鈍化處理對IF鋼耐蝕性能的影響研究

譚勇　張久凌　于曉中

摘要：本文以汽車板IF鋼作為研究對象，通過使用加速腐蝕試驗(yàn)、現(xiàn)場實(shí)物試驗(yàn)等方法，研究了化學(xué)鈍化處理對IF鋼耐蝕性的影響。研究結(jié)果表明：隨著鈍化時(shí)間、鈍化溫度、鈍化液濃度的增加，IF鋼的耐蝕時(shí)間不斷增加，化學(xué)鈍化后的磷化試驗(yàn)結(jié)果表明，化學(xué)鈍化處理后對試樣的后處理工序沒有影響。

關(guān)鍵詞：IF鋼；化學(xué)鈍化；耐蝕性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.194

0前言

IF鋼，是無間隙原子鋼的簡稱（Intersddal Free Steel），也就是超低碳鋼中的一種。為了降低超低碳鋼的間隙固溶原子含量，通常加入鉻、錳等元素，與基體中的一系列非金屬元素反應(yīng)形成穩(wěn)定的反應(yīng)物。IF鋼本身是一種附加值很高的鋼種，由于IF鋼具有屈服強(qiáng)度低、延伸率大、塑性應(yīng)變比高等優(yōu)良的機(jī)械性能，所以沖壓性能非常優(yōu)異，在家電制造業(yè)、運(yùn)輸工業(yè)、汽車制造業(yè)運(yùn)用的非常廣泛。目前，IF鋼每年的需求量和產(chǎn)量處于穩(wěn)步提升中，而且深沖熱鍍鋅鋼板、深沖鍍錫鋼板、深沖高強(qiáng)鋼板、深沖高強(qiáng)烘烤硬化板等這些品種的出現(xiàn)，也極大地豐富了此類鋼的產(chǎn)品線，促進(jìn)產(chǎn)品向更高的質(zhì)量發(fā)展㈣。

雖然IF鋼有著很多的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其本身的碳含量極低，所以在后期的使用過程以及貯運(yùn)過程當(dāng)中，很容易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，這樣直接影響到了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，就要求對該類產(chǎn)品采取一定防腐蝕的措施，避免其因?yàn)楦g而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降。目前業(yè)界普遍采取的措施主要是在基體表面進(jìn)行涂油處理或者是把IF鋼的存儲環(huán)境盡量保持干燥以及通風(fēng)處理，通過這些手段來延緩基體的腐蝕。

在對鋼鐵材料進(jìn)行防腐蝕處理的方法當(dāng)中，采用化學(xué)方法進(jìn)行處理是非常容易實(shí)現(xiàn)的手段，業(yè)內(nèi)常用的酸洗鈍化就是這種化學(xué)方法。對于IF鋼這類比較容易發(fā)生銹蝕的鋼種，采用化學(xué)鈍化的方式進(jìn)行處理是一種非常有效的手段。

本文主要通過進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、加速腐蝕方法、空氣掛片試驗(yàn)等方法，研究了化學(xué)鈍化對IF鋼耐蝕性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)方法

1.1 IF鋼的實(shí)驗(yàn)步驟

試樣尺寸為481cm的規(guī)格。化學(xué)鈍化處理過程的流程如下：堿洗處理兩次水洗干燥化學(xué)鈍化水洗空氣干燥。

1.2性能測試

在成都產(chǎn)SDJ405F的交變濕熱試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行交變濕熱試驗(yàn)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2423A 93進(jìn)行測試，即參數(shù)進(jìn)行如下的設(shè)定：溫度為25±3℃、相對濕度為45～75%，放入箱體中的試樣溫度穩(wěn)定，在60分鐘內(nèi)將濕度升高到90%。

在上海生產(chǎn)的CH1660A電化學(xué)工作站進(jìn)行電化學(xué)測量。其中，參比電極選用飽和甘汞電極（SCE），輔助電極采用大面積的鉑電極。電化學(xué)測量采用三電極體系，以IF鋼鐵片作為研究電極。

2結(jié)果與討論

2.1鈍化時(shí)間與IF鋼表面耐蝕性的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)中采取的鈍化時(shí)間分別為1秒、2秒、3秒，圖1的曲線為分別在40℃到60℃之間，不同的鈍化時(shí)間與IF鋼表面耐蝕性的關(guān)系。從圖1中觀察到不同的鈍化時(shí)間對于試樣耐蝕性的影響。在不同的鈍化溫度，鈍化時(shí)間為1秒時(shí)的試樣耐蝕性最差，鈍化時(shí)間為3秒時(shí)的試樣耐蝕性最好，IF鋼表面的耐腐蝕性能與化學(xué)鈍化時(shí)間關(guān)系密切。通過圖1可以推測出，隨著化學(xué)鈍化時(shí)間增加，在IF鋼基體表面生成的鈍化膜的量也在增加，與此同時(shí)鈍化膜的致密性也在持續(xù)的增加，這樣可以顯著地提升試樣的耐蝕性。

2.2鈍化溫度及濃度對試樣耐蝕性的影響

圖2為鈍化液在鈍化時(shí)間為3秒的條件下，鈍化液在不同鈍化溫度時(shí)交變濕熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3鈍化液在鈍化時(shí)間為3秒的條件下，在不同濃度下，不同鈍化溫度時(shí)大氣掛片實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

從圖2中可以看出，雖然鈍化液的濃度有所不同，但是隨著鈍化溫度的逐漸升高，耐蝕時(shí)間都開始有了一個(gè)上升過程，溫度低的時(shí)候上升速度緩慢。當(dāng)鈍化溫度上升的時(shí)候，試樣的耐蝕性也有了顯著地提高。

3結(jié)論

通過對IF鋼基體表面進(jìn)行化學(xué)鈍化，并且對鈍化后的IF鋼基體進(jìn)行了濕熱、電化學(xué)等分析。得到的結(jié)論為，IF鋼基體的腐蝕性能受到了鈍化的時(shí)間、溶液的濃度大小以及溫度的影響。鈍化液濃度為2%，鈍化時(shí)間為3秒，溫度為60℃。試樣交變濕熱試驗(yàn)可以達(dá)到56小時(shí)。化學(xué)鈍化處理后對材料表面以及隨后的工序完全沒有影響。