表面處理即是通過(guò)物理或化學(xué)的方法在材料表面形成一層具有某種或多種特殊性質(zhì)的表層。通過(guò)表面處理可以提升產(chǎn)品外觀、質(zhì)感、功能等多個(gè)方面的性能。

　　金屬表面處理的發(fā)展

　　隨著金屬加工業(yè)、鐵路制造業(yè)、汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)各種金屬制品及鐵路、汽車(chē)零部件產(chǎn)品的質(zhì)量有了更高要求，通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，一些簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)易的前處理方式，已經(jīng)不能滿足金屬加工及涂裝的基本要求。只有采用標(biāo)準(zhǔn)的前處理生產(chǎn)工藝，才能使鋼鐵表面形成一層標(biāo)準(zhǔn)的磷酸鹽膜和防護(hù)膜，以滿足金屬加工和涂裝處理的質(zhì)量要求。因此，選用低成本、低能耗、高品質(zhì)的金屬前處理產(chǎn)品，是企業(yè)保證涂裝質(zhì)量和防護(hù)質(zhì)量穩(wěn)定與否的重要因素。

　　金屬表面的除銹處理

　　以金屬防銹為目的而加入到各種介質(zhì)如水、油或脂等中去的一類(lèi)化學(xué)藥劑。目前，習(xí)慣上分水溶性防銹劑、油溶性防銹劑、乳化型防銹劑和氣相防銹劑等。

　　金屬的防銹處理通常分為工序間防銹、工藝性防銹及最終防銹三種方法和要求。工序間防銹處理一般采用水基型防銹，脫水防銹等防銹方式，防銹時(shí)間短，能滿足工序間的防銹要求。工藝性防銹處理有鈍化防銹、磷化防銹、脫水防銹油等，是因工藝要求的不同而不同。最終防銹處理是以油性防銹為主。因?yàn)榉冷P油脂不易揮發(fā)，所以它的防銹時(shí)間較長(zhǎng)。

　　常見(jiàn)防銹劑的分類(lèi)

　　一、水性防銹劑

　　可溶解在水中形成水溶液，金屬經(jīng)這種水溶液處理后能防止腐蝕生銹。

　　它們的防銹作用可分為三類(lèi)：

　?、俳饘倥c防銹劑生成不溶而致密的氧化物薄膜，因而阻止了金屬的陽(yáng)極溶解或促進(jìn)金屬的鈍化，從而抑制金屬的腐蝕。這類(lèi)防銹劑又稱(chēng)為鈍化劑，如亞硝酸鈉、重鉻酸鉀等。在使用時(shí)，應(yīng)保證足夠的用量。用量不足時(shí)，不能形成完整的氧化物薄膜，在未被遮蓋的很小的金屬表面上，腐蝕電流密度增大，易造成局部腐蝕嚴(yán)重。

　?、诮饘倥c防銹劑生成難溶的鹽類(lèi)，從而使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，免于銹蝕。例如：有的磷酸鹽能與鐵作用生成不溶性的磷酸鐵鹽；有的硅酸鹽能和鐵、鋁作用生成不溶性的硅酸鹽等。

　?、劢饘倥c防銹劑生成難溶性的絡(luò)合物，覆蓋在金屬表面而保護(hù)金屬免于腐蝕。例如：苯并三氮唑與銅能生成螯合物Cu(C6H4N3)2,既不溶于水也不溶于油，因而能保護(hù)銅的表面。

　　二、油溶性防銹劑

　　又稱(chēng)油溶性緩蝕劑。大多數(shù)為具有極性基團(tuán)的長(zhǎng)碳鏈有機(jī)化合物。其分子中的極性基團(tuán)依靠電荷作用緊密地吸附在金屬表面上；非極性基團(tuán)長(zhǎng)碳鏈烴則向著金屬表面的外側(cè),并能和油類(lèi)互溶在一起,從而使防銹劑分子定向排列在金屬表面，形成吸附性保護(hù)膜，使金屬不受水和氧的侵蝕。

　　按其極性基團(tuán)可分為五類(lèi)：

　?、倩撬猁}類(lèi)，化學(xué)通式為(R—SO3。一般使用的是石油磺酸的堿金屬或堿土金屬鹽類(lèi)，如石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、二壬基萘磺酸鋇等。

　　②羧酸及其皂類(lèi)，化學(xué)通式為R—COOH及(R—COO)nMm。作為防銹劑的羧酸有動(dòng)植物油的脂肪酸，如硬脂酸、油酸等，另有氧化石油脂、烯基丁二酸等合成的羧酸，還有石油產(chǎn)品環(huán)烷酸等。羧酸的金屬皂的極性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)，故防銹效果較好，但油溶性較小。且遇水會(huì)水解，在油中分散時(shí)安定性較差,有時(shí)從油中析出。

　?、埘ヮ?lèi),化學(xué)通式為RCOOR′。羊毛脂、蜂蠟是天然的酯類(lèi)化合物，也是較好的金屬防銹封存材料。多元醇的酯類(lèi)防銹效果很好，例如單油酸季戊四醇酯、山梨糖醇酐單油酸酯（斯盤(pán)－80）,都是較好的金屬防銹劑,應(yīng)用較為廣泛。

　?、馨奉?lèi),化學(xué)通式為R—NH2，例如十八胺等。但單純的胺類(lèi)在礦物油中的防銹效果不夠好，而常用的是胺類(lèi)和有機(jī)酸生成的胺鹽或其他復(fù)合物，如油酸十八烷胺、硬脂酸環(huán)己胺等。

　?、萘?、氮雜環(huán)化合物，系含硫或含氮的雜環(huán)及某些衍生物，也是較好的金屬防銹劑，例如咪唑啉的烷基磷酸酯鹽、苯并三氮唑和α－巰基苯并噻唑等。咪唑啉類(lèi)可用于黑色金屬與有色金屬防銹，苯并三氮唑等則主要用于銅材等有色金屬防銹。

　　三、乳化型防銹劑

　　乳化型防銹劑有兩種：一種是油的微粒在水中的懸浮液，即水包油型乳化液，通常呈乳白色；另一種是水的微粒在油中的懸浮液，即油包水型乳化液，通常是透明的或半透明的液體。

　　乳化型防銹劑既具有防銹性能，又具有潤(rùn)滑性能和冷卻性能，因此常用作金屬切削加工的潤(rùn)滑冷卻液。乳化型防銹劑中的乳化劑過(guò)去常用植物油脂（如菜油、蓖麻油等）經(jīng)皂化加工而成，近年來(lái)則使用油酸三乙醇胺、磺化油或非離子表面活性劑等。為了加強(qiáng)防銹性能，在加水調(diào)配成乳化液時(shí)，還可加入一定量的水溶性防銹劑，如亞硝酸鈉與碳酸鈉、亞硝酸鈉與三乙醇胺等。此外，為了防止和減緩乳化液發(fā)臭變質(zhì)，還可加入少量防霉劑，如苯酚、五氯酚、苯甲酸鈉等。