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金属化 101

金属化 101

金属化是一个通用术语,用于描述在物体表面上涂覆涂层金属的过程。这些涂料具有多种功能,可分为饰面涂料(防腐和装饰涂料)或工程涂料(耐磨和热障涂料)。金属化是一个比防腐涂装相对复杂的过程。在这种方法中,涂层金属被液化、雾化并推进到基材上。涂层金属以实心线的形式出现,在腔室中加热和熔化。然后,数以百万计的液体颗粒从腔室中喷射出来,在那里它们重叠并在表面上凝固以形成保护涂层。因此,金属化表面的预期寿命明显长于涂有传统保护涂层的表面。

什么是金属化?

如前所述,金属化涉及将熔融金属颗粒投影到另一个表面上。熔融金属颗粒是通过将热源施加到实心金属丝(通常是铝或锌)上,然后采用雾化/投影方法产生的。当喷射的熔融颗粒与基材接触时,它们会冷却并在表面上形成机械粘合。随着该过程的继续,随着涂层厚度的增加,颗粒会相互结合。与所有涂层工艺一样,金属化从基材制备开始。喷砂等清洁方法可确保去除可能对涂层产生不利影响的缺陷、缺陷和表面污染物。(制备技术在防腐蚀的基材表面制备中进行了研究。接下来,熔化适当的线材材料,同时清洁的压缩空气将液滴喷射到基材上以形成涂层。金属化通过提供以下一种或两种保护机制来保护金属表面免受腐蚀:

  • 屏障保护–在大多数钢结构中,腐蚀需要两个基本成分:空气和水分。当金属颗粒凝固并与结构表面结合时,它们会形成不透水的屏障,从而防止空气和湿气与基材接触。例如,锌是一种常见的涂层材料,与大气反应形成一层薄薄的碳酸锌,非常耐用和耐腐蚀。
  • 电流保护–鉴于涂层和基材的正确组合配对在一起,金属化也可以提供电流保护。在这种保护方法中,通过允许涂层金属优先腐蚀来保护底层钢基材。例如,如果涂层物体被切割或划伤,使基材暴露在外,那么金属涂层将首先腐蚀而牺牲自己。

金属化通常用于保护太重或太大而无法热浸镀锌的物体。

金属化工艺的类型

虽然之前描述了金属化的一般概念,但该过程可以使用各种技术进行。金属化的一些最常见的变化包括:

  • 电弧喷涂金属化–电弧喷涂涉及使用电弧熔化固体涂层材料。典型的电弧喷涂工艺由两根排列成V形的带电丝组成。然后,导线在一个点上收敛以产生电弧。空气喷嘴施加压缩空气射流,雾化熔融金属并将其投射到基材上。
  • 火焰喷涂金属化–在火焰喷涂过程中,使用富氧火焰熔化实心金属丝。使用从动辊系统将电线推进通过喷嘴,然后将其送入火焰。与电弧喷涂工艺类似,环形空气喷嘴施加压缩空气流以雾化并将熔融材料推到工件上。
  • 真空金属化–真空金属化涉及在专门设计的真空室中熔化涂层金属。然后,沸腾金属产生的冷凝物沉积到基材表面。涂层金属可以使用多种技术汽化,包括等离子或电阻加热。

金属化的好处

虽然金属化和传统金属喷漆似乎具有相似的功能,但前一种工艺具有几个理想的特性,使其成为某些工业应用的理想选择。除了增强的防腐蚀保护外,金属化的其他一些好处还包括:

  • 提高耐用性–金属化涂料比传统油漆和涂料更牢固地粘附在基材上。熔化、雾化和随后的冷却使熔化的涂层与基材形成紧密的机械粘合。因此,金属化表面不太可能因剥落、起泡、开裂或剥落而失效。
  • 导电性–对于必须将电力从一个组件转移到另一个组件的应用,可以使用金属化涂层来赋予导电性。金属化可用于将非导电材料(如塑料)转化为导电元件。此过程在制造和电子行业中特别有用。
  • 更好的耐候性–恶劣的室外环境会缩短传统涂料的使用寿命,并增加金属表面的腐蚀速度。金属化涂层的耐用性提高有助于保护经常暴露在外部环境中的结构。
  • 降低维护成本–金属化表面也不需要频繁维护或重新喷漆。这大大降低了与维护和维修相关的成本。另一方面,涂漆表面需要定期重新喷漆以保持其光洁度。
  • 无表面变形–与涂层部件的尺寸相比,熔融颗粒的热能相对较小;因此,传递给基材的热量非常少。由于涂层部件的温度升高最小,因此消除了变形的风险。在这方面,金属化比热浸镀锌具有优势。

金属化的缺点

虽然金属化是许多钢结构的理想选择,但必须考虑几个关键因素来确定这种方法是否适用于给定的涂层项目。首先,金属化过程不宽容,对边际制备的表面反应不佳。金属化表面与基材之间的结合主要是机械的;因此,如果表面没有做好充分准备来接收涂层,涂层可能会发生灾难性的失效。在金属化过程中必须有适当的清洁和质量控制过程,以确保涂层达到其预期的生命周期成本。金属化的初始成本也可能明显高于其他方法,如传统喷漆和热浸镀锌。这一增加的费用主要是由于其应用所涉及的表面处理要求增加和熟练劳动力。然而,由于金属化在其使用寿命内需要较少的维护,因此从长远来看,它被认为更具成本效益。此外,虽然金属化是许多金属表面的理想选择,但它不适合到达隐藏的角落、凹槽、空腔和孔洞。因此,这种涂层技术可能不适用于某些金属形状,例如管状钢型材。

结论

几乎任何尺寸或形状的金属都可以金属化。这个过程可以在施工开始前在场外完成,也可以在结构搭建完成后在现场进行。工程师和承包商必须权衡金属化的利弊,以确定这种技术是否适合他们的项目。

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