机械加工中金属材料的腐蚀及防护

王一舒 张小琴 高棚雲 冀耀华

摘 要：在机械加工中，金属材料极易受到多种因素的影响，从而出现腐蚀现象，本文以此为背景，针对腐蚀的形成原因及类型以及机械加工中金属材料的腐蚀防护办法进行了深入分析。

关键词：机械加工;金属材料;腐蚀防护

从强度或是刚度等方面来看，金属材料均有着优异的表现性，不过，该种材料在机械加工过程中却会普遍出现腐蚀现象，从而对单一零部件或是整体系统造成较大的负面影响。如此看来，做好机械加工中金属材料的防腐工作，可以有效延长设备的使用寿命，因此，该项工作有着不容小觑的作用。

一、腐蚀的形成原因及类型

就所有材料而言，其在使用过程中都力图使自身保持或恢复到极度稳定与消耗低能量的状态之中，从多数金属及金属氧化物的形成过程来看，均处在低能量的状态之下。金属或是诸如金、银和铂一类的贵重金属，在自然界的呈现状态都是氧化物或是其他化合物。金属的获取方法十分复杂，倘若金属变得不再洁净之时，那么，这种状态便可称之为腐蚀。

参照腐蚀的原因及过程的差异性，腐蚀也可划分成为化学腐蚀和电化学腐蚀。

依据腐蚀的现象图来看，腐蚀又可被细分为均匀腐蚀和局部腐蚀。

当然，腐蚀类型现象图不能仅结合单一零部件便进行识别，而要通过多种零件才能进行正确的辨别。由生锈所引起的均匀的面腐蚀，对切削技工来说，是一种最为典型的腐蚀现象。而在机器上更为常见的腐蚀损害，则是由电化学腐蚀造成的基础性损害。

二、机械加工中金属材料的腐蚀防护办法

（一）挑选适宜的金属材料

就机械加工而言，最为有效的防护金属材料腐蚀的方法，便是从根源上开展防护工作，即工作人员在加工之前，应挑选适宜的金属材料。首先，工作人员应当多加考虑金属材料在加工状态下的工作环境，以及易导致金属材料出现腐蚀现象的原因，从而确保金属材料不会受到加工环境的影响，进一步加快腐蚀速度。同时，金属材料的加工环境不应一成不变，而需伴随着材料的变化而做出相应的改变，譬如，容易发生高温氧化腐蚀反应的金属材料，要避免在高温环境下进行加工;应当促使那些处于潮湿环境下，易产生腐蚀问题的金属材料，始终处在干燥的环境之中，以此避免出现金属腐蚀的状况。伴随着工业技术的发展，我们为了降低金属材料的腐蚀性，可以对其进行直接优化，采取诸如在原始金属材料中，加入抑制腐蚀的有关元素一类的措施，比如：将铬元素添加至碳钢金属材料中，进而提高该种金属材料的抗腐蚀性能。

（二）使用电弧进行喷涂

使用电弧喷涂金属材料，从而达到提高材料耐腐性的目的的方法，具体操作流程如下：工作人员在正式开展机械加工作业之前，将电弧喷涂作业中所需的电源的两根金属丝分别与电弧枪的端点处相连，就在两者相接触的刹那，便会出现电弧融化现象，进而产生高温液滴。此时，工作人员在对液滴进行雾化或是压缩处理之后，将其喷涂至金属材料的表面，便能形成一层保护涂层。

在这种方法中，金属丝融化时的温度可以高达6000攝氏度。高速性喷涂颗粒与半融化金属丝的产生概率受到这种高温的影响，会得到极大的降低，一旦高温喷涂粒子与涂层相撞，那么，涂层便会同基体进行直接结合，从而有效提高电弧涂层的牢固度，令涂层可以在弯曲或是受到激烈撞击的情况下，仍然维持着自身的完整性，不会出现诸如脱皮一类的问题。与此同时，考虑到电弧喷涂层具有着良好的耐腐蚀性，那么，即便金属材料身处在易发生腐蚀的环境内，材料本身的防腐涂层已然出现了坏损，但是，该涂层却仍旧可以确保金属材料不遭受到更为严重的腐蚀。

（三）阴极保护法

以电化学反应作为基础，在机械加工中出现腐蚀现象的金属材料的部分可以转化成为电池的阴极。阴极保护法又可以详细划分成为2种截然不同的方法：1.利用直接外加电流保护阴极。2.利用牺牲阳极的方法，保护阴极。就机械加工的现状而言，牺牲阳极保护阴极的方法得到了广泛的应用，诸如铝、锌一类的性质较为稳定的合金金属，可以令这些金属材料与被保护金属材料相对比，从而将前者中的电极电势低于后者的材料视为阳极，使其成为腐蚀电极，此举有助于保护成为阴极的金属。在此过程中，需要特别关注的一点在于，该方法的顺利使用，要以充足的电位作为保证，同时，作为阳极的金属，自身的极化率必须十分的小，且金属表面不能产生具备抗腐蚀性的保护膜、阳极在溶解阶段需要始终保持着均匀性，唯有如此，才能确保整体过程的高效性，进而收获到良好的抗腐蚀效果。

（四）金属表面刷涂料

在金属材料的表面喷涂油漆，是一种最为直接的物理金属材料防腐蚀的方法，这种方法可以在金属材料的表面形成一层油漆涂层，从而起到防护腐蚀的作用。而这层油漆涂层的直接作用在于将金属材料与诱发其产生化学反应的外界相阻隔，进而避免发生电子交换反应，这就可以直接规避金属材料产生腐蚀的情况。同时，工作人员在选择油漆涂层时，应当多加考虑金属材料的自身特性以及机械加工的环境特点，继而选择相适应的油漆。除此之外，工作人员在机械加工工作中，要及时维护和修复油漆涂层，并出于延长涂层的使用寿命的考量，需定期对其加以检查，以期避免金属材料受到腐蚀。

（五）添加缓释剂

在金属材料的表面喷涂缓释剂的做法，是机械加工中金属材料防腐蚀的一种最为便捷的举措，该方法意在使缓释剂同金属材料本身产生反应，从而在金属材料的表面出现一层避免材料受到腐蚀的保护膜。工作人员在采用该方法时，无需顾及机械加工的环境和金属材料自身的结构特点，这种方法的操作十分简便，且可以在短期内获得良好的效果，简而言之，这是一种兼顾经济性与实用性的方法。在此过程中， 需要注意的一点在于缓释剂本身可以发挥两种效用，分别为：1.沉淀作用，在该作用下，金属中的阳离子会同缓释剂中含有的无机盐的阳离子发生化学反应，进而形成一层附着在金属表面的保护膜，以此达到避免金属材料腐蚀的作用。2.氧化作用，在该作用下，缓释剂中的无机盐可以视为强氧化剂，其与金属材料直接发生氧化反应，继而出现一层令金属材料不会受到任何腐蚀的保护膜。但是，发生此作用的缓蚀剂的量必须达到相关标准，否则，同样会出现腐蚀现象。

综上所述，本文主要对机械加工中诱发金属材料出现腐蚀现象的原因及相关防护腐蚀的办法进行了深入分析，以期有效提高金属材料的抗腐蚀能力。

参考文献：

[1]郭静.金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J].科学技术创新，2018（21）：171-172.