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一、 熱噴涂鋁或鋅涂層性能
1、 耐蝕性
熱噴涂鋁或鋅涂層有優(yōu)良的耐大氣、清水腐蝕能力，表2-6給出碳鋼、鋅和鋁在大氣中腐蝕速率。鋁尤其是對氧的親和力極強，在大氣中常溫下易與氧反應形成致密堅固的氧化膜（Al2O3）,這種膜保護鋁不繼續氧化，所以耐蝕性很強。
表2-6碳鋼、鋅和鋁在大氣中腐蝕速率
材料 | 平均腐蝕速率/（um/年） | |||
鄉村大氣 | 城市大氣 | 工業(yè)區大氣 | 海洋大氣 | |
碳鋼 | 4～65 | 23～71 | 26～175 | 26～104 |
鋅 | 0.2～3 | 2～16 | 2～16 | 0.5～8 |
鋁 | 0～0.1 | 0～1 | 0.4～0.6 | |
由于鋁或鋅電極電位比鐵低，當鋁或鋅涂在正電性更高的鋼鐵表面時(shí)，在有電解質(zhì)溶液存在條件下，基體與鋁或鋅形成一個(gè)原電池，鋁或鋅涂層為陽(yáng)極，鋼鐵基體為陰極。陽(yáng)極慢慢溶解（腐蝕），而鋼鐵基體卻不腐蝕，即鋁或鋅涂層成為犧牲陽(yáng)極材料，對鋼鐵基體進(jìn)行了陰極保護。
2、 耐高溫氧化
鋼鐵基體表面的熱噴涂鋁涂層經(jīng)過(guò)擴散滲鋁工藝的處理，在鋼鐵表面發(fā)生鋁原子和鐵原子的相互擴散，形成能抗高溫氧化的鋁鐵合金層，可在900℃高溫下使用。
熱噴涂鋁涂層若加涂高分子材料作為封閉劑，則其耐蝕性將大大提高。表2-7及表2-8為金屬涂層防腐試驗的幾個(gè)例子。
表2-7金屬?lài)娡繉臃栏囼?/span>（國內）
序號 | 試驗單位 | 試驗時(shí)間 | 試驗內容 | 主要結論 |
1 | 北京工業(yè)大學(xué) 原冶金部鋼鐵研究總院 | 1987年 | 裸金屬；線(xiàn)材火焰噴Al涂層、噴Zn涂層；電弧噴Al、噴Zn涂層及加封閉劑的鹽霧試驗、CNSS試驗。試驗標準：GB6458-86 | （1） 裸金屬2h試驗全部腐蝕 （2） 未封閉的Al、Zn涂層經(jīng)264h后，涂層表面出現白銹，但仍保護基體 （3） 加封閉劑的噴Al、Zn涂層防腐效果很好 |
2 | 北京工業(yè)大學(xué) 原冶金部鋼鐵研究總院 | 1987年 | 裸金屬及金屬?lài)娡繉痈g率試驗。試驗方法：電化學(xué)測極化率曲線(xiàn)并計算腐蝕率。試驗溫度：25℃，試驗介質(zhì)：勝利油田辛三地區污水，主要是Cl-腐蝕 | 測定腐蝕率（mm/年）：20鋼0.070 線(xiàn)材火焰噴涂：Zn涂層0.107;Al涂層0.041 電弧噴涂；Zn涂層0.096;Al涂層0.075 |
表2-8金屬?lài)娡繉臃栏囼?/span>（國外）
序號 | 試驗單位 | 試驗時(shí)間 | 試驗內容 | 主要結論 |
1 | 美國焊接學(xué)會(huì )（19年掛片試驗） | 1953年發(fā)表 | 現場(chǎng)掛片，試樣：低碳鋼試樣噴Al、Zn涂層，共3936個(gè)試樣 | （1） 噴Al、Zn涂層，可保證基體（鋼）在海水、嚴懲海洋大氣及工業(yè)大氣中19年不銹 （2） 噴Al、Zn涂層外加封閉劑可大大延長(cháng)涂層壽命，達25年以上 |
2 | 前蘇聯(lián)11年及18年掛片試驗 | 1974年發(fā)表 | 礦井下含礦物水對噴Al、Zn涂層作用 | 噴Al、Zn涂層在含礦物水腐蝕條件下掛片試驗，11年不銹 |
3 | 法國地下鐵道公司（10年掛片試驗） | 1979年發(fā)表 | 噴Al、Zn涂層試樣，環(huán)境：海洋大氣、靜態(tài)海水、動(dòng)態(tài)水全浸或間浸 | （1） 噴Al、Zn涂層10年內均未銹蝕 （2） 噴Al、Zn涂層外加封閉劑，10年以上仍完好 |
4 | 英國鋼鐵公司（15年掛片試驗） | 噴Al、Zn涂層試樣，環(huán)境：工業(yè)大氣、海洋大氣、熱帶海洋大氣、海水間浸及全浸、淡水間浸及全浸 | （1） 熱帶海洋大氣，4年半后噴Zn層破壞，噴Al層完好 （2） 工業(yè)大氣及海洋全浸噴Al涂層優(yōu)于噴Zn層 （3） 淡水中，噴涂層（Al、Zn）+封閉層，效果更好 |
二、 熱噴涂鋁或鋅涂層的形成及結構
1、 熱噴涂鋁或鋅涂層的形成
（1） 金屬線(xiàn)材火焰噴涂
以氧-乙炔焰為熱源，將金屬線(xiàn)材加熱至熔融或塑性狀態(tài)，在高速氣流（壓縮空氣）作用下，將霧化的金屬顆粒以高速打擊到工件表面，不斷沉積成涂層。塑性態(tài)金屬顆粒打擊到基體表面會(huì )變形。示意圖見(jiàn)圖2-20。
圖2-20金屬線(xiàn)材火焰噴涂
（2） 電弧噴涂
如圖2-21所示，在噴槍中，兩條金屬絲作為通電兩極間夾角θ=300～600，接觸后形成電弧，將絲熔化。由中間管子中吹出之高壓氣流（壓縮空氣）將熔融金屬霧化并噴射于工件上形成涂層。
圖2-21電弧噴涂
2、 熱噴涂鋁或鋅涂層結構
熱噴涂鋁或鋅涂層結構均為典型的層狀結構。這是由于塑性態(tài)金屬顆粒不斷打擊到工件表面成為片狀所致，無(wú)數片狀顆料沉積靠“拋錨效應”相互勾拉，形成層狀結構的涂層。
鋁及鋅噴涂層孔隙率由金屬線(xiàn)材火焰噴涂一般為3%～8%；而電弧噴涂為3%以下。
金屬線(xiàn)材火焰噴鋁或鋅涂層與電弧噴涂鋁或鋅涂層結合強度及噴涂效率比較見(jiàn)表2-9。由表2-9可見(jiàn)，電弧噴涂涂層結合強度及噴涂效率均比金屬線(xiàn)材火焰噴涂要高得多。
三、 熱噴涂鋁或鋅涂層制備工藝
