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1、镀锌板涂装后加速腐蚀测试方法的选择 于全鑫 陈良印 (奇瑞汽车股份有限公司 试验和整车技术工程院 1009) 【 摘 要】 通过比对镀锌板涂装后中性盐雾、 整车强化腐蚀结果及对 GB195-09循环腐蚀条件的 分析,得出循环腐蚀更适合作为镀锌板涂装后的常规加速腐蚀测试方法。 【 关键词】 镀锌板 中性盐雾 强化腐蚀 循环腐蚀 1前言 镀锌板涂装后中性盐雾(Ns )耐腐蚀试验后 出现漆膜起泡、 附着力降低等缺陷(图1),与镀锌 板在实际使用中表现出良好的防腐蚀性能出现 明显差异。目前轿车已经广泛使用镀锌钢板,车 身内板采用镀锌工艺可以保证车身防锈蚀保质 期长达10年。因此有必要为镀锌板涂装后选择
2、 合适的加速腐蚀方法来判断涂层性能、 涂装 工艺 等是否满足产品标准要求。 图2是镀锌板车身强化腐蚀30个循环 (相 当于3个使用年)后的状况,腐蚀结果与镀锌板 在汽车行业实际应用后表现的良好防腐性能相 吻合。强化腐蚀更接近于 自然环境下的腐蚀,然 限于试验的时效性及周期等客观原因,强化腐蚀 不能作为镀锌板涂装后的常规加速腐蚀试验方 法。但其测试结果可作为选择常规加速腐蚀测试 方法的参考验证依据。 图2强化腐蚀30个循环 表1 中性盐雾(N$) GB T10125-勿012 强化腐蚀1个循环(约勿h ) QC月 32-2005 温度:穷2 沉降量:15 05m V 80c n f h 收集 溶
3、液Na Cl 浓 度:505留 收集溶 液PH值: 65 72 干燥室 m In :温 度 笏矽;湿 度40%RH 中性盐雾 20m i n :篼与0;沉 降 鹰詈:1-2m V8o c h 高 温 高 湿 室5s l l ;s O矽;湿度 953%RH 干 燥 室3s l l :温度乃 矽 ;湿度 40%RH 高 温 高 湿 室10s l l :矽 ;湿度 953%RH 2镀锌板腐蚀机理分析 在 自然环境状态下,锌是非常活泼的金属,锌 的表面与周围的潮湿空气接触,会首先与潮湿水 气发生化学反应,生成一层多孔的、 胶粘状的Zn (0H)2腐蚀产物。随后,氢氧化锌会进一步与大 气中二氧化碳反应,
4、生成一层薄的、 致密的、 有一 -237- 图1中性 盐 雾100l l l l - - - - i i T T j ; 定粘附性的碱式碳酸锌z n c o 3腐蚀产物,可以阻 止锌层进一步腐蚀。在工业大气下,锌的腐蚀产 物主要含Zn 5(c 03)2(0H)“、Zn o 、z n s 04成分。 在中性盐雾(N)的腐蚀环境下,连续运行 的密闭空间内,空气中的二氧化碳含量比较少。 生成的腐蚀产物主要为Zn (o H)2,不能向起倮护 性作用的Zl l Co 3转变,由金属锌转变为氢氧化锌 时体积增大3 5倍,膨大的体积很容易将涂层与 金属锌剥离,出现起泡和附着力降低,外观表现 为耐腐蚀性能较差
5、。 3循环腐蚀测试 循环腐蚀试验与整车强化腐蚀的环境条件 变化相似,是在单一的实验室环境下去增加一些 其他的环境变化因素去仿真最终使用环境。试验 方法中包括盐雾、 干燥条件、 湿润条件。 GB/Tz %讠O09金属和合金的腐蚀酸性盐 雾 、 “ 干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试 验游邕 够很好的模拟目前中国户外盐污染/酸雨环 境下的腐蚀。 31试验溶液的制备 在温度为犭2时电导率不高于 u s /c m 的蒸馏水或去离子水中溶解氯化钠,配制成浓度 为b O5酽L的溶液(配制溶液在 笏2的PH值 为60彳0。氯化钠中含有少于0001%的铜和 镍,不应含有超过01%的碘化钠,总杂质含量不 得
6、超过05%)。向每10L5%中性氯化钠溶液中 添加1211i 硝酸溶液 (HN03,=1绲g /m l )、 1731111 硫酸溶液(鸟S04,=l “g /m l ),用质量百分 比为 10%的氢氧化钠溶液,调整溶液PH值至35 01。 相对于中性盐雾试验,PH值降低更接近于 中国实际大气情况。据报道 12年杭州市区环 境空气质量优 良天数为336天,但酸雨率为 889%,降 水PH值范 围 在2M彳18间,PH年均 值为4甾。 表2 CB 叮泛 195-2009 酸 跬 盐雾 (35 ;3%Na Cl ;PH值 3501)2h 干 燥 (60 ;(30%RH)4h 湿润 (50 ;95%
7、 RH)2h 美 国s A刂2334 湿 润 (;100%RH)6h 中 性 盐 雾 (药;05%Na Cl +01%Ca C12+Na HCo 3)15m i n 干 燥 (;50%RH)17h 一 凋 末干 燥(60;50%RH) 大 众PV1210 中 性 盐 雾 (35;5%Nd Cl 汩h 标 准 气 候 条 件(23“ ;5010%RH泗h 湿 热 (40 00%RH) 1血5个循环后休息2天 尼 桑 中 性 盐 雾 (35;5%Na Cl 汩h 干 燥(60 ;%RHl z h 湿 润(30,55%RH”h 马自达 中 性 盐 雾 (35;5%Na Cl 汔h 干 燥(60;%R
8、H)15h 湿 润 (50JO0%RH h 室 温 环 境1h 32循环条件分析 如表2比对欧美系、 日系主机厂,不同的厂 家循环条件各有自己的特点,但主要是营造一个 盐雾、 干湿交替的环境。在实践中发现,大多数的 腐蚀是发生在由干转湿或由湿转干的过程中,而 不是将一个试验对象长期持续湿润。 33可操作性分析 早期的循环腐蚀试验依赖于人工进行的样 品移动很费时和麻烦,目前先进的循环箱能够直 接提供给试样多种测试所需要的模拟环境,这不 仅能提供可以重复的试验环境,也能减少操作者 的失误,节省试验时间,也提高了试验测试的再 现性。 4结论: 实际使用中金属材料的腐蚀,会受到许多环 -238- 境因素的影响,其影响程度取决于金属材料的种 类及环境类型。在实验室环境下不可能设计出包 含所有影响耐蚀性的环境因素的加速腐蚀试验, 只能够模拟几个主要环境因素验证对材料的腐 蚀。G41呖- 最大的优点在于它能更好的 模拟发生在户外盐污染/酸雨环境下的腐蚀,其测 试结果对镀锌板的涂层性能测试及涂装工艺改 进验证具有很好的指导意义。 参考文献: 【 1】萧以德 电 镀锌层的大气腐蚀行为研究 腐蚀科学与防 护技术,19鲻年7月第7卷第3期 【 2】潘杰去年杭州市区粥6天空气优良,市区酸雨PH值 最低仅2狃杭州在线12年6月4号讯
