金属制品防锈工艺

金属制品防锈工艺1前言各种金属材料,从出厂、运输到使用的过程中,要经过一段较长的周转时间,库存金属材料也需要一定的贮存量,在这期间如果不注意防锈,就会因锈蚀增大损失,一般大气中钢的平均侵蚀度每年为0.05～0.15mm;钢材锈蚀深达百分之一时,其强度要降低5～10%;因此,做好原材料的防锈工作不仅能节约大量钢材,又是提高产品质量,降低生产成本的一个重要环节;金属原材料与其它制品相比,它的防锈法具有如下特点：a90%以上的金属材料都是钢铁,存放的条件一般较差,又无包装,受到风雨和尘埃的直接侵蚀,极易生锈;b库存材料数量多,吞吐频繁,各种钢板、钢管、型钢等裸露面积大,防锈工作量大,这就要求防锈方法简单,防锈材料来源广;c贮存期虽然长短不一,但长的可达数年,这就要求防锈材料有较长的防锈期;d金属原材料要分别进行各种加工,所采用的防锈材料有较长的防锈期;e钢材本身价格是不高的,这就要求防锈措施费用低廉,近年来我国很多单位贯彻“以防为主”的方针,试验和采用了一些有效的防锈方法,下面就将这些方法作一简单介绍,应当指出,金属原材料的防锈工作是与保管知识、管理制度分不开的;因而防锈方法也包括了许多管理问题;2金属材料防锈的一般方法2.1金属材料应尽量放入库内保管,特别是小型钢材、薄板、精密管材、焊丝、焊条、有色金属等应当存入室内;存放处保持清洁干燥,并远离产生有害气体的粉尘的厂房,不同种类的金属在同一地点存放时间应有明显的间隔距离,防止发生接触腐蚀;2.2严格入库要求：在材料入库时,对材料进行严格检查,做好金属材料的表面清理工作,清除水迹、油污、泥灰等污物,发现有锈蚀的要及时除锈;该涂油的就涂油,经过妥善处理才能入库,在入库堆集时,还要注意按材料或防护要求的不同分类堆放,以便进行下一步的防锈处理;对于已有防护层或包装的金属材料,必须加以保护,避免损坏,已经损坏者应予以修复,加固或者更换;2.3保持库房干燥,做好防潮工作,金属材料通常在相对湿度为70%以下时,其腐蚀速度就明显减少,因而降低库房相对温度,也是保护金属的有效方法,这对于有色金属和某些不能涂油的材料,如焊条等,更为重要;常用的降低库房相对湿度的方法有：（1）库房自然通风;依靠门、窗、风洞的启闭,随着空气的流动自动交换,当天气晴朗,有干燥的风或是虽是阴天,但有干燥的风时,可以通风,而在雨天或雨后初晴,空气中湿度大,就不宜通风; （2）密闭库房;选择适当时期,即库房温度低,湿度小的情况下,将库房、窗、缝隙堵塞密闭,以减小库内外气流流通和避免杂质尘埃进入,这样就可以控制温、湿度的争剧变化;（3）用吸潮剂（如生石灰、氯化钙、木炭、炉灰等）或机械通风等控制库房温、湿度;生石灰可用木箱、竹篓等盛放,置于剁底或四周,不要与材料直接接触,生石灰吸潮放热,注意管理,潮湿的应即使更换,石灰用量每100m2为23~25kg;氯化钙吸水效能高,使用时放于竹制（或木制）空筛上,上面接以瓦盆或容器,以使氯化钙吸潮融化后,滴在容器内,融化的氯化钙可用火煎熬,是水分蒸发后仍可继续使用;硅胶因价格较贵,只用于贵重物质的保管,使用时装入布袋置于箱内,吸湿后可烘干再用;木炭或炉灰可盛于箱内,放置在剁底或剁边;对于贵重物质或仪器仪表,如发现受潮,可放进密封小室或厨内,用红外线灯泡或100W以上的白炽灯泡,进行提湿法去潮,但要十分注意,其温度不要超过38度,要有专人看管,以免发生事故;2.4密封堆垛密封的目的是使钢材与雨水,潮湿空隔离,密封用得材料是各种纸（油纸、水泥袋纸、桑皮纸）,用水柏油做粘合剂,这种方法用于钢材四周和管材端口,用桑皮纸和水柏油封贴的中型钢板,可保持一年半左右不锈,但桑皮容易破裂,要注意及时修补,在密封时要选择干燥天气,绝对湿度要小,潮湿天气效果不好;2.5加强检查工作、及时处理问题按照检查制度,除进行日常的定期检查外,还要进行不定期的、季节性的各种检查,特别是雨露、风霜发声前后应注意检查,通过检查掌握防锈保护等情况,正对存在问题,及时处理解决;采取了防锈措施,也只能起到减缓锈蚀的作用,因此,保管具有一定期限,宜贯彻“先进先发,转换发货”的原则;3防锈涂层过去露天贮存的钢材主要采用油皮、废铁皮、席堋等遮盖方法防锈,时间表明,这种方法费工、费时、效果也不好,目前多数单位采用喷涂各种防锈油代替遮盖方法,收到较好的效果;干性硬膜防锈油是使用最广的一种涂层,它由成膜剂、防锈添加剂和溶剂配置而成的,自干后在金属表面形成硬膜保护层,一般都是使用单位根据原料来源自行配置,也有的工厂利用废料生产后出售;下面举例给予介绍：（1）6511防锈油：合成残渣24%酚醛树脂15%黄丹粉0.7%棉籽油脂肪酸残渣10%萘酸懵0.2%萘酸钴0.1%合成轻油50%该油漆喷涂于露天存放的钢材可保持半年不锈,如需继续存放可重新喷涂;剁堆的钢材最易生锈的只是剁堆的四周;因此,主要是喷涂剁堆的四周,这种方法省工省料,效果也好,使用机械方法涂刷各种钢管,室内可存放一年以上;（2）松香防锈油其配方为：松香15%桐油32%硬脂酸铝1%煤油51%喷涂厚度宜薄不宜厚,否则影响效果,用于室外钢材,防锈期达到半年以上;（3）6971防锈油其配方为：废机油和柴油55%桐油25%清油15%松香5%此类配方很多,用时可根据当地条件选择配制;对于室内存放的金属材料,也可使用各种商品防锈油,如201防锈油、FZ—4防锈脂等,也有使用单一的矿物油（如机械油、凡士林等）和其他一些油类配方封存金属材料的;在使用各种防锈油时,应该注意做好金属表面的清理工作,较重的锈和污物要去除,兵注意选择干燥天气施工,否则影响效果;油漆防锈层是用树脂作为成膜剂,加有颜料和填充剂的防锈油,目前使用不多,一般是自配自用,例如铁红沥青漆的配方为：5#硬质石油沥表20%干性植物油10%工业汽油60%催干剂0.5%用于露天钢材,防锈期达一年半;潮湿地区的室内钢板可用以下两种防锈水防锈：（1）亚硝酸钠21%苯甲酸钠8%乌洛托品21%蒸馏水（或冷开水）50%（2）亚硝酸钠20.3%苯甲酸钠 3.9%尿素20.3%蒸馏水（或冷开水）55.3%一般配制后三天使用,钢材应先去除油污,然后用喷雾器喷酒,防锈期可达半年但干燥季节效果不好;4.工序间防锈工序间防锈是做好成品防锈的基础,在机械加工中,许多制品、备品、余品、返修品经常分散、周转到各加工车间、中间库及装配试车等部门,因此,工序间防锈必须做到序序防锈、时时防锈、人人防锈,才能收到良好的效果;要做好工序间防锈工作必须了解产品特点和生产过程,例如产品使用哪些材料,什么材料易生锈,要经过哪些工序,用哪些加工方法,可能接触哪些介质,有哪些因素会引起锈蚀等,另外还要了解气候特点、厂房配置、产品周转情况,以便分析锈蚀原因,找出薄弱环节,采取有效措施; 工序间采用的材料是多种多样的,如各种防锈水、防锈油（特别置换型防锈油）、气相防锈剂可剥性塑料、肝脏空气封存等;都可根据具体情况进行选用;按照工作的性质,可吧工序间的防锈大致分为机台防锈、中间库防锈以及装配试车过程中防锈等三大类;4.1机台防锈机台防锈是指正进行加工的零件在加工机台旁边短期停放浅见的防锈措施,如热处理残盐清洗、磨加工、精车、刮研洗铣后的防锈等;冷加工零件的机台防锈方法有两种：一种是利用提高切削润滑冷却液的防锈性达到短期保护的目的;这是最理想的方法,另一种方法在加工完毕后采用各种防锈材料今昔防锈;利用提高切削润滑冷却液防锈性的方法前面已经有所讨论,这里不在重复了;有些产品不适于用前种方法或用前职工方法不能满足需要时,则需要在加工完毕后进行防锈,这种方法常用在精磨及干切削工程,例如,对精密小零件,常用铁盒或搪瓷盛放亚硝酸钠水稀释的置换型防锈油;零件加工后,及放入防锈盒中,连盒一起放入下一工序中,也可以用干燥气象法保护;对铜合金件的防锈,可在切削液中加入0.01%的苯骈三氮唑加工后再用加有这种添加剂的清洗液洗干净,也可用0.1%~0.5%苯骈三氮唑（乙醇溶解后加入）的水溶液全浸或放入较密封的容器（柜子、箱子及塑料袋）中,加入苯骈三氮唑的粉末以及气相法保护;一般铜件多采用钝化处理,其他铝合金亦可采用氧气法钝化处理或用气相法、可剥性塑料方法保护;4.2中间库防锈中间库防锈包括各生产车间在制品库、备件库、余品库等的零部件防锈,小件多集中在制定的库房内,但大件重型产品多存在加工车间的制定地区,常用喷立淋法、全浸法、涂油法、气相法及干燥封存法来防锈;a喷淋法中间库设有喷淋装置,象淋浴一样,上部装有几排喷嘴、防锈水,由水泵经管路输送到喷咀,从不同角度喷淋到工件上,再留下来,从水泥地面汇集后流回贮池,零件堆放整齐,直接搁在地面的垫板上或分层至于架上,周围用塑料帘围着,以防喷雾溅出,人行道低于堆放弓箭的水泥地面,每隔4~5小时喷淋一次,每次喷淋三分钟以上,防锈水循环使用,每周分析1~2次,及进调整浓度,每季至半年左右更换一次,此法适用于轴承、工具行业、保护钢铁零件,因不受潮湿天气影响,故各地受用;b全浸法可采用搪瓷盒、铁槽或谁你做的池子（可衬瓷砖）作为盛防锈液的工具,零件进库后先经清洗,再浸入防锈水或防锈油中,由工序间移送来的防锈铁盒及其工件,除了短期出库者外,也均经过清洗,再转入干净发防锈液的盒中浸泡;小盒可至于架上,应加盖或用塑料帘防尘;用防锈油全浸法时,可用煤油或200号汽油清洗,用防锈水全浸法时,可用亚硝酸钠防锈水清洗或先经热清洗液除油;全浸用油多为稀释后的置换油,如FY—3.661置换油等,防锈液第三—六个月更换一次,或定期过滤调整;全浸法适用于精密的小型零件,如轴承、工量、仪表等钢铁件,此法不受湿气气候影响,故各地区都适用;c气相法把充分清洗干净的零件放入气相柜（或其他密封容器）内柜门及四壁应比较密封;以免气相剂挥发出去;根据需要可选用不同的气相缓蚀剂;气相缓蚀剂消耗或失败后,应及时补充更换;d除油法将工件擦洗干净（用200号汽油、煤油或稀释的置换油）,以喷、刷、热浸等方法除油,随要求防锈期长短不同,可选用硬膜、软膜及液体防锈油,涂油后的工件应用苯甲酸钠防锈纸或蜡纸衬垫或包装,搁置在架上,货架可用塑料布帘防尘,大型部件常放在车间,涂防锈脂后也必须注意将它盖好,此法对钢铁及有色金属及其组合件均适用各地区均可适用;e干燥器法将充分清洗并干燥的零件放入干燥器内贮存、吸潮剂(硅胶或分子筛)需定期取出烘干,操作时勿用手直接接触产品,此法适用于仪表仪器;5装配、检查、装车等过程装配、检查等工序的防锈,主要是解决零件的清洗和防止手汗的锈蚀问题;试车过程需正确选用合适的润滑防锈两用油;5.1装前清洗可选用汽油或没油等溶剂清洗,忌油产品,可选用三氯乙烯等溶剂清洗,为了节约溶剂,应尽量选用含非离子型表面活性剂的清洗液进行清洗,清洗后如不马上装配,应在最后一次清洗中加入一定的防锈剂,或立即有气相柜等方法防锈;5.2装配及检查大多数工厂为防止零件生锈,采用带油装配及带油检查,所用的防锈油为置换型防锈油,要求粘度较低,有手汗置换型及防锈性,对于密封车间则应选用或自行配制不含挥发性溶剂的防锈油;操作前双手可涂上液体手套,以防止手汗接触零件并保护皮肤;5.3对不拆洗的润滑系统,如液压本、齿轮箱、曲轴箱等,装配时可用相应的润滑防锈两用油,带油装配,装配完毕,按规定加入试车油或两用油,以便进行试车,试车全部过程,即用这类油脂来防止润滑系统生锈;6封存防锈包装6.1概述包装的目的是为了物品便于储存、运输和经销,保护物品在此期间免受各种损坏等;防锈包装即是从防止锈蚀方面着眼的包装技术;包装一般可包括单元包装、内包装及外包装;单元包装,就是将制品一个个包装或对使用最方便的小单位进行包装;单元包装常用于较贵重的制品或必须要单个包装的制品;内包装就是包装物的内层包装;使用包装材料或容器对制品包装以避免水分、潮气、光、机械冲击等制品的损坏;外包装就是包装物的外部包装,将包装物装入袋、罐、箱等容器中;在外包装容器上做好标记,以便于储存管理及销售;6.2防锈包装方法分类我国在1985年所发布的国家标准GB4879对防锈包装方法分类如下：M---1 一般防湿防水包装M---2 防锈油包装M---2---1 涂覆防锈油脂M---2---2 涂覆防锈油脂,包覆防锈纸M---2---3 涂防锈油脂,塑料袋包装M---2---4 涂防锈油脂,铝塑薄膜包装M---3 气相防锈材料包装M---3---1 气相缓蚀剂包装M---3---2 气相防锈纸包装M---3---3 气相塑料薄膜包装M---4 密封容器包装M---4---1 刚性金属容器密封包装M---4---2 非金属刚性容器密封包装M---4---3 刚性容器中防锈油浸泡包装M---5 密封系统的包装M---6 可剥性塑料包装M---6---1 涂覆热浸性可剥性塑料M---6---2 涂覆溶剂型可剥性塑料M---7 贴体包装M---8 充氮包装M---9 干燥空气封存包装M---9---1 刚性容器干燥空气包装M---9---2 封套包装6.3包装容器（1）纸板盒;用以包装小件产品,如刀具、工具、标准件等;用时注意选择纸盒强度要求与内容物的重量相适应;纸的含水量要求在8%以下;为了防水,可在纸盒处均匀涂覆无腐蚀性的石蜡,这种纸盒多用作内包装用;（2）瓦楞纸板盒或箱;有一定缓冲减震性,可用作重量不特别大的物品的内包装;（3）木盒;内包装用,多用装量具、块规、标准硬度块等;木材的含水量要求在15%以下;木盒内部一般衬垫帘布、丝绒或泡沫塑料;外部涂硝基清漆,或者将木盒在130—150°的亚麻油中煮0.5—2小时,冷却待用;（4）塑料容器;聚苯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂、尼龙等材料热压制成的各种小型容器,如管、盒、罐等,可用以包装小型工量具、小轴承、仪表、仪器及附件等;透湿性小,有一定强度,作内包装用;（5）金属容器;如马口铁罐头盒、铝盒等,有良好的防潮防水性,有强度,可按产品大小形状设计制造,用于需长期封存的物品;（6）封套;由各种纸膜做成的可密封的袋子,用作防水或防湿包装;（7）木箱;由于各种产品的外包装;木材以松木为主;其他如桦木、杨木为辅;有些木材会散发出甲酸、乙酸等有腐蚀性的气体;不可用于制造此用途的包装木箱;大型设备所用的包装木箱,下部应有枕木以固定设备;应有滑木便于搬运;作为外包装的木箱应采用防雨结构,一般用沥青纸作内才;顶上内外以沥青纸或石油沥青油毡作衬包;6.4包装纸膜包装纸膜对物品遮盖包裹;亦称屏蔽材料;需有耐油或耐水或防潮功能;涂有防锈油的物品表面上,为了保护防锈油膜,又为了使油料不会污染其他部分,需要用纸或塑料膜包裹覆盖;这些纸或塑料膜有耐油性,又需有防潮性;以上这些纸膜主要作内包装用,另有防水的沥青纸、油毛毡等主要作外包装用;常用包装纸膜有：a中性原纸;这是专用于金属制品内包装的纸张,又可供各种防锈用纸;要求无腐蚀,不含酸碱,氯离子含量不超过0.25%;b石蜡纸;用无腐蚀的石蜡涂覆于中性原纸而成,耐油,耐水;c电容器纸;有一定机械强度,质地薄而柔软、耐折、中性;无腐蚀,适用于忌油的电器产品,不需油封的电镀件及制氧设备附件等作内包装;d羊皮纸;是用棉纤维制作的纸,质地致密,耐潮耐水,湿强度大,适用于有废金属的组合件的内包装;e苯甲酸钠纸;是中性原纸,在其一面用苯甲酸钠水溶液涂覆干后,一面涂无腐蚀性的石蜡作内包装用,一般有辅助防锈作用;包装时涂苯甲酸钠的一面向内,与金属表面接触时,有防锈作用;苯甲酸纳对钢、铜均有效;石蜡面朝外,有防水作用;f亚硝酸钠—苯甲酸钠防锈纸;将亚硝酸钠—苯甲酸钠溶液涂覆于中性原纸的一面,干后,用无腐蚀的石蜡涂另一面;作内包装;有辅助防锈作用;包装时,涂亚硝酸钠——苯甲酸钠一面朝内;涂石蜡的一面朝外;g气相防锈纸;气相防锈薄膜,是含气相缓蚀剂的包装用纸膜（参见第六章,气相防锈材料）;可直接用这类纸或膜包装物品以对之进行防蚀保护;h塑料薄膜;包括各种塑料薄膜,这类薄膜具有韧性,耐油防火、耐酸耐碱、可热封;当有一定厚度时,防潮亦好;主要用于内包装;目前常用的有聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜等;几种包装用塑料膜的透湿性与透气性列于表9—6中;i防湿玻璃纸;一般玻璃纸防湿性差;防湿玻璃纸是在玻璃纸的一面或两面涂覆高分子防湿膜作防湿之用;涂覆物有硝化纤维素、氯乙烯及醋酸乙烯的共聚物或偏二氯乙烯及丙烯腈共聚物等;这类材料透湿、透气性小,且耐湿、耐油、强度亦较好,但易燃,作内包装;防水防潮性,可作为内包装材料,也可作辅助防湿包装材料;k铝箱;耐油、防水防湿、耐紫外光,但不耐折,强度不大,作内包装用;l铝塑薄膜;由塑料膜和铝箔复合而成,并兼具铝箔和塑料膜的优点;m铝塑薄膜纸、铝塑薄膜布;有塑料膜、铝及纸（或布）三种材料复合而成,具有各层材料的优点,可以耐油…防水防湿;并有很好的强度,耐折,容易粘封,多半用作封套材料;作干燥空气封存（防潮湿密封）的袋子用,可以按照要包装的物品的大小相撞裁制;n浸胶布;由两层白细布用丁基橡胶粘合而成;两层布的纱纹交错成45°,以增加浸胶布的撕裂强度;上层如果浸胶液和铝粉,增加其抗紫外光能力,亦可作为封套材料使用,浸胶布强度高,弹性和低温柔性好,吸水性小;o增强纸;将中性原纸作成皱纹纸,强度可增高,也有在塑料复合纸中以纤维或丝绳增强,可作内外包装用;p沥青纸;用沥青将两层牛皮纸粘合而成;防水性强,主要作外包装用;6.5防锈包装方法的选择使用何种防锈包装方法,应先了解已有各种防锈包装的特点,根据需要包装产品的情况以及各种客观条件进行选择;各种防锈包装方法的特点归纳于表9—7中;6.6防锈包装一般技术要求a防锈包装作业,包括前处理（清洗、干燥等）;希望能连续进行,万一中断,要作暂时防锈处理; b前处理及防锈包装作业的环境;适度愈低愈好;c包装与密封状态的物品;要注意密封中的微气候现象,热的物品冷后才能包装,以免冷后相对湿度增大,密封内部的一切物品,如盒子、衬垫材料都要求洁净、干燥,以保持在密封中的低湿度;d金属制品为组合体且允许解体时,要以最限度的解体为原则,特别是有精加工面时更需注意,复杂组合件的各构成部分,在组合前要清洁处理好,清洁处理后注意不再污染;e需要使用防锈材料的金属制品如果是热的,而防锈材料遇热会分解或流失时,应待金属品冷后才施用防锈材料;f包装材料或容器的重量、体积、包装物本身的体积都要设计的尽可能小,包装内所包含的空气体积也要尽量小;g金属制品的研磨加工部分,要尽量少用裸手接触;h金属物品启封使用时,原则上要除去防锈材料,但如防锈材料具有润滑性能时,不除去亦可;7几种机械制品的防锈工艺概要机械制品种类繁多,大至制型机机械成套设备,小至精密仪器零件;各种制品的加工过程显然是大不想通的,即使是同样型号的同样产品,因质量等级有别,加工技术也会有所差异;各个工厂的生产管理也各不相同,产品运销地区、储存期长短还会有各自的特殊要求,历此,防锈工艺及材料也是有千差万别的;更因金属制品新品种的不断出现,材料及加工工艺的发展,生产自动化程度的扩大,环保的要求等等;使防锈工艺不断更新;因此,不可能有某种标准工艺可供套用;只能根据具体的要求及条件,在保证防锈质量的前提下,力求简单化操作,提高劳动生产率,降低劳动强度,节约能源,降低成本,注意环保等,以制定各自的防锈工艺本节仅就几种有代表性的金属制品,介绍其防锈工艺要点,并说明各种防锈技术在生产中的应用;一般机械加工工序中的防锈材料可大致分为水基和油基两种体系;在采用水液作切削加工液时,用水液清洗,用防锈水防锈为便;在采用油液作为切削加工液时,则以亲油性清洗液清洗,防锈油料为便;7.1轴承防锈工艺概要轴承是一种精密制品,防锈要求高;轴承品种规格很多,一般是换轮生产,即一个时期生产某些规格的轴承,一个时间生产另一些规格的轴承;这就要求较大的储备量,要求较长的储存期;轴承生产的批量大,工序多,故要求防锈工艺简单,效果可靠;轴承生产中与防锈有关的工序加工：车削→软磨→热处理→磨加工→抛光→成品单件清洗防锈→装配→成品清洗→油封→包装; a成品轴承防锈工艺要点如表9—8所示b轴承零件（钢珠、滚子、保持架）防锈工艺要点如表9—97.2工量具防锈工艺概要工量具生产的特点是品种规格多,也是大量成批生产,周转快;产品防锈要求严格、工艺要简单,一般要经过热处理、盐浴淬火后残盐的清洗很重要,刃具要注意刃口的保持;量具精密度要求特别高,一般都装盒包装、工量具生产中与防锈有关的工序如下：热处理→清洗→磨削加工→精加工→工序间防锈→精研→其他工序加工→检查→清洗→防锈→包装;工量具防锈工艺概要见表9—10。