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鹽霧試驗(yàn)詳解

來源:?作者:?2021-10-13 13:02

引言




鹽是世界上最普遍的化合物之一。在海洋、大氣、陸地表面、湖泊和河流中均能發(fā)現(xiàn)鹽。因此,使物品避免暴露在鹽霧是不可能的。鹽霧環(huán)境對(duì)電工、電子產(chǎn)品的影響僅次于溫度、振動(dòng)、濕熱及沙塵環(huán)境。



金屬腐蝕是一種自發(fā)氧化的過程。鹽霧環(huán)境下,由于鹽霧液體作為電解液存在,增加了金屬內(nèi)部構(gòu)成微電池的機(jī)會(huì),加速了電化學(xué)腐蝕過程,使金屬或涂層腐蝕生銹、起泡,從而產(chǎn)生構(gòu)件、緊固件腐蝕破壞,機(jī)械部件、組件的活動(dòng)部位的阻塞或黏結(jié),使動(dòng)部件卡死、失靈,出現(xiàn)微細(xì)導(dǎo)線、印刷線路板開路或短路,元件腿斷裂等情形。同時(shí),鹽溶液的導(dǎo)電性大大降低了絕緣體表面電阻和體積電阻,其鹽霧腐蝕物與鹽溶液的干燥結(jié)晶(鹽粒)間的電阻會(huì)比原金屬高,會(huì)增加該部位電阻和電壓降,影響觸電動(dòng)作,從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品電性能。因此,對(duì)電工電子產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)是考察產(chǎn)品抗腐蝕能力的一個(gè)重要方法。


鹽霧試驗(yàn)有中性鹽霧試驗(yàn)(N SS)、醋酸鹽霧(AA SS) 和銅加速醋酸鹽霧(CA SS)也稱氯化銅醋酸鹽霧)試驗(yàn)三種, 其中應(yīng)用最廣的是中性鹽霧試驗(yàn)。中性鹽霧試驗(yàn)主要用來對(duì)金屬材料以及金屬上的金屬鍍層或非金屬無機(jī)鍍層的檢驗(yàn),也用來檢驗(yàn)涂覆系統(tǒng)。與此相反,醋酸鹽霧和銅加速醋酸鹽霧一般只用于金屬鍍層的檢驗(yàn)而不用于有機(jī)覆層的檢驗(yàn)。


鹽霧試驗(yàn)的目的是考核產(chǎn)品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質(zhì)量,而鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的判定正是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的主要評(píng)價(jià)因素,它的判定結(jié)果是否正確合理是正確衡量產(chǎn)品或涂層抗鹽霧腐蝕性能的關(guān)鍵。試驗(yàn)的結(jié)果包括起泡、生銹、附著力的降低、由劃痕處腐蝕的蔓延等。由于鹽霧試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并不普及,其判定方法也在探討中。各類標(biāo)準(zhǔn)體系中,鹽霧結(jié)果評(píng)價(jià)推薦使用:《GB/T 1766—2008?色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)方法》和《GB/T 6461—2002?金屬基體上金屬和其他無機(jī)覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí)》。


1 術(shù)語

1.1 一般表面腐蝕

從整個(gè)材料-侵蝕介質(zhì)的接觸表面上材料被均勻除去。這是一種很常見的腐蝕類型。常見的類型為片狀腐蝕、面狀腐蝕。


1.2 點(diǎn)腐蝕(孔蝕)

腐蝕介質(zhì)對(duì)有限局部的侵蝕,它透入材料形成孔洞或凹坑,其深度幾乎總是大于其直徑。事實(shí)上在點(diǎn)腐蝕區(qū)外的表面上沒有金屬被去除。點(diǎn)腐蝕常常是鹵化物離子造成的。


1.3 縫隙腐蝕

主要發(fā)生在狹窄縫隙處的腐蝕,這是由于腐蝕介質(zhì)中的濃度差造成的,例如長(zhǎng)的氧擴(kuò)散通道造成的結(jié)果。這類腐蝕使縫隙兩端之間產(chǎn)生電位差,導(dǎo)致通風(fēng)不良處腐蝕加劇。


1.4 脫鋅

鋅從黃銅中有選擇地溶解,從而留下一種多孔性的紫銅組織。脫鎳和脫鋁過程與此相似。


1.5 鐵銹

在鐵和鋼上形成正亞鐵氧化物和氫氧化物腐蝕產(chǎn)物。


1.6 失光

物體表面的光澤度變小。



2 鹽霧腐蝕機(jī)理與腐蝕能力

2.1 鹽霧腐蝕機(jī)理

自然界的鹽霧是強(qiáng)電解質(zhì),其中NaCl占電解質(zhì)的77.8%,電導(dǎo)很大,能加速電極反應(yīng)使陽極活化,加速腐蝕。


鹽霧對(duì)產(chǎn)品的腐蝕是以電化學(xué)方式進(jìn)行的,其機(jī)理是基于原電池腐蝕,腐蝕過程如下:陽極過程腐蝕電池中電位較負(fù)的金屬為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)。金屬的陽極溶解過程至少由以下幾個(gè)連續(xù)步驟組成:

1)金屬原子離開晶格轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻嫖皆? Me晶格→Me吸附。


2)電位差導(dǎo)致金屬氧化,其反應(yīng)為:Me→ Men+ → ne-。放出相等數(shù)量的電子。由此而形成的金屬離子既可溶解到電解液中,也可以與侵襲介質(zhì)中的成分發(fā)生反應(yīng)后淀析于金屬上。


3)陽極的過程可一直持續(xù)到它所生成的電子被陰極耗盡為止。陰極發(fā)生反應(yīng):

O2 +2H2O+4e-→4OH- ,在中性或堿性介質(zhì)中被還原成羥基離子。羥基離子又可與金屬離子發(fā)生反應(yīng),而在酸性介質(zhì)中氫離子通過形成游離氫得到還原,氫則作為氣體逸出。


4)在電解液中,氯化鈉離解成為鈉離子和氯離子,部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)生成金屬腐蝕物:2nMe++2nCl-+2nOH-→ nMeCl + nMe(OH)。


鹽霧腐蝕的三要素是水、氧和離子。涂層是一種高聚物薄膜,能不同程度地阻緩上述三要素的通過而發(fā)揮防腐作用。一般情況下,只要水中鹽的濃度在0.4mol/L以上,鈉與氯離子就可以穿過涂膜擴(kuò)散,因此在噴鹽霧的情況下,上述陽極和陰極反應(yīng)是不能抑制的:

離子透過漆膜比水和氧要慢得多,漆膜所含的羥基離解后使其帶負(fù)電,因而會(huì)選擇性地吸收陽離子透入漆膜,經(jīng)研究證實(shí),一般漆膜會(huì)大量吸收陽離子(如Na+ )透入漆膜,而陰離子(如Cl-)則不易透入。離子透入漆膜的結(jié)果是使漆膜起泡、脫落。


如果被同一種液體浸潤(rùn)的兩種不同金屬互相電接觸,則陰極過程發(fā)生在較貴重的金屬上,而陽極過程則發(fā)生在“較賤的材料”上。如圖1示。

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2.2 金屬的電位序

作為一般參考,假如金屬的反應(yīng)不受復(fù)雜反應(yīng)或形成保護(hù)層之類的二次反應(yīng)的影響,當(dāng)其無外加電壓時(shí)的電位與腐蝕極化性之間的關(guān)系如下:

極賤金屬(電位在-0.5V以下),如Na、Mg、Be、Al、Ti和Fe,即使在無氧的情況下,也會(huì)在中性水溶液內(nèi)發(fā)生腐蝕。


賤金屬(電位在-0.5∽0V之間),如Cd、Co、Ni、Sn和Pb,在有氧時(shí)可在中性水溶液內(nèi)腐蝕,即使在缺氧時(shí),也會(huì)在酸中腐蝕而釋放氫。


半貴重金屬(電位在0∽+0.7V之間),如Cu、Hg和Ag,僅在有氧時(shí)可在一切溶液中腐蝕。

貴重金屬(電位在+0.7V以上),如Pd、Pt和Au,一般是穩(wěn)定的。


各類金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位如圖2。

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2.3 鋼鐵上鍍鋅覆蓋層腐蝕能力介紹

下表為鋼鐵上鍍鋅覆蓋層腐蝕能力簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)關(guān)系,其腐蝕為表面鍍層腐蝕情況。

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鍍鋅層鈍化后的耐中性鹽霧腐蝕性能(第一個(gè)紅銹點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間及第一個(gè)白銹點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間)與其厚度直接相關(guān)。若鍍鋅層太薄,即使鈍化再好,耐鹽霧時(shí)間也很短。酸性氯化鉀鹽掛鍍鋅(采用EXTREME 110 光亮劑) 分別配合TRI-V120?三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化SpectraMATE25?三價(jià)鉻彩色鈍化時(shí),耐鹽霧時(shí)間(以出現(xiàn)第一個(gè)白蝕點(diǎn)為準(zhǔn),下同)與鍍鋅層厚度的關(guān)系如表2 所示。注意此處的中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)為恒定鹽霧試驗(yàn)。

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3 循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方法


鹽霧試驗(yàn)經(jīng)歷了從恒定鹽霧、噴霧-干燥試驗(yàn)、循環(huán)腐蝕試驗(yàn)到鹽霧紫外線循環(huán)暴露等試驗(yàn)的過程。鹽霧紫外線循環(huán)暴露試驗(yàn)與其他試驗(yàn)方法相比,引入了紫外線及冷凝水對(duì)樣品或材料的影響參量,更真實(shí)地體現(xiàn)了自然環(huán)境暴露中紫外線及凝露對(duì)樣品機(jī)材料的影響。該試驗(yàn)方法是一種新的鹽霧試驗(yàn)方法,可以供公司后續(xù)制定相關(guān)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考使用。


金屬件的戶外腐蝕往往受到多種因素的綜合影響,這些因素往往并非孤立存在的。因此,很難模擬一種人工環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芡耆蠎敉鈱?shí)際使用的環(huán)境。從以往的鹽霧試驗(yàn)結(jié)果來看,盡管恒定鹽霧試驗(yàn)已被普遍認(rèn)可并一直被認(rèn)為是腐蝕試驗(yàn)的基礎(chǔ)試驗(yàn),但其與實(shí)際的自然腐蝕試驗(yàn)無相關(guān)性。循環(huán)腐蝕試驗(yàn)(CCT)主要應(yīng)用于汽車工業(yè),在恒定鹽霧試驗(yàn)基礎(chǔ)上引入了高溫、濕度、低溫、干燥等參量,盡可能考慮了自然環(huán)境中的諸多條件因素,目的為取得與自然環(huán)境相關(guān)性更高的試驗(yàn)結(jié)果。故本文主要介紹循環(huán)腐蝕試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容。


3.1 循環(huán)腐蝕試驗(yàn)的暴露條件

各類循環(huán)腐蝕性測(cè)試中應(yīng)用到下述條件中的一種或全部。


3.1.1 室溫條件

在CCT 測(cè)試中,室溫環(huán)境是指實(shí)驗(yàn)室室溫條件。室溫條件通??梢苑浅>徛馗淖儨y(cè)試樣品的性能。例如,鹽霧噴淋后的樣品在室溫條件中放置兩小時(shí)。樣品實(shí)際上在特定溫度和濕度條件下經(jīng)歷一個(gè)緩慢的干燥過程。一般而言,"室溫條件"中沒有腐蝕性蒸汽和氣體。幾乎沒有氣體流動(dòng),溫度通常是 25±5℃,相對(duì)濕度為 50% 或更低,每次測(cè)試時(shí)應(yīng)監(jiān)控并記錄實(shí)驗(yàn)室條件。


3.1.2 箱內(nèi)條件

非室溫條件通常指測(cè)試箱內(nèi)暴露條件。在不同的非室溫條件之間的轉(zhuǎn)換,可以通過人工把測(cè)試樣品從一個(gè)試驗(yàn)箱移動(dòng)到另外一個(gè)試驗(yàn)箱,或在全自動(dòng)的試驗(yàn)箱內(nèi),實(shí)現(xiàn)由一個(gè)條件到另一條件的循環(huán)。每次試驗(yàn)需監(jiān)控溫度和相對(duì)濕度。如果可能, 應(yīng)該采用自動(dòng)控制系統(tǒng)。溫度偏差應(yīng)該精確到 ±3℃或更小。


3.1.3 鹽霧(噴淋)條件

鹽霧條件可在鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn),或在實(shí)驗(yàn)室條件下人工操作。噴嘴可噴出霧狀鹽溶液。一般來說,除 NaCl(氯化鈉)外,也可使用含其他化學(xué)品的電解液來模擬酸雨或其它工業(yè)腐蝕。圖3表示的是鹽霧噴淋試驗(yàn)過程。

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3.1.4 潮濕條件

CCT 測(cè)試程序通常要求高濕度條件。相對(duì)濕度要求為 95-100%。ASTM D224711 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中有這一要求??梢允褂煤銣睾銤裨囼?yàn)箱來實(shí)現(xiàn),或者使用自動(dòng)循環(huán)試驗(yàn)箱。圖4為濕潤(rùn)過程。

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3.1.5 干燥條件

干燥條件可在一間開放式實(shí)驗(yàn)室中或在一個(gè)試驗(yàn)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)??臻g內(nèi)空氣充分流通,這樣可避免分層且可干燥樣品。"干燥"的定義比較復(fù)雜,人們對(duì)指的是樣品的表面干燥還是徹底干燥還存有爭(zhēng)議。隨著產(chǎn)品腐蝕的滲透,樣品徹底干燥所需的時(shí)間可能會(huì)增加。

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3.1.6 浸泡腐蝕條件

這種條件通常包含特定濃度的電解液,一般情況下濃度為5%,pH 值在4到8,溫度通常也是特定的。使用過程中,溶液可能被污染,應(yīng)定期更換溶液。


3.1.7 浸水條件

必須使用蒸餾水或去離子水。關(guān)于水質(zhì)的要求可參考ASTM D1193標(biāo)準(zhǔn)。浸泡用的容器應(yīng)由塑料或其它惰性材料制成。浸泡液的pH值在6到8之間, 溫度為24±3℃ ,電導(dǎo)率在25 ℃ 時(shí)應(yīng)小于50 mohm/cm。


3.2 樣品制備

彩涂板鹽霧試驗(yàn)中試樣的制備主要有平板試樣、劃痕試樣、切口試樣等。不同試樣的試驗(yàn)?zāi)康囊姳?。

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3.3 暴露實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

除了一般恒定鹽霧試驗(yàn)注意事項(xiàng)外, CCT 暴露的多種測(cè)試條件給試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性和再現(xiàn)性帶來更多的潛在問題。


3.3.1 試驗(yàn)箱負(fù)荷

滿負(fù)荷的試驗(yàn)箱通常比輕負(fù)荷的試驗(yàn)箱,需要更長(zhǎng)的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)變。為了保證測(cè)試時(shí)空氣流通,試驗(yàn)箱的負(fù)荷應(yīng)均勻。


3.3.2 轉(zhuǎn)換(斜坡) 時(shí)間

無論是人工操作還是全自動(dòng)的試驗(yàn)箱,轉(zhuǎn)換時(shí)間都是一個(gè)影響測(cè)試結(jié)果的因素。人工操作時(shí),轉(zhuǎn)換時(shí)間是指把樣品從一個(gè)環(huán)境或暴露條件轉(zhuǎn)移到另一個(gè)環(huán)境或暴露條件所需的時(shí)間。全自動(dòng)試驗(yàn)箱中, 轉(zhuǎn)換時(shí)間是指設(shè)備改變箱內(nèi)暴露條件所需的時(shí)間。自動(dòng)比人工暴露給出更多可預(yù)測(cè)且可重復(fù)的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響仍然需要進(jìn)一步研究。因此,盡可能地監(jiān)控并記錄轉(zhuǎn)換時(shí)間,轉(zhuǎn)換時(shí)間會(huì)隨著以下情況的改變而改變:

??室溫條件的變化

??人工操作程序的變化

??使用的儀器類型

??試驗(yàn)箱的負(fù)荷


3.3.3 鹽霧沉降及均勻性

在傳統(tǒng)的鹽霧噴淋測(cè)試中,噴霧的均勻性通常通過在箱內(nèi)不同位置收集鹽霧來檢測(cè)。不同于恒定鹽霧試驗(yàn),CCT 鹽霧沉降率的檢測(cè)不能在測(cè)試操作過程中完成。這是因?yàn)榻^大多數(shù)的 CCT 暴露規(guī)定鹽霧循環(huán)時(shí)間相對(duì)較短。因此,為了測(cè)得在一個(gè)CCT 試驗(yàn)裝置里鹽霧沉降量的均勻性,我們必需收集在連續(xù)噴霧達(dá) 16 個(gè)小時(shí)的鹽霧沉降量。查看恒定鹽霧試驗(yàn)的方法可獲得關(guān)于收集鹽霧沉降量的詳細(xì)說明。


3.3.4 測(cè)試中斷

當(dāng)測(cè)試必須中斷時(shí),被測(cè)樣品盡可能置于不被腐蝕的條件中。記錄所有的中斷情況及樣板的處理情況。


3.4 各類汽車公司的循環(huán)腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要

汽車工業(yè)的循環(huán)腐蝕性測(cè)試方法技術(shù)領(lǐng)先。因此,大部分CCT測(cè)試都應(yīng)用在汽車測(cè)試方面。以下測(cè)試條件是對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試方法和操作的簡(jiǎn)述。如欲獲得更詳細(xì)的資料,請(qǐng)參閱相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。


3.4.1 美國(guó)通用汽車公司標(biāo)準(zhǔn)GM 9540P/B

通過美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)SAE ACAP委員會(huì)和美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)AISI所做研究,這是目前首選的用于汽車表面腐蝕(面涂或預(yù)涂金屬板)的CCT方法之一。GM 9540P/B要求每天按24小時(shí)工作周期人工試驗(yàn), 或使用自動(dòng)循環(huán)測(cè)試箱。如果是人工操作,就要用一個(gè)噴霧器給樣品噴霧直到全部濕透。零件在被噴霧之前看起來必須是干燥的。如果是人工操作, 周末的時(shí)候樣品只能暴露在實(shí)驗(yàn)室條件下。自動(dòng)化測(cè)試裝置可在一個(gè)試驗(yàn)箱內(nèi)完成暴露測(cè)試。


GM 9540P/B暴露條件包括:電解液 0.9% NaCl, 0.1% CaCl2 &0.25 NaHCO3溶液酸度 pH 值在 6.0 和8.0之間,試驗(yàn)周期 80 測(cè)試循環(huán) (1,920 小時(shí))。GM 9540P/B暴露測(cè)試循環(huán)如下:

8 小時(shí) 鹽霧噴淋,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境(25°C,相對(duì)濕度 30 - 50% )

8 小時(shí) 潮濕 (相對(duì)濕度95 - 100% )

8 小時(shí) 干燥 (60°C, 相對(duì)濕度

此為一個(gè)循環(huán),重復(fù)上述步驟。


3.4.2 日本汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)JASO M 609

日本是汽車生產(chǎn)大國(guó),特別是以“有路必有豐田車”自詡的豐田汽車公司等,對(duì)汽車用材料,包括塑料、金屬和涂料等,以及汽車零部件乃至整輛汽車,進(jìn)行了各種各樣的天然和人工試驗(yàn),取得大量數(shù)據(jù),有效地提高汽車性能和促進(jìn)整個(gè)汽車工業(yè)的發(fā)展。


日本對(duì)有關(guān)汽車的試驗(yàn)進(jìn)行了廣泛的研究,制訂了一些試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如:汽車材料腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JASO M609的試驗(yàn)條件,見表4。日本JIS 于1993 年制訂的防銹涂料標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定用日曬氣候牢度儀照射60 h ,以后還需要進(jìn)行28 個(gè)循環(huán)的復(fù)合試驗(yàn),其試驗(yàn)條件本文不再詳述。

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3.4.3 德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)PV1210

大眾汽車公司制訂了施加動(dòng)態(tài)應(yīng)力的腐蝕試驗(yàn)方法。汽車用的鋼板在未進(jìn)行防護(hù)處理的情況下,通過腐蝕應(yīng)力試驗(yàn),其上面覆蓋了均勻的銹層。目前一些汽車試驗(yàn)廠商都普遍在這些鋼板上施加一系列的防護(hù)層(如磷化層、電泳層、面漆或浸鍍) 。采取這種措施后,防護(hù)層結(jié)構(gòu)在靜態(tài)的腐蝕應(yīng)力下很少會(huì)開裂,但如施加外部機(jī)械應(yīng)力,如用碎石沖擊,就能使防護(hù)層遭受損傷,一直損及金屬基材內(nèi)部。在材料的結(jié)合部位會(huì)有不同的電化學(xué)應(yīng)力電位,當(dāng)受到電解液(鹽水) 影響時(shí),會(huì)產(chǎn)生接觸腐蝕。通過機(jī)械應(yīng)力的作用,可以使為防止接觸腐蝕而涂復(fù)的絕緣層受到破損。分析表明,要取得切合實(shí)際的結(jié)果,必須在腐蝕試驗(yàn)中外加機(jī)械應(yīng)力。


本文介紹為PV1210中的循環(huán)腐蝕試驗(yàn),一個(gè)測(cè)試循環(huán)為:

4h 鹽霧試驗(yàn),參照DIN50021-SS,中性鹽霧試驗(yàn);

4h 室溫冷卻,23℃,50%濕度,具體參見DIN50014-23/50-2標(biāo)準(zhǔn)氣候要求;

16h 濕熱氣候,(40 ± 3) °C; 100%濕度貯存,具體參見DIN 50017-KK。


在15、30、60或者90循環(huán)后,對(duì)產(chǎn)品的以下情況進(jìn)行描述:

腐蝕類型:涂層腐蝕還是基體腐蝕;

腐蝕形狀:表面腐蝕還是邊緣腐蝕;

腐蝕出現(xiàn)的時(shí)間及發(fā)展情況。




4 推薦企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法


表5汽車零部件級(jí)別劃分為大眾公司VW13750金屬表面防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的分類,故根據(jù)我們公司的情況,建議鹽霧試驗(yàn)按照安裝位置分類,試驗(yàn)判定參照實(shí)際使用要求。

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4.1 汽車內(nèi)裝件鹽霧試驗(yàn)推薦(噴霧-干燥試驗(yàn))


4.1.1 應(yīng)用:行李艙、駕駛艙、車門內(nèi)側(cè)產(chǎn)品;


4.1.2 測(cè)試方法:具體參照ISO 16750-4電氣泄露及功能考核鹽霧薄霧試驗(yàn)方法,試驗(yàn)周期見圖6。

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產(chǎn)品按實(shí)車安裝方式(或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明)放置,非暴露部分需作防護(hù)處理,接插件需連接。如果產(chǎn)品為非電器件,無需在第4-5小時(shí)間通電測(cè)試。


試驗(yàn)結(jié)束后取出產(chǎn)品,可用潔凈的棉布或毛刷清除表面的鹽霜、水珠、腐蝕物等,將試樣置于(50±5)℃環(huán)境干燥1h,隨后進(jìn)行外觀檢測(cè),再置于標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境放置1h。

——周期時(shí)間:24h;

——總試驗(yàn)時(shí)間:見表6;

——一個(gè)周期分為兩段:8h鹽霧噴射和16h無鹽霧噴射(圖6);

——無鹽霧噴射時(shí)的溫度為室溫。



4.1.3 結(jié)果判定:

功能必須正常,產(chǎn)品功能失效或性能參數(shù)超過設(shè)計(jì)余量為不合格;


腐蝕導(dǎo)致任何結(jié)構(gòu)物理特性減少25%以上為不合格(包括但不限于屈服強(qiáng)度、硬度、穿透強(qiáng)度、質(zhì)量及彎曲阻抗等產(chǎn)品重要參數(shù));


外露面不應(yīng)該出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層及基體都不應(yīng)腐蝕,不應(yīng)有氣泡、開裂等影響產(chǎn)品外觀形象的不良現(xiàn)象。


非外露面,基體不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層腐蝕深度不應(yīng)超過表面的5%,腐蝕面積不應(yīng)超過10%;


產(chǎn)品邊緣部位的考核參見劃痕鹽霧試驗(yàn)對(duì)劃痕部位的判定要求。


4.2 汽車外裝件鹽霧試驗(yàn)推薦(循環(huán)腐蝕試驗(yàn))


4.2.1 應(yīng)用:發(fā)動(dòng)機(jī)艙、底盤外部、車身外部產(chǎn)品;


4.2.2 測(cè)試方法:借鑒GM 9540P/B

把GM 9540P/B暴露條件中的電解液更改為DIN50021?各種氯化鈉溶液的噴霧試驗(yàn)中中性鹽霧試驗(yàn)的溶液。

8 小時(shí) 鹽霧噴淋,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境(25°C,相對(duì)濕度 30 - 50% )

8 小時(shí) 潮濕 ( 50°C,相對(duì)濕度 95 - 100% )

8 小時(shí) 干燥 ( 60°C, 相對(duì)濕度

重復(fù)上述步驟??傇囼?yàn)時(shí)間:見表6;

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4.2.3 結(jié)果判定:

功能必須正常,產(chǎn)品功能失效或性能參數(shù)超過設(shè)計(jì)余量為不合格;


腐蝕導(dǎo)致任何結(jié)構(gòu)物理特性減少25%以上為不合格(包括但不限于屈服強(qiáng)度、硬度、穿透強(qiáng)度、質(zhì)量及彎曲阻抗等產(chǎn)品重要參數(shù));


外露面不應(yīng)該出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層及基體都不應(yīng)腐蝕,不應(yīng)有氣泡、開裂等影響產(chǎn)品外觀形象的不良現(xiàn)象。


非外露面,基體不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層腐蝕深度不應(yīng)超過表面的5%,腐蝕面積不應(yīng)超過10%;


產(chǎn)品邊緣部位的考核參見劃痕鹽霧試驗(yàn)對(duì)劃痕部位的判定要求。


4.3 劃痕鹽霧試驗(yàn)

耐中性鹽霧試驗(yàn)是考察涂層耐腐蝕性能的一種重要的試驗(yàn)方法。常見的有劃線和不劃線兩種。劃線后涂層的耐中性鹽霧試驗(yàn)加快了腐蝕進(jìn)程。能夠更好、更快地評(píng)定受損涂層的耐腐蝕蔓延能力。對(duì)涂料產(chǎn)品的篩選及改進(jìn)提供了重要的參考,故被許多產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所引用。


4.3.1 應(yīng)用:考核產(chǎn)品涂層劃傷后抗腐蝕效果;


4.3.2 測(cè)試方法:具體方法參見《GB/T 1771—2007?色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測(cè)定》;


4.3.3 結(jié)果判定:

試驗(yàn)后腐蝕流不應(yīng)離開劃線2.0 mm,其余應(yīng)無腐蝕的痕跡。把試板用清水洗凈并使其在(23 ±2) ℃下干燥,然后,把一條尺寸約25 mm ×150 mm的膠帶紙粘于切割區(qū)上,然后在垂直于試板的方向迅速拉開“除劃線2.0 mm內(nèi)的范圍外,涂層不應(yīng)從表面脫掉”。


其余部位的結(jié)果判定方法同4.2.3。





5 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)推薦


各類標(biāo)準(zhǔn)體系中,鹽霧結(jié)果評(píng)價(jià)推薦使用:《GB/T 1766—2008?色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)方法》和《GB/T 6461—2002?金屬基體上金屬和其他無機(jī)覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí)》。本文不再詳述。


在實(shí)際的試驗(yàn)過程中,經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品支架外殼、邊緣及螺釘螺母腐蝕,對(duì)于此方面未有標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)范其判定依據(jù),本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),推薦如下:


1)支架外殼為產(chǎn)品接地電連接件,此類產(chǎn)品如果腐蝕,會(huì)導(dǎo)致接地電阻變大,影響產(chǎn)品的正常電運(yùn)行。例如:蓄電池與起動(dòng)機(jī)之間的電壓降,根據(jù)SAE J541,12V中輕型起動(dòng)機(jī)電路20℃時(shí)每100A最大允許電壓降為0.2V,故不包括起動(dòng)機(jī)和蓄電池內(nèi)阻的情況下整個(gè)線路的電阻為2mΩ。故如果為起動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)及安全控制系統(tǒng)中的產(chǎn)品接地支架,一方面不應(yīng)出現(xiàn)基體腐蝕,另一方面腐蝕后接地電阻變化應(yīng)≤1mΩ;如果為其他系統(tǒng)中的接地支架,一方面不應(yīng)出現(xiàn)基體腐蝕,另一方面腐蝕后接地電阻變化應(yīng)≤10mΩ.


2)支架外殼為結(jié)構(gòu)固定件,此類產(chǎn)品如果腐蝕,會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,影響產(chǎn)品的機(jī)械性能。故,腐蝕導(dǎo)致任何結(jié)構(gòu)物理特性減少25%以上為不合格(包括但不限于屈服強(qiáng)度、硬度、穿透強(qiáng)度、質(zhì)量及彎曲阻抗等產(chǎn)品重要參數(shù))。


3)支架外殼為外觀件,此類產(chǎn)品如果腐蝕,會(huì)影響產(chǎn)品外觀,導(dǎo)致客戶心理上不接受。故,此類產(chǎn)品的外露面不應(yīng)該出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層及基體都不應(yīng)腐蝕,不應(yīng)有氣泡、開裂等影響產(chǎn)品外觀形象的不良現(xiàn)象。其非外露面,基體不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕,涂鍍層腐蝕深度不應(yīng)超過表面的5%,腐蝕面積不應(yīng)超過10%。


4)產(chǎn)品邊緣部位的考核參見劃痕鹽霧試驗(yàn)對(duì)劃痕部位的判定要求,單側(cè)最大腐蝕不應(yīng)超過1mm。


5)對(duì)于螺栓、螺母和類似的螺紋件、模制件,其螺紋面的實(shí)驗(yàn)要求按照外露面考核,對(duì)于連接元件中受工藝限制的涂層的薄弱部位如軸和螺紋,試驗(yàn)要求按低一度的非外露面考核。在GMW4205中提及螺栓、螺母和類似的螺紋件的鹽霧試驗(yàn)要求(使用GM 9540P/B試驗(yàn)方法):24個(gè)試驗(yàn)循環(huán)后,其螺紋面不應(yīng)有基體腐蝕(紅銹)及≤30%的鍍層腐蝕(白色腐蝕物);40個(gè)試驗(yàn)循環(huán)后,其螺紋面紅銹腐蝕≤10%及白色腐蝕物≤50% ;螺紋面的腐蝕面積應(yīng)包括螺帽的邊緣部位腐蝕情況。


以上僅為個(gè)人意見,供大家參考使用,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)產(chǎn)品用途來設(shè)定腐蝕判定標(biāo)準(zhǔn)。



6 腐蝕防護(hù)


防腐的意思是為了降低腐蝕速率而干預(yù)腐蝕過程,以延長(zhǎng)零件的使用壽命。


防腐可采用三種基本措施:

1)計(jì)劃和設(shè)計(jì)措施,對(duì)零部件選擇適合的材料和適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);


2)利用保護(hù)層或涂層將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離的措施;


3)采取影響腐蝕介質(zhì)的措施,并對(duì)腐蝕介質(zhì)加入抑制劑。


6.1 利用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防腐

選用具有適宜防腐性能的材料對(duì)避免腐蝕損壞有很大幫助。設(shè)計(jì)上的措施也是頭等重要的。設(shè)計(jì)中要運(yùn)用大量的熟練技藝和專門技術(shù),特別是用同樣材料或不同材料制造的有關(guān)部件之間的連接件、斷面邊和角部位很難防護(hù),又是易于腐蝕的地方。良好的取向可降低腐蝕。


卷邊和彎折會(huì)積聚污垢和水分,適當(dāng)?shù)谋砻婧团欧趴谟兄诿獬@個(gè)問題。

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焊接一般會(huì)使顯微結(jié)構(gòu)變?cè)闶且粋€(gè)弱點(diǎn)。為了避免縫隙腐蝕,焊接必須光滑而且沒有縫隙。

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連接同樣或類似的金屬時(shí),可避免接觸腐蝕;如果連接非同類金屬,需裝上墊圈、墊片或襯套使雙方金屬形成電絕緣,避免接觸腐蝕。


6.2 涂層

涂層是用形成保護(hù)膜的方法來抑制腐蝕的。保護(hù)膜直接覆加在被保護(hù)的金屬上,以抵抗腐蝕介質(zhì)的侵襲。保護(hù)涂層必須是既無孔隙又不導(dǎo)電。由于還必須有足夠的厚度,所以要在很窄的尺寸公差的系統(tǒng)中采用這一措施會(huì)碰到相當(dāng)大的困難。


涂層方法分為:無機(jī)非金屬涂層、金屬涂層及有機(jī)涂層。


無機(jī)非金屬涂層應(yīng)用方法:擴(kuò)散法、青銅色氧化處理、陽極化、搪瓷和玻璃陶瓷等幾種形式。對(duì)許多金屬來說,如果加入少量不同金屬使之成為合金,就能促進(jìn)穩(wěn)定的氧化物涂層的形成,例如在車身板件制造中經(jīng)常使用的磷酸鹽涂層,以及對(duì)鍍鋅層鈍化處理的鉻酸鹽鈍化劑。


金屬涂層應(yīng)用方法:電鍍、化學(xué)沉積、熱浸深底層、蒸發(fā)、熱噴涂和包層等形式。可將外來金屬或金屬化合物覆加在基底材料上。很多情況下,防腐是同增強(qiáng)耐磨性和形成裝飾性表面結(jié)合在一起的。標(biāo)準(zhǔn)方法、使用金屬和應(yīng)用范圍見表7。

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有機(jī)涂層應(yīng)用方法:涂漆、粉末涂層、橡膠和塑料內(nèi)部涂層及等離子聚合。熱塑性塑料、彈性塑料和熱固性塑料是主要的有機(jī)保護(hù)涂層。它們用在汽車工業(yè)所有的油漆、旋轉(zhuǎn)燒結(jié)化合物、內(nèi)涂層、纖維增強(qiáng)樹脂和填料等。這些涂層對(duì)基材的保護(hù)程度不僅取決于塑料本身,而且與所用的結(jié)合劑、防老化劑、對(duì)紫外線的穩(wěn)定劑以及各種填充劑和顏料有關(guān)。有機(jī)涂層既可以單獨(dú)使用,也可與前述的某一種無機(jī)涂層合用。


6.3 抑制劑

抑制劑是以低濃度添加到腐蝕介質(zhì)中的物質(zhì)(最大到幾百ppm),以吸附到被保護(hù)金屬的表面上。抑制劑既能阻斷陽極腐蝕過程,也能阻斷陰極腐蝕過程,所以能急劇降低腐蝕率。有機(jī)胺和有機(jī)酸酰胺為最常用的抑制劑,它們還可以加到防凍液中以防止冷卻液循環(huán)時(shí)的腐蝕損壞。


抑制劑一般有液相及氣相兩種。




7 結(jié)束語


目前金屬保護(hù)主要是用耐蝕性較強(qiáng)的金屬或合金將容易腐蝕的金屬表面完全遮蓋起來,以阻止在金屬表面層上產(chǎn)生原電池。這種保護(hù)方法主要用來防止大氣和周圍環(huán)境的腐蝕。因?yàn)榻?、鎳鍍層的電位比基體金屬的電位更正,故稱為陰極性覆蓋層。但這種鍍層完好無孔時(shí)才能起保護(hù)作用。如果鍍層有孔穴或縫隙,那么,外殼在惡劣環(huán)境下就會(huì)出現(xiàn)前面提到的點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕。陽極保護(hù)層的方法是用犧牲保護(hù)層的方式來防護(hù)基體腐蝕,此類腐蝕現(xiàn)象多為片狀腐蝕、面狀腐蝕。


對(duì)于鹽霧試驗(yàn),一方面我們需針對(duì)不同的產(chǎn)品,研究其鹽霧試驗(yàn)與實(shí)際使用情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系,找出加速因子進(jìn)行加速試驗(yàn),不同的產(chǎn)品需要使用不同類型的鹽霧試驗(yàn),目前循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中就有增加紫外線、酸雨等新模型;另一方面,急需在公司層面建立各類材料的應(yīng)用規(guī)范,從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來避免腐蝕問題。


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