返回            
                 
   
模具防锈解决方案    
         
  作者:周东  
         
     

  (一)腐蚀的代价

  金属制品被腐蚀后所造成的损失究竟有多大?美国的CC Technologies和NACE International(国家腐蚀学会)在2001年发布的一份研究报告中指出:美国每年因腐蚀而要支出2760亿美圆,占其GNP(国民生产总值)的3.14%。该报告激发了全球,包括中国在内,对于腐蚀问题的关注。各国的相关研究表明:腐蚀相关的支出平均为1~5%GNP。
腐蚀的直接成本由两方面组成:

  1. 设计、制造和建设。
    产品或工程的设计阶段为了降低腐蚀的影响,在选择材料时选用耐腐蚀的不锈钢代替较便宜的易被腐蚀的碳素钢,或者仍然使用原来的普通材料而适当地增加壁厚,以提高腐蚀宽容度。更为常见的方式是,采用延缓或阻止腐蚀的材料,比如镀层、密封剂、防锈剂、阴极防蚀等等,对产品或工程进行额外的处理。
  2. 管理。
    对产品或工程进行定期检测,并视其受腐蚀的程度而采取相应措施进行维护保养,情况严重的还需要修理,甚至更换新件!因此,增加了备件的库存数量,同时需要另外安排人员执行受损部件的复原处理。
 
   
(图一)
   
 

  腐蚀是个费钱的问题,而如果不采取措施的话将会更费钱!”
  美国的防腐蚀专家Gerhardus H. Koch在报告中指出:“尽管有汽车工业里显而易见的成就,但在更多的工业领域里人们还持有偏颇的看法,把腐蚀问题当做是一个维修问题而不是可以预防的。必须强调腐蚀预防而不是修复,在这一点上人们做得远远不够。不仅如此,腐蚀的代价是如此之高,以至于它不能也不应该被视作是一个单纯的维护范畴的问题。”

  对于企业来说,其防腐蚀战略应该从两个层面上来制订:非技术的和技术的。

  非技术层面:
    1、增加对腐蚀引起的巨大损失的认识,和防腐蚀可以节约开支的认识;
    2、改变人们认为“对于腐蚀是无能为力”的落后观念;
    3、通过改变政策、规章制度、企业标准和管理实践来推行有效的腐蚀管理,从而降低腐蚀所造成的支出;
    4、改进在腐蚀控制方面对员工的教育和训练。
  技术层面:
    1、采用先进的设计实践来改善腐蚀控制;
    2、采用先进的寿命预测和性能评估方法;
    3、研究、开发和实施先进的防腐蚀技术。


(二)防腐蚀的基本知识

  金属腐蚀的种类按照机理分为:化学腐蚀(如金属在高温干燥气体中或非电解质溶液中的腐蚀),电化学腐蚀(如金属在大气、土壤、电解质 的腐蚀)。按环境可分为自然环境腐蚀(大气腐蚀、土壤腐蚀、微生物腐蚀、天然水腐蚀)、工业环境腐蚀(金属在酸、碱、盐溶液中的腐蚀和各种工业水中的腐蚀)。按形态可分为全面腐蚀(分布于整个表面,致使金属大范围内减薄)、局部腐蚀(分布于局部区域,电偶腐蚀/点腐蚀/缝隙腐蚀/晶间腐蚀/选择性腐蚀/丝状腐蚀)、力学和环境共同作用下的腐蚀(应力腐蚀断裂/氢损伤/腐蚀疲劳/磨损腐蚀)

  对于自然环境腐蚀类中的大气腐蚀研究表明,腐蚀速度与金属表面的水膜厚度密切相关。(见图一)

  示意图分为4个区域:

  1. 区域(I)“干的大气腐蚀”:腐蚀速度较低。
    在这种条件下,金属表面可形成氧化保护膜。当膜系为多孔性时,因为附着性差而导致化学腐蚀,比如常见的碳素钢材料。
  2. 区域(II)“潮的大气腐蚀”:腐蚀速度加快。
    当湿度超过临界值,比如70%时,金属表面会形成不可见的液体膜,成为电解质溶液而导致电化学腐蚀。
  3. 区域(III)“湿的大气腐蚀”:腐蚀速度略降。
    金属表面会形成可见的水膜,如果腐蚀产物是可溶性的,则会增加电解质的导电率,使金属腐蚀得更快。然而,与此同时,氧的去极化作用减缓使得腐蚀速度下降。
  4. 区域(VI)“水溶液全浸腐蚀”:速度趋缓。
    液膜进一步加厚,等同于金属全浸在水中。同时,氧的去极化作用趋于稳定,腐蚀速度变的平缓起来。

  工业环境下大气腐蚀的产生与大气中的污染物有关,其中二氧化硫(SO2)的影响最大!硫化氢(H2S)会导致金属变色,氯气(Cl2)和氯化氢(HCl)的影响也比较大,而二氧化碳(CO2)和氨气(NH3)则影响性一般。
海洋大气腐蚀与大气中的含盐量有关:离海岸越近,含盐量越高。

  为防止大气腐蚀,可采取的方法有以下几种:

  1. 提高金属的抗蚀能力:改变组份、提高表面光洁度、热处理、表面处理工艺、改变表面形态;
  2. 使金属表面形成转化层和加上保护层:化学及电化学转化层(氧化、磷化、氟化、铬酸化)、表面合金化(氮化、渗铝、渗铬、渗氮)、金属镀层(电镀、复合镀、喷镀、化学镀、离子镀、气相镀、包镀、渗镀)、非金属镀层(有机涂层-橡胶、塑料、涂料,无机涂层-搪瓷、陶瓷);
  3. 电化学方法:阴极保护、外加电源;
  4. 控制环境条件:干燥空气封存、充以惰性气体、远离、清除腐蚀介质气氛或降低其腐蚀性;
  5. 有效的防锈材料:防锈水、防锈油脂、气相缓蚀剂、可剥性塑料、包装用纸类(涂蜡纸、气相防锈纸)。

  对于金属、金属制品及其零部件为防止其生锈而进行保护所用的材料称为防锈材料。而这些产品在投入使用时,须去除这类防锈材料,这种防锈技术称为“暂时性防锈”。国外的一些工业强国制订了相关标准,比如日本工业规格JIS Z 0303-1985、美国军用标准MIL-P-116J(1991)、英国BS1122包装法规。


(三)模具行业的防锈

   国内的模具生产和使用在改革开放后发展十分迅速!对于钢材的需求和用量也是年年保持增长势头,相比国外的模具同行高度重视腐蚀管理,不断采用并改进最新的防腐蚀技术,我们基本停留在“涂油就可以了”的阶段,仅有极少数富有“国际眼光”的优秀企业投入资金和人力建立腐蚀管理体系。
  德国作为欧洲模具的中心,不但模具制造技术水平领先其他地区,而且模具使用和维护经验丰富。如何解决模具使用寿命期间的防腐蚀问题,德国布翰化学科技有限公司有着针对性的解决方案。
  超级防锈剂“安地科”(ANTIKOR)是布翰推出的,受到市场广泛赞誉的长效力高性能金属材料防锈产品。它含有的防锈有效成分来自于布翰工厂独有的人工合成工艺,是一种无杂质的化学混成物质,区别于市场上利用天然油脂类物质作为腐蚀隔断介质的常见产品。这类油脂类防锈产品存在的最大缺陷是作用时间比较短。天然矿物油及油脂含有多种杂质成分,在制成产品中并不能清除彻底,使用时形成于金属表面的保护膜,在阻断外界环境腐蚀的同时也受到大气中氧分子的分解影响,慢慢地变硬、结壳,进而在膜的表面上龟裂开来,金属表面被暴露而失去保护。“安地科”产品中含有的高科技人工合成化学物,具有很强的均匀附着力,这就意味着它在金属表面所形成的保护膜不会从垂直面上流淌下来,让用户可以方便可靠地保护模具或其他金属物品的所有表面。这层特别的化学合成物质对于空气中的分子呈现出惰性反应,不会受到化学影响,所以被保护的金属表面能够安全地隔离起来,避免腐蚀生锈。经过实验室的测试和对用户使用效果的跟踪,有“安地科”保护的产品在室外环境中能存放三年以上时间。远远超出了人们对于防锈产品效能期限的一般认识!

  由于历史原因,国内的防锈产品水平基本停留在使用普通矿物油或者油脂进行简单提取,有的“山寨”厂甚至使用回收的杂质油品来提炼。这些产品普遍存在着防锈效果差、时间短的问题,其中所含有的重金属杂质更会让使用者的健康受到长期的不良影响。近些年来,国家职业安全和卫生的相关部门单位越来越重视工人作业环境的改善,不少模具出口企业也认识到海外客户对环境及职业健康认证的必要性,已经开展了绿色环保产品替代行动。可以预见,类似“安地科”这样,即对人体和环境友好,又具备高性能的化学合成产品必然成为国内市场的“香馍馍”!
 
                   
 
                 
  关于易供网,如需要了解更多信息,请访问公司网址: http://www.supply-E.com    
          版权所有 深圳市高驰科技有限公司