用于处理各种各样的材料。

5结束语

环保金属通常被用于现代经济的很多领域。为了防止对环保金属的腐蚀，腐蚀防护技术会使得金属表面形成钝化膜，从而造成严重的环境污染，并且对人体造成严重的破坏。世界各国都有限制或禁止使用铬酸盐钝化技术的准则和法规，并要求使用环保的腐蚀防护技术。

参考文献

[1] 敖璘琳.电解槽乳突板电镀镍合金工艺及中试研究[D].湖南大学，2017.

[2] 胡巧玲.碳钢表面硅烷杂化涂层的制备及性能研究[D].武汉理工大学，2014.

[3] 李鹏.喷涂陶瓷涂层316L不锈钢的耐熔锌腐蚀性能[D].内蒙古工业大学，2013.