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几种新型耐腐蚀涂层抗电化学性能的研究 裴红全，王晓芳，郝建军 （北京金太阳药芯焊丝有限公司，北京 102433 ） 摘要：在Q235钢基体上利用高速电弧喷涂制备四种新型耐腐蚀涂层，对喷涂好 的试样进行电化学腐蚀。利用动电位极化曲线对涂层耐腐蚀性能进行分析，采用 扫描电镜对涂层腐蚀产物的形貌、成分进行了分析。 关键词：电弧喷涂；腐蚀；铁基涂层 热喷涂是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上, 形成喷涂层的一种金属表面加工方法。通过在材料表面涂覆涂层，可以有效地起 到保护基体、防腐耐蚀的作用，因此热喷涂技术作为一种新的表面防护和强化工 艺在近20多年里取得了迅速发展。由于电弧喷涂设备较小，易于现场操作，效率 高，成本低，操作安全简单等诸多优点，故国内多采用电弧喷涂技术对金属件进 行防腐处理。本工作采用粉芯丝材及高速电弧喷涂技术制备FeCr复合涂层，主要 研究铬含量对铁基涂层化学腐蚀性能的影响。 1 实验材料与方法 1.1 实验材料 选择Q235低碳钢作为基体材料，尺寸为57mm ×25mm ×5mm，表面经喷砂 处理后喷涂约0.6mm厚的涂层。喷涂材料为自制Fe-Cr粉芯丝材，直径2.0mm 。喷 涂工艺参数为：电压28V ，电流180A，压缩空气压力0.55MPa，喷涂距离100mm。 涂层主要化学成分见表1(质量分数，wt ％) 。 表1 涂层主要化学成分(wt%) Table1 The composition of the coatings (wt%) Coating Fe Cr Cr44 56 44 Cr40 60 40 Cr30 70 30 Cr20 80 20 1.2 实验方法 电化学腐蚀试验试样同盐雾腐蚀试验所用试样相同。按照国标 GB/T17899-1999 ，喷涂后试样表面用环氧树脂涂覆非测试面，露出测试面积为 1cm2。实验腐蚀介质溶液采用 3.5% NaCl 溶液，中性溶液中参比电极采用饱和 1 甘汞电极，酸性溶液中参比电极采用饱和硫酸亚汞电极。工作电极有效面积 1cm2，设备为Potentiostat/Ga/vanostat 公司生产的 M273A 恒电位仪，配合 M352 腐蚀测试软件。测量动电位极化曲线，扫描范围为-1.7V~0.6V ，扫描速度为 2.000mV /s 。 2 电化学腐蚀机理 金属在电解质溶液中通入电流后会发生电荷转移，当在电极系统中伴随着两 个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面上发生化学反应，被称之为电极反 应。当发生电极反应时，金属产生活性阳极溶解，金属中那些处于缺陷处的原子 优先离开晶格，放电成为离子，并向溶液中扩散。在这个过程中，溶液的成分可 以或是直接同金属电极表面的金属原子结合，或是同金属的活性阳极溶解产物— 金属离子结合而形成覆盖于金属电极表面上新的相，即氧化膜。若氧化膜能抑制 金属溶解过程且本身溶解速度又很小，使金属的阳极溶解保持在很小的数值，可 以称这种氧化膜为钝化膜。而金属表面上形成这种钝化膜的过程为钝化过程。因 此典型的金属电极的阳极曲线由金属的活性阳极溶解区间、过渡区间、钝化区间 和过钝化区间组成。但并不是所有的体系都能发生钝化状态，有的只得到阳极曲 线的第一部分活性溶解区间。有些体系虽然能够发生钝化状态，但当电位继续升 高时，在还未达到钝化电位时，金属表面的一些点上的钝化膜被局部破坏，造成 金属表面以很大的阳极电流密度进行阳极溶解。 当涂层在含有 Cl- 的中性电解质溶液中时，通入电流，涂层处于活性阳极溶 解过程，涂层表面的金属在电场的作用下，电子开始转移，金属转变为溶液中的 金属离子，金属电极表面的金属原子或金属离子同溶液中的离子结合形成覆盖于 金属电极表面上氧化膜。而这些氧化