關(guān)于鍍鋅板與冷軋板防腐性能對(duì)比的試驗(yàn)分析

劉凱，王添琪，吳長喜

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關(guān)于鍍鋅板與冷軋板防腐性能對(duì)比的試驗(yàn)分析

劉凱，王添琪，吳長喜

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

文章通過鍍鋅板與冷軋板SPCC在中性鹽霧試驗(yàn)與循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中腐蝕量、腐蝕產(chǎn)物，微觀組織形貌等腐蝕特征對(duì)比分析，研究鍍鋅反與冷軋板在不同腐蝕環(huán)境中腐蝕差異性。試驗(yàn)結(jié)果表明：鍍鋅板與冷軋板SPCC兩種裸板材質(zhì)在中性鹽霧試驗(yàn)中腐蝕現(xiàn)象明顯，腐蝕速度較快。在汽車服役過程中，同等環(huán)境中鍍鋅板出現(xiàn)穿透腐蝕概率較小。

鍍鋅板；冷軋板；防腐性能

1 背景

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車防腐性能的關(guān)注越來越高，鍍鋅板的防腐性能的研究已經(jīng)成為各大汽車主機(jī)廠和學(xué)者爭(zhēng)相關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)[1-5]。在這種大前提下，本文通過鍍鋅板與冷軋板在中性鹽霧試驗(yàn)與循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中腐蝕量、腐蝕產(chǎn)物，微觀組織形貌等腐蝕特征對(duì)比分析，研究鍍鋅反與冷軋板在不同腐蝕環(huán)境中腐蝕差異性。

2 試驗(yàn)方案

1）冷軋板SPCC與鍍鋅板DC52D45/45ZF是車身最常用材料，將兩種材料分別掛在車身底盤隨車身過涂裝電泳，對(duì)比分析裸板，電泳板在不同試驗(yàn)中防腐性能，具體明細(xì)見表1。

表1 試驗(yàn)樣件制備清單

2.1 試驗(yàn)方法

2.1.1 中性鹽霧試驗(yàn)方法

根據(jù)GB/T 10125-2012試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，將試驗(yàn)試樣放置在鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)，具體要求：在溫度為36℃±(0.1～0.7)℃；鹽霧沉降速度，經(jīng)24h后噴霧，每80cm2面積上為1ml/h～2ml/h；鹽水濃度為(5±1)％的NaCl溶液；鹽霧PH在6.5～7.2之間的鹽霧試驗(yàn)箱中存放480h。試驗(yàn)結(jié)束后取出樣件，樣件在清洗前放在室內(nèi)自然干燥0.5 h，然后在溫度不高于40℃的清潔流動(dòng)水輕輕清洗以除去樣件表面殘留的鹽霧溶液，再立即進(jìn)行干燥，然后觀察樣件表面的銹蝕情況，要求樣件表面不得出現(xiàn)銹蝕。

2.1.2 循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方法

根據(jù) GMW14872-2013試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，將試驗(yàn)試樣放置在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱內(nèi)，根據(jù)圖1所示循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)共驗(yàn)證63個(gè)循環(huán)。

圖1 循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方法示意圖

3 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

3.1 外觀形貌對(duì)比分析

通過表2及圖3數(shù)據(jù)分析，在中鍍鋅板與SPCC兩種裸板材質(zhì)在中性鹽霧試驗(yàn)中腐蝕現(xiàn)象明顯，腐蝕速度較快。通過兩種試驗(yàn)也進(jìn)一步驗(yàn)證鍍鋅板防腐性能較冷軋板優(yōu)良。

表2 試驗(yàn)樣件表面銹蝕結(jié)果對(duì)比分析

3.2 電泳試板劃痕擴(kuò)散結(jié)果分析

如圖2所示鍍鋅板電泳件在中性循環(huán)試驗(yàn)試驗(yàn)中劃線部位單邊最大腐蝕寬度遠(yuǎn)大于循環(huán)腐蝕試驗(yàn)腐蝕寬度，而SPCC電泳板在中性循環(huán)試驗(yàn)試驗(yàn)中劃線部位單邊最大腐蝕寬度卻小于循環(huán)腐蝕試腐蝕寬度。同時(shí)從表3進(jìn)一步說明鍍鋅板在中性腐蝕試驗(yàn)中腐蝕結(jié)果最為嚴(yán)重，擴(kuò)散寬度為SPCC電泳板中性鹽霧試驗(yàn)的4倍，循環(huán)腐蝕試驗(yàn)2.6倍，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，鍍鋅板防腐性能明顯優(yōu)于普通板材，因此推斷應(yīng)用循環(huán)腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證鍍鋅板電泳件防腐性能更加接近實(shí)際車輛服役現(xiàn)狀。

圖3 電泳試板劃痕擴(kuò)散結(jié)果

表3 電泳試樣劃痕腐蝕擴(kuò)散結(jié)果分析

3.3 非電泳試板腐蝕質(zhì)量數(shù)據(jù)分析

對(duì)同種材料在不同試驗(yàn)中腐蝕質(zhì)量損失數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析可得（表4），無論SPCC裸板，還是鍍鋅板裸板在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中腐蝕速率均比在中性鹽霧試驗(yàn)中慢，同時(shí)從圖4曲線延展趨勢(shì)可知，SPCC的腐蝕速度大于鍍鋅板，在腐蝕過程中先期形成的腐蝕產(chǎn)物對(duì)未腐蝕部分基材的腐蝕有催化作用。

圖4 非電泳試板腐蝕深度分析圖

表4 非電泳試板腐蝕質(zhì)量損失腐蝕速率

3.4 腐蝕微觀形貌分析

通過顯微鏡對(duì)240h（10個(gè)循環(huán)）及1512h（63個(gè)循環(huán)）非電泳試片進(jìn)行觀察分析，進(jìn)一步驗(yàn)證鍍鋅板在不同環(huán)境中與冷軋板防腐差異性，在腐蝕過程中SPCC以點(diǎn)為中心縱向腐蝕擴(kuò)散快坑深度較大，而鍍鋅板整個(gè)表面首先出現(xiàn)較多微小腐蝕點(diǎn)，橫向腐蝕擴(kuò)散較快。

圖5 非電泳試板腐蝕微觀形貌圖

4 結(jié)論

1）鍍鋅板與SPCC兩種裸板材質(zhì)在中性鹽霧試驗(yàn)中腐蝕現(xiàn)象明顯，腐蝕速度較快。在兩種環(huán)境中鍍鋅層均有抑制基材腐蝕作用，其防腐性能優(yōu)于冷軋板SPCC。主要是因?yàn)殄冧\層在鋼板表面形成物理防護(hù)層，在腐蝕環(huán)境中首先腐蝕鍍鋅層，然后腐蝕基材，即使腐蝕至基體，外露鋼板與鋅層在潮濕環(huán)境中會(huì)形成原電池，鋅作為負(fù)電位犧牲陽極，保護(hù)基體鋼板免遭腐蝕。

2）鍍鋅板電泳件在中性鹽霧試驗(yàn)中較在循環(huán)腐蝕、普通冷軋板在兩種試驗(yàn)狀態(tài)中腐蝕表現(xiàn)嚴(yán)重，與零部件在實(shí)際服役狀態(tài)嚴(yán)重不符，而循環(huán)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際狀態(tài)基本一致，因此后期鍍鋅板電泳件在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中驗(yàn)證更加接近汽車服役狀態(tài)。

3）SPCC電泳試板在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)中腐蝕表現(xiàn)比中性試驗(yàn)強(qiáng)，由此可知鹽霧環(huán)境對(duì)鋼板鍍鋅層+電泳表面處理腐蝕影響較大。

4）通過對(duì)不同材料兩種試驗(yàn)狀態(tài)下腐蝕深度分析，發(fā)現(xiàn)在腐蝕過程中先期形成的腐蝕產(chǎn)物對(duì)未腐蝕部分基材的腐蝕有催化作用。

5）在腐蝕過程中SPCC以點(diǎn)為中心縱向腐蝕擴(kuò)散快坑深度較大，而鍍鋅板整個(gè)表面首先出現(xiàn)較多微小腐蝕點(diǎn)，橫向腐蝕擴(kuò)散較快，因此在汽車服役過程中，同等環(huán)境中冷軋板出現(xiàn)穿透腐蝕概率較大。

[1] 朱瑞鑫.鍍鋅黑鈍化工藝研究及生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].表面技術(shù),1994, 23(6):278-280.

[2] 劉邦津,張啟富,仲海峰.國外鋼板熱鍍鋅技術(shù)進(jìn)展[J].腐蝕與防護(hù),2002,23（11）:474-478.

[3] 尚書定.鍍鋅層的黑色鈍化[J].電鍍與精飾,2000,22(1):28-30.

[4] 李慧遠(yuǎn).汽車用熱鍍鋅鋼板的生產(chǎn)及應(yīng)用[J].材料應(yīng)用,2011,6:42 -45.

[5] 曹楚南.腐蝕電化學(xué)原理（第二版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004:251-259.

Experimental Analysis on comparison of corrosion Resistance between galvanizedsheet and Cold rolled sheet

Liu Kai, Wang Tianqi, Wu Changxi

( Research＆Development Center, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230022 )

In this paper, the corrosion characteristics of galvanized plate and cold rolled sheet SPCC in neutral salt spray test and cyclic corrosion test are compared and analyzed, and the corrosion difference between galvanized reverse and cold rolled sheet in different corrosion environment is studied. The results show that the corrosion of galvanized and cold-rolled SPCC bare sheet is obvious in neutral salt spray test, and the corrosion rate is faster. In the same environment, the penetration corrosion probability of galvanized sheet in the same environment is lower.

galvanized sheet; cold rolled sheet; corrosion resistance

U462

A

1671-7988(2018)21-48-03

U462

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1671-7988(2018)21-48-03

劉凱（1987.10）男，技術(shù)工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，主要從事車用非金屬材料，車內(nèi)空氣質(zhì)量，材料性能驗(yàn)證與認(rèn)可，材料輕量化技術(shù)，汽車ELV認(rèn)證公告等方面的研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.017