电镀、化学镀、热喷涂、热渗镀层的防腐蚀性能及其应用（一）

点击数：867发布时间：2015-09-07 08:34:19　

一、电镀

  电镀是一门历史悠久的表面处理技术。电镀层可分为防腐蚀用、装饰用和功能性镀层。像镀Au、Ag、Cu-Zn、Cu-Sn等主要用作装饰；镀Zn、Sn、Cu-Ni-Cr等主要用于进步基材的防蚀性；硬Cr、Ni-Fe、Ni-Co等镀层则属于功能性镀层。同一镀层可能具有两种或两种以上的用途，如Cu-Ni-Cr多层镀层主要用途是防腐蚀，但它又具有装饰、耐磨的功能。在此仅就防腐蚀用电镀层作扼要的先容。

  电镀层通常只适用于防止大气腐蚀，故一般都是阳极性保护镀层，其原理是使阳极优先腐蚀从而保护了基体材料。电镀锌层是典型的阳极性镀层，由于其镀层厚度(一般不能超过20μm)所限，故主要应用于小五金工件及磁性材料的室内保护。经铬酸盐钝化处理后，其防腐蚀性能大幅度进步，优良的锌镀层可抗250h～300h的中性盐雾试验，可用于中性大气的室外防护，但在恶劣的产业大气和沿海天气中防腐性能就比较差。最近开发的Zn-Ni、Zn-Fe电镀层，尤其是Zn-Ni电镀层，当镀层中Ni含量达6%～10%时，5μm～8μm的镀层彩镀后可取得极好的防腐蚀效果。此合金电镀层可抗1500h以上的中性盐雾试验，现已广泛应用于户外的电器及电力输送设备部件等的保护。

  镀锡层的电位比铁正，属于阴极性镀层。但它能和有机酸形成络合物，因此在有机酸环境中镀锡层变成阳极性镀层，但腐蚀率很低，不会因其孔隙而穿孔，被广泛用于罐头产业。

  阴极性镀层，如Ni、Cr等，尽管自身耐蚀性优良，外表亮丽，但由于孔隙的存在，会因大阴极小阳极的存在而加快基体金属的腐蚀。为克服此弊病，常采用多层电镀工艺。如三层镀镍工艺，通过控制添加剂的成分和浓度，使镀镍层中的含硫量存在不均，导致由内到外镍层电位递减，从而使镀层内有阳极保护效应。此外还有为增加隔离作用，减少孔隙率的复合电镀层，如Cu-Ni-Cr等复合电镀层。

    二、化学镀

  化学镀又称无电解镀，它不同于化学转换镀层，其沉积过程不是通过界面固液两相间金属原子与离子的转换，而是利用液体中的还原剂与氧化剂即金属离子进行氧化还原反应，在催化表面沉积形成金属或合金镀层。与电镀相比，化学镀最明显的特点是均镀性好，任何复杂的部件均能产生均匀的镀层。
  实现化学镀的关键是选择对应金属离子的还原剂。最常用的还原剂有次亚磷酸钠、甲醛、硼氢化钠以及胺基硼烷类和肼类衍生物等。此外，化学镀还应有络合剂、缓蚀剂、促进剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂。已有Cu、Ni、Co、Ag、Au、Pu、Pt等化学镀层用于各种场合。化学镀层往往是金属元素与还原剂的某一元素共沉积的镀层，如Ni-P、Ni-B、Co-P等，其镀层性能与纯金属层有较大差别，有很多优异的特性。如化学镀Ni-P镀层可为非晶态镀层，而Ni镀层为晶态镀层，故Ni-P镀层在耐蚀性、耐磨性能上均优于纯Ni镀层。

防腐蚀用的化学镀层主要是Ni-P化学镀层。Ni-P化学镀层的防腐蚀性在很多生产部分得到广泛应用。油田采油设备和输油管道上广泛采用Ni-P化学镀，试验证实，Ni-P镀层在含H2S的石油和自然气环境中有非常好的耐腐蚀性。例如美国西得克萨斯油田的低合金钢管道，由于腐蚀和磨损，使用寿命不到6个月，采用50μm～75μm的Ni-P镀层保护后，使用寿命可延长到2～4年。中东油田用的普通钢球阀，最多能用3个月，而镀75μm Ni-P镀层的球阀用了2年仍完好如初。江汉油田所用的污水铸铁泵，使用不到3个月，即穿孔报废，改用1Cr18Ni9Ti后使用20个月出现严重的点蚀和晶间腐蚀，而用铸铁泵外表镀50μm的Ni-P镀层，使用20个月后，除叶轮棱角出现腐蚀外，其余部位未见腐蚀。化学镀泵的本钱只有不锈钢泵1/10。

大型化工设备如反应釜、管式换热器，采用化学镀层亦取得了良好的保护效果。金陵、扬子、高桥、大庆等石化公司对部分焦化炼油的换热器进行了化学镀Ni-P保护，使用寿命普遍从6个月进步到2年以上，取得了良好的经济效益。

除石油化工领域外，在印刷机械、印染机械上的导辊都逐渐用耐腐蚀耐磨损的Ni-P镀层替换传统的硬铬镀层。

化学镀Ni-P技术的产业化应用在我国时间不长，已逐渐地被人们所认可，有着广阔的发展远景。