黃銅抗脫鋅

在我國(guó)歷史上的黃銅很長(zhǎng)，現(xiàn)在隨著新材料廣泛，對(duì)黃銅脫鋅耐熱性能的要求也越來越高，各企業(yè)都在加快新黃銅合金c46500的發(fā)展，由于不穩(wěn)定的電流的過程中，很多廠商還存在一些技術(shù)細(xì)節(jié)的控制不足，導(dǎo)致生產(chǎn)成本不穩(wěn)定，浪費(fèi)嚴(yán)重。以下是我個(gè)人在生產(chǎn)和開發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)，希望能對(duì)廣大的銅加工企業(yè)有所幫助！

1、黃銅脫鋅腐蝕的特征

黃銅脫鋅是選擇性腐蝕,即合金中活性較強(qiáng)組元的選擇性溶解,組元可以是單相固溶體合金中的一種元素,也可以是多相合金中的某一相。選擇性腐蝕發(fā)生在二元或多元合金中,其中電極電位較負(fù)的組元或相優(yōu)先溶解,如黃銅脫鋅。 黃銅脫鋅腐蝕的發(fā)生與Cu-Zn合金中的鋅含量有關(guān),當(dāng)鋅含量低于15%時(shí),一般不產(chǎn)生脫鋅腐蝕,但合金的抗沖蝕性能差,增加鋅含量有利于提高合金的強(qiáng)度和抗沖蝕性能,但發(fā)生脫鋅腐蝕的傾向增加。當(dāng)黃銅的含鋅量大于20%時(shí),在水溶液中鋅元素易優(yōu)先溶解,而留下多孔的銅,這種腐蝕是黃銅冷凝管主要的破壞形式,其結(jié)果使黃銅的強(qiáng)度降低,大大縮短冷凝管的使用壽命。 黃銅脫鋅腐蝕主要呈現(xiàn)兩種形態(tài):一種是均勻的層狀脫鋅,多發(fā)生于含鋅量較高的黃銅,且總在酸性介質(zhì)中;另一種是塞狀脫鋅,多發(fā)生于含鋅量較低的黃銅,且在一些微酸性、中性或堿性介質(zhì)中用作海水熱交換器的黃銅經(jīng)常出現(xiàn)這類脫鋅。 影響黃銅脫鋅腐蝕的因素主要有合金組織結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境。從相組成看,含鋅量大于20%的單相A黃銅,脫鋅后留下多孔的銅;而A+B雙相黃銅的脫鋅,首先是從B相開始的,B相完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷傻你~后,再擴(kuò)展到A相;含鋅量更高的E相或C相黃銅,由于脫鋅會(huì)發(fā)生EvCvBvA相轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變的程度依據(jù)脫鋅時(shí)間、介質(zhì)和外加電位等外部條件的變化而改變;同時(shí)也發(fā)現(xiàn)黃銅中含鋅量越高,越容易產(chǎn)生脫鋅的現(xiàn)象。 黃銅的脫鋅不僅能在中性的海水、河水、工業(yè)水中發(fā)生,也能在酸性較強(qiáng)的介質(zhì)及堿性介質(zhì)中發(fā)生,溶液的pH值對(duì)黃銅的脫鋅影響不大。黃銅在各種鹽類如CuC12,CuSO4,(NH4)2SO4,NaC1的溶液中也能發(fā)生脫鋅,就形貌特征看,含鋅量較高的黃銅在酸性介質(zhì)中易產(chǎn)生層狀脫鋅;含鋅量較低的黃在中性、堿性介質(zhì)中易發(fā)生塞狀脫鋅,隨介質(zhì)溫度的升高,黃銅的脫鋅速度加快。 過電位也影響黃銅的脫鋅過程和脫鋅產(chǎn)物,如E相黃銅在低電位下,由于脫鋅會(huì)發(fā)生EvC相轉(zhuǎn)變,而在高電位下,E相黃銅會(huì)直接變成疏松的銅或富銅的A相。此外,脫鋅速率也會(huì)受到冷加工變形的影響,不同種類的黃銅,其脫鋅速率受冷加工變形影響的程度有所不同。

2、防止黃銅腐蝕的措施

為了防止黃銅在冶金方面的腐蝕，第二是改善環(huán)境。為改善腐蝕環(huán)境，如使用陰極保護(hù)、減少介質(zhì)腐蝕、緩蝕劑等，雖然最好是防止鋅黃銅的去除措施，但由于工作條件，并不能完全抑制鋅黃銅的去除。只有通過冶金方法提高了黃銅的抗鋅去除能力，才能消除黃銅的腐蝕。隨著鋅銅含量低（Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%），這些合金幾乎沒有脫鋅，但不耐侵蝕；或添加砷、硼、磷、銻、錫、鋁、銅合金稀土元素，這些元素可以防止在不同程度的鋅和銅但對(duì)A+B雙相黃銅小的抑制作用，尤其是在這些元素中，B是最好的，稀土元素也有很好的脫鋅腐蝕的抑制作用，如何加入生產(chǎn)量；添加時(shí)間等應(yīng)清晰。

3、黃銅除鋅機(jī)理

國(guó)內(nèi)外鋅腐蝕機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了各種不同的結(jié)論，但不是很完善，不是很透徹的溶解和溶解沉積機(jī)理的主要理論、雙空位機(jī)理及滲流機(jī)理。優(yōu)先溶解并優(yōu)先溶解機(jī)制，溶解沉積機(jī)理反復(fù)，黃銅的腐蝕過程，從黃銅合金和優(yōu)先溶解鋅內(nèi)空位擴(kuò)散溶解表面鋅合金，銅的積極潛力依然存在，銅層疏松。但這種理論很難解釋鋅和鋅在室溫下的低擴(kuò)散系數(shù)引起的脆性裂紋深度之間的矛盾。langenegger對(duì)銅鋅的溶解與溶液接觸的表面發(fā)生，鋅合金的腐蝕是由鋅原子的晶格擴(kuò)散補(bǔ)償，通過這一活動(dòng)的前沿選擇性侵蝕鋅和鋅，繼續(xù)前進(jìn)。按照作者的觀點(diǎn)，無鋅相只發(fā)生在原來的黃銅基體的骨架結(jié)構(gòu)，使游離鋅離子的擴(kuò)散和黃銅無鋅電阻取決于鋅的鋅原子的外層電子離開難度。溶解-再沉積機(jī)制，鋅溶解在溶液中的鋅和銅表面的銅和銅表面附近的快速溶解沉淀和再沉積在基板上，但這種機(jī)制不能解釋不脫鋅銅溶解時(shí)。由于鋅溶出電位比銅的陽極溶解電位低得多，在任何情況下都不能同時(shí)溶解銅和鋅。研究了在硫酸purshpa，初始階段，由于原電池的建立（Cu Zn）、鋅溶液中優(yōu)先溶解，但當(dāng)多孔銅氧化銅薄膜電極表面上形成的，鋅的去除率下降，而銅和鋅的溶解。溶出度鋅從樣品內(nèi)部通過晶格空位的擴(kuò)散率是這一階段的銅溶解率控制在厝減小薄膜的形成，這是因?yàn)殂~薄膜提供了一個(gè)不連續(xù)的表面保護(hù)臨時(shí)工，在腐爛的過程中，對(duì)腐蝕條件以上兩脫鋅機(jī)理中的哪一個(gè)決定性的位置取決于種類，如選擇性溶解在稀鹽酸中發(fā)生的鋅，但高濃度的銅重新析出發(fā)生或另外海水脫鋅腐蝕，鹽酸、鋅的去除機(jī)制也由溶解溫度的影響，浸泡時(shí)間長(zhǎng)。是否可以同時(shí)溶解銅和鋅，可以通過重疊電位預(yù)測(cè)pH圖。