Tài liệu giáo trình vật liệu cơ khí, chương 11 pdf

Chương 11: ĂN MÒN KIM LOẠI MÀU, CÁC PHƯƠNG
PHÁP
CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
I. HIỆN TƯNG, NGUYÊN NHÂN, TÁC HẠI SỰ ĂN MÒN:
1.
Hiện tượng: n mòn kim loại là sự phá hủy kim loại và hợp
kim dưới hình thức hóa học và điêïn hóa. Do tác dụng môi trường
xung quanh.
- Sắt, thép để lâu không bảo vệ tốt sẽ bò gỉ, đồng để trong không
khí ẩm hoặc môi trường có chất chua mặn tạo nên lớp vẩy màu
xanh lục.
- Môi trường xung quanh có tác dụng ăn mòn kim loại là: Không
khí ẩm, nước, nước biển, axit kiềm… ở nhiệt độ cao kim loại ăn
mòn mạnh hơn.
2.
Nguyên nhân:
a.
n mòn hòa học:
- Sự ăn mòn hóa học là kết quả tác dụng của không khí, các loại
và các dung dòch lên bề mặt kim loại mà không sinh ra dòng
điện.
- Ở nhiệt độ cao tốc độ ăn mòn càng nhanh, chiều sâu bò ăn mòn
càng tăng từ mặt ngoài dần dần tới các lơp kim loại bên trong.
b.
n mòn điện hóa:
- Sự ăn mòn điện hóa là quá trình ăn mòn kim loại có điện phân
tham dự và có dòng điện chạy qua.
Các kim loại nguyên chất hầu như không bò ăn mòn mà chỉ xảy
ra các kim loại cới thành phần có lẫn các kim loại khác.
Ví dụ: Miếng kẽm có lẫn đồng vào dung dòch axit H
2

S0
4
kẽm sẽ
trở thành 2 cực của bin và chất điện phân là dung dòch axit.
- Kim loại nào hoạt động mạnh hơn thì bò ăn mòn. Nếu trên bề
mặt có các ôxit, axit kim thì ăn mòn càng mạnh hơn.
3. Tác hại của sự ăn mòn:
- n mòn kim loại dần dần phá hủy bề mặt chi tiết
 dần đến
phải thay thế.
- Hàng năm trên thế giới hợp kim loại bò ăn mòn hàng triệu tấn.
- Chi phí thiệt hại do sự ăn mòn gây ra là rất lớn.
II.
PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
1.
Phủ bằng kim loại:
Để kim loại không bò gỉ người ta phủ lên các kim loại không bò
ăn mòn chống gỉ cao.
a.
Phương pháp nóng chảy: Phủ kẽm, chì, thiếc lên các chi tiết
máy.
- Phủ kẽm: Nung nóng kẽm ở nhiệt độ 450-480
0
C sau đó nhúng
chi tiết vào lớp kẽm sẽ bám lên bề mặt chi tiết.
- Phủ thiếc: Nhúng chi tiết vào thiếc nóng chảy 270-300
0
C áp
dụng cho ngành luyện kim.
- Phủ chì: Nhúng chi tiết vào chì nóng chảy ở 350

0
C bảo vệ chi
tiết trong công nghiệp hóa học.
b.
Mạ kim loại: Làm đẹp, chống ăn mòn. Đặc chi tiết cần mạ
vào cưa catốt (-) kim loại nguyên chất cần mạ anốt. Dung dòch
mà thường là crômtrioxit Cr0
3
, H
2
S0
4
và nước dung dòch được
đun nóng 48-55
0
Ctạo ra dòng điện một chiều chạy qua dung
dòch và mạ lên chi tiết.
Trước khi mạ phải làm sạch chi tiết để tăng độ bám dính.
c.
Phun:
Phương pháp này tiến hành với các kim loại bảo vệ như: Al, Cu,
Zn…
Kim loại được phun là một dây kim loại đắp vào súng phun, dây
kim loại đốt nóng hoặc điện, các hạt kim loại nóng chảy sẽ phun
vào về mặt chi tiết bằng luồng khí nén và bám chặt vào bề mặt
chi tiế.
d. Cán dính kim loại: Thường thực hiện cho các kim loại tấm.
Cán dính vào tấm kim loại một lớp kim loại mỏng để bảo vệ là
đồng, nhôm NiKan…
2.

Phủ bằng vật liệu phi kim loại:
a.
Sơn: Là phương pháp công nghệ bảo vệ kim loại được sử
dụng rộng rãi (65-80%) tổng sản phẩm.
b.
Ê may: Nó coi như dạng Silicat không hòa tan (thủy tinh). Ê
may dùng để phủ lên các vật liệu gan, thép trong công nghiệp
thực phẩm.
- Nhúng chi tiết vào thùng may nóng chảy 1200-1300
0
C rồi
làm nguội.
+ Chòu ăn mòn cao trong muối, axit nhưng lớn phủ giòn.
c.
Bôi dầu mỡ:
- Là biện pháp bảo quản kim loại cho vật liệu dụng cụ, các thiết
bò xếp trong kho.
- Dầu mỡ khó làm nhiệm vụ chống gỉ vì trong quá trình làm việc
nhiệt độ và cọ sát sẽ làm mất đi.
d.
Phủ một lớp chất dẻo: Thường dùng cao su để phủ lên bề mặt
chi tiết, để bảo vệ các mặt trong cảu các thùng chứa khi vận
chuyển axit,
e.
Bảo vệ kim loại bằng lớp axit:
Để tạo lớp axit trên sắt, thép ta dùng dung dòch có thành phần.
Xút ăn da 700-700g/l (130-140
0
C).
Natri nitrat 200-250g/l (130-140

0
C).
Natri nitrit 50-70g/l (130-140
0
C).
Nung nóng chi tiết 1-2 giờ tạo nên trên bề mặt sắt, thép có màu
xanh – đen. Khả năng chống ăn mòn lớn không cao lắm ta bôi
thêm dầu mỡ.
CHẤT DẺO
I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHẤT DẺO:
1.
Đònh nghóa: Là loại vật liệu nhân tạo được sản xuất ra từ các
chất hữu cơ ở nhiệt độ nhất đònh, chất dẻo trở nên mềm dẻo và
có thể tạo hình được áp suất cao.
- Đa số các loại chất dẻo đều có cấu tạo hóa học phức tạp mà cơ
sở của nó là liên kết hữu cơ cao phần tử được gọi là polime.
- Trong chất dẻo người ta pha thêm một số chất khác để nâng
cao tính năng của chất dẻo.
+ Chất độn: Làm tăng độ bền, độ cứng và giảm co ngót khi
tạo hình chi tiết.
+ Chất làm dẻo: Làm tăng tính dẻo, làm chất dẻo vững ngay
ở nhiệt độ thấp.
+ Chất bôi trơn: Làm chất dẻo không dính vào khuân khi tạo
hình chi tiết.
+ Chất làm rắn: Làm cho chất dẻo ở thể loãng trở thành thể
rắn lại khi nguội.
+ Chất màu: Làm chất dẻo có màu sắc theo ý muốn.
+ Chất ổn đònh: Làm cho chất dẻo giữ được các tính nhất ban
đầu.
2.

Công dụng:
- Trong lónh vực điện và vô tuyến điện chất dẻo sử dụng nhiều
vì nó có tính chất cách điêïn tốt.
- Đối với các chi tiết máy yêu cầu vừa nhẹ không bò ăn mòn độ
bền vừa phải thì chất dẻo rất thích hợp.
- Chất dẻo dùng làm các bình chứa, các bộ phận băng chuyền,
cách bơm, bánh răng… Ngoài ra còn phủ lên bề mặt kim loại để
chống ăn mòn.
- Chất dẻo dùng để sản xuất các đồ dùng sinh hoạt gia đình
cũng như các sản phẩm công nghiệp nhẹ.
3. Tính chất:
-Phần lớn chất dẻo có trọng lượng riêng (1-2)g/cm
3
.
- Chất dẻo có độ bền cơ học khá cao, tính chống ăn mòn tốt, hệ
số ma sát nhỏ, cách điện tốt.
- Chất dẻo có tình bền hóa học không bò tác dụng bỡi axit và
kiềm.
- Chất dẻo có tính công nghệ cao vì công nghệ chế tạo sản
phẩm chất dẻo khá đơn giản.
- Tuy nhiên chất dẻo bò hóa già theo thời gian làm biến đổi tính
chất ban đầu của nó để khắc phục ta pha thêm một số chật phụ.
II.
CÁC LOẠI CHẤT DẺO:
1.
Chất dẻo nóng:
- Poliêtylen (PE) (-CH
2
-CH
2

-)
n
Cứng, có màu trắng được sản xuất bằng cách trùng hợp khí
êtilen lấy từ dầu mỡ hoặc than đá. Pôliêtylen rất bền vững khi
chòu tác dụng của axit hoặc kiềm, không thấm nước, dẻo ở phạm
vi nhiệt khá rộng dùng làm chất điện môi.
Pôliêtilen có trọng lượng riêng 0,92G/cm
3
Giới hạn bền kéo Б
k
=1500-4000MN/m
2
.
Độ giãn dài tương đối
Б
s
= 150-500% giữ được tính dẻo ở
nhiệt độ 70
0
C.
- Polipropilen(PP)
sản xuất từ Propilen nhờ chất xúc tác đặc biệt.
Có độ bền cơ học và tính chòu nhiệt cao hơn Pôliêtilen.
Dùng chế tạo các loại ống, cánh quạt, máy bơm, dụng cụ hóa
học, ytế, điện.
- Policlovinyl: Có dạng bột trắng được sản xuất ra từ
Cloruavinyl.
Chòu ăn mòn hóa học cao, không cháy.
Không ổn đònh dưới tác dụng lâu của nhiệt độ và ánh sáng.