钢铁热喷涂金属涂层耐蚀性能的研究进展
信绍广，朱伟，李军
金属涂层
内容导读： 综述了钢铁表面热喷涂金属涂层防腐蚀方面的研究，对锌、铝、铝镁、锌铝合金、锌铝镁合金及锌铝镁稀土合金涂层的耐蚀性能及防腐特点进行了比较，以期为实际工程选择防腐金属涂层提供依据。
为了减少钢铁结构的腐蚀，人们在其上铺设各种涂层进行腐蚀防护。日前，主流的防腐措施是在钢铁表面热喷涂金属涂层，然后在金属涂层外面喷涂涂料涂层。这种防腐体系可以协同发挥金属涂层的牺牲阳极保护功能和涂料涂层的阴极保护功能，防腐寿命长，在实际工程中应用广泛。其中常用的金属涂层有锌、铝及其合金涂层，文章刘一各种金属涂层的耐蚀性能进行比较，以便实际工程优选金属涂层种类。
锌、铝涂层耐蚀性
Zn涂层是钢铁表面常用的涂层材料，具有对点蚀不敏感及创伤自愈合功能，在大气和淡水环境下，钢铁表面Zn涂层得到广泛应用。Zn涂层腐蚀产物主要由较难溶于水的氧化锌、碱式氢氧化锌和碱式碳酸盐组成。此类腐蚀产物具有一定的自封闭能力而阻隔潮气等腐蚀介质的侵入，但是在海水或氯离子含量较高的环境中，由于氯离子的作用，Zn涂层表面较难溶于水的碳酸盐等腐蚀产物迅速被易于溶解的氯盐化合物所代替，削弱了腐蚀产物的自愈合性能，降低了涂层防腐寿命;同时腐蚀产物还会减小涂层与基体的附着力，引起涂层起泡等缺陷。
而热喷涂A1涂层具有硬度高、耐腐蚀和抗冲蚀性能好的特点 , Al涂层表面由一层致密的A1203氧化物保护薄层覆盖，但它刘一点蚀及机械创伤较敏感。在海洋环境及氯离子含量较高的环境中，铝涂层的保护作用比锌涂层好。铝涂层在海水飞溅区表现良好，但在潮差区耐蚀性较差。热喷涂A1涂层表面常有较厚的A1203层，起到良好的屏蔽作用。但A1203电极电位较钢铁基体为正，一旦破损，钢铁基体会加速腐蚀，危害较大。有研究表明铝涂层在江水中会产生大量点蚀，涂层刘一钢铁基体的保护作用大大减弱，钢铁腐蚀速度很快。
Zn涂层在pH为6一12的环境介质中具有较好的耐蚀性能。铝涂层在pH为4一9的环境介质中具有较好的耐腐蚀性能。在pH值较低(pH < 4)及在pH值较高(pH > 12)的情况下，铝、锌涂层均不能起到很好的防蚀效果。另外，在>60℃的环境中，锌层电位超过钢铁的电极电位，失去牺牲阳极的保护作用，需选用其他涂层进行保护。铝镁涂层的耐蚀性
生产中常用的铝镁合金丝多为含镁量(质量分数)约为5%的合金丝。电弧喷涂铝镁合金涂层，防腐性能良好，其耐蚀性优于纯铝涂层。因为铝镁合金涂层钝化行为明显，不仅在表面覆盖一层A1203薄层，且在腐蚀介质的作用下形成Al(OH)3 , MgAl2O4和Mg2A13等致密的腐蚀产物，堵塞在涂层中的孔隙等处，增强了涂层的防腐效果。电弧喷涂锌铝复合涂层耐蚀性
电弧喷涂锌、铝涂层，其涂层电极电位低于钢铁基体，当在腐蚀介质作用下发生腐蚀时，锌、铝涂层牺牲阳极受到腐蚀，而钢铁基体受到保护。锌铝复合涂层外面的铝涂层极易氧化，铝涂层在热喷涂的高温环境下迅速在表面形成致密的A1=03钝化保护薄层，这种薄层性能稳定，耐蚀性良好，屏蔽了O:和H2O与锌、铁的接触，因此锌铝复合涂层耐蚀
性明显优于锌、铝涂层。
锌铝合金及锌铝伪合金涂层耐蚀性
热喷涂ZnAI合金涂层综合了锌和铝二者的优点，降低了氧化烧损和Zn0粉尘对人体的危害，提高了涂层的沉积效率，使钢结构件的耐蚀寿命进一步延长，其发展应用已有30多年的历史。
美国的TAFA公司早在20世纪80年代初就刘-Zn15A1合金涂层进行了许多研究工作。研究和实际应用证明，在海水及工业废气环境下，该合金涂层的抗锈能力明显优于锌、铝涂层，可以刘一钢铁基体提供有效的保护，具有良好的耐蚀性能。但是Zn15A1合金涂层在高温、高湿、高盐雾等恶劣条件下，其耐蚀性能减弱，服役寿命明显降低。
结束语
文章简单刘一比了几种钢铁表面金属涂层的耐蚀性特点，在实际应用中，应根据施工工程的防腐年限要求、成本核算、施工经验等情况，进行综合考虑，选用合适的防腐涂层体系，以期达到各方满意的实际效果。
参考文献略
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