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1、第八章、鍍層的腐蝕與防蝕 一. 腐蝕的概： 在一般人的觀，腐蝕就是指生銹，或者腐蝕就是氧化造成的，其實並那麼單純。鋼 鐵及其合的腐蝕現象才能稱之為生銹 ( 生鐵銹 ) ，而單純的氧 ( 或者是單純的水 ) 是 無法腐蝕屬的。環境是造成屬腐蝕的最大因素，人們常接觸的環境就是大氣，即使 單純的大氣也因鄉村、市、工業區、沙漠、寒帶、熱帶、海上 ( 海邊 ) 等而有很大的 差，進而影響腐蝕的速，空氣中引起腐蝕的主要成份為氧氣、水氣和有害雜質。 屬在大氣中的腐蝕過程是一種電化學過程，當大氣中水氣附著在屬表面形成薄薄的水 膜 ( 成為電解液 ) ，如果再吸收大氣中的氧及有害雜質 ( 如SO2、CO2、Cl
2、-) 以後，就會 使屬的電化學腐蝕加速的進。因此屬在乾燥的空氣中是會有腐蝕作用，以及 屬在沒有氧的水中也會有腐蝕作用。 二. 腐蝕的形態： 絕大部份屬的腐蝕過程均有電子的移轉為，因此可以視為一種電化學反應。腐蝕的 分法很多，在此就以 Fontana 式的第四分，簡單明其八大腐蝕形態。 1.均勻腐蝕：這是最簡單的一種腐蝕，屬表面出現一層均勻的腐蝕產物，一般鋼鐵在 大氣中的生銹均屬均勻腐蝕。 2.伽凡尼腐蝕：或稱之為種屬腐蝕，種同屬偶和接觸時，化學性質活潑的 屬會加速腐蝕，惰性比較大的屬則減慢腐蝕，如電鍍層所產生的腐蝕即是屬於此 3.間隙腐蝕：屬的隙縫處因滯通，缺少氧氣，形成氧濃差電池，特別容腐蝕
3、 。如鋼管凸緣和墊圈接觸地方，如果有鹽滲入，則間隙腐蝕會加速化。 4.孔穴腐蝕：簡稱孔蝕，它發生在鈍化屬 ( 如銹鋼 ) ，在氯子溶液中 ( 海上或海 邊 ) 會發生極集中的腐蝕，在表面形成四處散步的孔穴。原因其一是氯子半徑很 小，很容穿過保護膜 ( 氧化膜 ) 造成腐蝕。其二氯子的水和能很小，容被屬 吸著，阻礙屬與氧化劑的作用。 5.晶界腐蝕：屬晶界附近的化學活性比較強，因此容發生腐蝕。如屬銲接處因受 高溫而原有晶格變。 6.選擇性侵蝕：合中的某一元素被選擇性的侵蝕，通常是化學性活潑的成份被淬取出 ，如黃銅為鋅銅合，在一般水溶液環境，其中的鋅因腐蝕而單獨析出。 7.沖磨腐蝕：屬在動的腐蝕環境
4、中，因為沖擊而產生的加速腐蝕結果。如屬管之 轉彎道處。 8.應腐蝕：當應與腐蝕環境同時存在，屬將會逐漸在達到斷之前提早破。如 振動的振幅是一種應的存在，它會加速腐蝕的進。 三. 腐蝕的因素： 對電鍍層之腐蝕可以大部分為伽凡尼腐蝕效應所致，然而在電鍍層的抗腐蝕之高低則 決定下四項因素： 著作者：ALLAN CHIEN 版本： 版 日期：200201月01日 頁次： 本教材之著作權乃屬恆伸工作室所有，未經允許得任意翻印 第八章、鍍層的腐蝕與防蝕 1.第一項為鍍層本身化學性質。如果鍍層的活性比底層大，則鍍層本身遭受腐蝕。 2.第二項為鍍層之厚。鍍層之抗蝕性常為鍍層厚之線性函，鍍層厚越厚，抗蝕 性越好
5、。 3.第三項為鍍層的孔隙。鍍層雖然為一肉眼觀之完整密緻之屬膜，但是放大觀之， 仍有許多縫孔穴。 4.第四項為鍍層身處的環境。再小的、再少的孔隙之鍍層，再厚之鍍層，遇上 的環境 ( 潮氣、氧氣、游酸霧等 ) ，一樣抵擋腐蝕。 四. 接器電鍍的腐蝕： 在接器的電鍍經常到的電鍍規格有： 1.銅合 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳。 2.銅合 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳鍍。 3.銅合 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳鍍錫鉛。 4.鐵材鍍銅鍍鎳。 5.鐵材鍍銅鍍錫。 由附表可知，在1.項中銅合較活性會被腐蝕。在2.項中銅合為較活性會被腐蝕，因 由於比1.項多鍍一層，而加大電位差，所以腐蝕速加快 ( 特別是鍍薄 )
6、 。在3. 項中錫鉛為較活性會被腐蝕。在4.5.項中鐵材為較活性會被腐蝕。 五. 如何防蝕： 由於電鍍規格乃為無法改變之事實，我們就針對製程上、環境上提出一些治本與治標之 方法，作為考。 1.如何低孔隙： 1低電密。在合適的電密與產速作一平衡調整。也就是希望快速生產 下必需加長電鍍時間 ( 電鍍槽長 ) ，盡少用極高電密。 2增加電鍍時之攪拌能，低針孔發生或適時添加適濕潤劑。 3使用脈衝整器，讓鍍層結晶顆緻，孔隙縮小。 4中間鍍層電鍍膜厚在規格範圍內 ( 如鎳 ) ，盡電鍍在上限膜厚。 5使用有機薄膜之封孔劑 ( 因考電接觸性能 ) ，建議使用非水溶性之封孔劑，因日 後阻絕水分能較強。 2.如
7、何加強環境： 1電鍍完成後，務必用純水清洗乾淨 ( 特別在強酸電鍍製程 ) ，必要時可以搭配水 功能及使用超純水。 2生產後盡要用手直接接觸鍍層。因為人的手有汗液，汗液中除水分外，尚有鹽 分、鉀鈣鎂、酸、素、液體脂肪、乳酸、檸檬酸等之混合微酸液。當汗液與鍍 著作者：ALLAN CHIEN 版本： 版 日期：200201月01日 頁次： 本教材之著作權乃屬恆伸工作室所有，未經允許得任意翻印 第八章、鍍層的腐蝕與防蝕 層表面接觸時，會在屬表面形成汗液膜，對屬起電化學腐蝕。工作中無法避 免手接觸，則建議每隔二小時以肥皂清洗一次，並且擦拭乾燥或者塗上生物手套， 以暫時控制汗液的分。 3電鍍後之製品應即
8、撤出電鍍現場 ( 間 ) 。因為電鍍現場的酸氣、濕氣、溫 相當高，會加速鍍層的腐蝕。 4儲存、檢驗電鍍品的環境，應隨時保持恆溫、低濕、乾淨的空氣。裝設空調、除 濕機，防止灰塵進入。因為灰塵中含有大的碳，容吸收空氣中之二氧化，造 成加速腐蝕。 著作者：ALLAN CHIEN 版本： 版 日期：200201月01日 頁次： 本教材之著作權乃屬恆伸工作室所有，未經允許得任意翻印 第八章、鍍層的腐蝕與防蝕 一般常用屬在海水中的伽凡尼腐蝕電位順序 活 性 純屬的標準電極電位 Au ? Au + +1.680 V Au ? Au +3 +1.498 V Pt ? Pt +2 +1.200 V Pd ? P
9、d +2 +0.987 V Ag ? Ag + +0.799 V Hg ? Hg +2 +0.789 V Cu ? Cu + +0.520 V Cu ? Cu +2 +0.337 V As ? As +3 +0.300 V Bi ? Bi +3 +0.200 V Sb ? Sb +3 +0.150 V H2 ? H + 0.000 V Platinum Glod Graphite Titanium Silver Chlorimet 3 (62-Ni、18-Cr、18-Mo) Hastelloy C (62-Ni、17-Cr、15-Mo) 18-8 Mo stainless steel (鈍化)
10、 18-8 stainless steel (鈍化) Chromium stainless steel 1130% Cr (鈍化) Inconel (鈍化) (80-Ni、13-Cr、7-Fe) Nickel (純化) Silver solder Monel (70-Ni、30-Cu) Cupronickels (6090-Cu、4010-Ni) Bronzes (Cu-Sn) Copper Brasses (Cu-Zn) Chlorimet 2 (66-Ni、32-Mo、1-Fe) Hastelloy B (60-Ni、30-Mo、1-Mn) Inconel (活化) Nickel (活化)
11、 Tin Lead Lead9-Tin solder 18-8 Mo stainless steel (活化) 18-8 stainless steel (活化) Ni-Resist (high Ni cast iron) Chromium stainless steel 13% Cr (活化) Cast iron Steel or iron 2024 aluminum (4.5-Cu、1.5-Mg、0.6-Mn) Cadmium Commercilly prue aluminum Zinc Magnesium and alloy 惰性或陰極 活性或陽極 Fe ? Fe +3 -0.040 V
12、 Pb ? Pb +2 -0.126 V Sn ? Sn +2 -0.136 V Ni ? Ni +2 -0.250 V Co ? Co +2 -0.277 V Tl ? Tl +2 -0.336 V In ? In +3 -0.340 V Cd ? Cd +2 -0.402 V Fe ? Fe +2 -0.441 V Cr ? Cr +2 -0.560 V Cr ? Cr +3 -0.740 V Zn ? Zn +2 -0.762 V Mn ? Mn +2 1.180 V Al ? Al +3 -1.662 V Mg ? Mg +2 -2.363 V Na ? Na + -2.714 V Ca ? Ca +2 -2.870 V Sr ? Sr +2 -2.900 V Ba ? Ba +2 -2.900 V K ? K + -2.924 V Rb ? Rb + -2.930 V Li ? Li + -3.045 V 著作者：ALLAN CHIEN 版本： 版 日期：200201月01日 頁次： 本教材之著作權乃屬恆伸工作室所有，未經允許得任意翻印
