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汽車金屬零部件鹽霧試驗方法統析

文章來源:正航儀器 瀏覽次數: 發布時間:2014-04-30
 

 
 
 
 
鹽霧試驗最初的目的是用來鑒定各種電鍍層的質量和保護性能,現在這種試驗已經擴展到有機涂層、防銹油脂、金屬材料甚至元件和完全裝配好的設備,應用非常廣泛。目前鹽霧試驗已成為汽車金屬零部件的必備試驗,是一種創造人工模擬鹽霧環境條件來考核產品或金屬材料耐腐蝕性能的環境試驗。試驗中將樣板斜置于鹽霧箱中,經一定時間后觀察樣板的銹蝕、蔓延和起泡程度,是檢驗汽車金屬零部件耐蝕強度的重要手段之一。正是由于鹽霧試驗自身的重要性,各個國家、各國際組織和各大汽車企業都制訂了相關的鹽霧試驗標準。文章介紹了常用鹽霧試驗及汽車零件的改進措施。
常用的鹽霧試驗包括中性鹽霧試驗(NSS)、醋酸鹽霧試驗(AASS)、氯化銅-醋酸加速鹽霧試驗(CASS)以及循環腐蝕試驗(cycle?corrosive?test)4種,其他還有酸性溶液腐蝕試驗、堿性溶液腐蝕試驗、Kesternich腐蝕試驗及通風的工業氣氛腐蝕試驗等。鹽霧試驗中依靠鹽霧試驗箱來提供持續的鹽霧環境。按照GB/T?10587—2006的要求,一般的腐蝕試驗箱鹽霧收集區域為80?cm2,鹽霧沉降率在1~2?mL/(80?cm2·h),試樣與豎直方向呈(20±5)°放置。汽車常見腐蝕部位及其典型零件,如表1所示。
 

汽車金屬零部件鹽霧試驗
 
一、中性鹽霧試驗(NSS)
NSS是用NaCl溶液在金屬表面噴灑一定時間,看零件的腐蝕程度是否符合要求,是目前采用較多的試驗方法,應用也較為廣泛,幾乎適用于所有的汽車金屬零部件,包括金屬及其合金、有機涂層、無機涂層及化學鍍層等,如螺栓、各種金屬支架、各種金屬拉鎖及油漆件等。NSS的試驗條件如下:
NaCl溶液質量濃度:(50±5)g/L;25?℃溶液體積質量:1.029~10.36?g/cm3;試驗溫度:(35±2)℃;pH值:6.5~7.2;噴霧壓力:70~170?kPa;鹽霧噴射量:(1.5±0.5)mL/(80?cm2·h);試樣保持角度:15~30°。試驗樣件置于中性鹽霧環境中,待鹽霧彌散在整個試驗空間后,讓其進行自由沉降,鹽霧會均勻地落在試驗樣品表面,并通過維持鹽液膜的經常性更新,使金屬表面持續腐蝕。
二、醋酸鹽霧試驗(AASS)
AASS是用加入酸的NaCl溶液噴灑金屬表面,比NSS試驗條件惡劣,一般檢驗電鍍涂層和化學涂層的耐腐蝕性,如電鍍飾條及鋁上面的陽極氧化膜等。AASS的試驗條件如下:NaCl溶液質量濃度:(50±5)g/L;乙酸質量濃度:1~3?g/L;試驗溫度:(35±2)℃;
pH值:3.1~3.3;噴霧壓力:70~170?kPa;鹽霧噴射量:(1.5±0.5)mL/(80?cm2·h)。這種鹽霧腐蝕試驗腐蝕速度明顯加快,有關資料統計,在AASS中試驗24?h,基本上可接近于NSS中72?h的結果。
三、氯化銅-醋酸加速鹽霧試驗(CASS)
CASS是用加入酸和CuCl2的NaCl溶液噴灑金屬表面,比NSS和AASS試驗條件更為惡劣,其腐蝕速度約為AASS的5倍,常用來檢驗鍍鉻和不銹鋼零部件的耐腐蝕性,如“銅+?鎳+?鉻”或“鎳+鉻”裝飾性鍍層的鍍鉻格柵及鍍鉻門把手等,也適用于鋁的陽極氧化膜[3]。CASS的試驗條件如下:NaCl溶液質量濃度:(50±5)g/L;
乙酸質量濃度:1~3?g/L;CuCl2溶液的質量濃度:(0.26±0.02)g/L;試驗溫度:(50±2)℃;pH值:3.1~3.3;噴霧壓力:70~170?kPa;鹽霧噴射量:(1.5±0.5)mL/(80?cm2·h)。CASS與前2種試驗方法相比,溫度明顯提高,腐蝕速度明顯增加,而在醋酸鹽溶液中加入銅鹽后會誘發強烈的腐蝕,腐蝕程度也明顯加強。
四、循環腐蝕試驗
由于以上3種試驗都是在濕態下完成的,無法模擬大氣環境中的干態環境和干濕交變環境,所以與真實的戶外環境存在一定差異。循環腐蝕試驗則模擬了真實環境中的不同狀態,通常分為噴霧周期、濕熱周期及干燥周期,通過干濕環境的不斷變化,得到更接近真實環境的數據與結果,所以對于耐腐蝕性能要求比較高的零部件(排氣管和吊耳等)多用這種試驗方法。表2示出常用的循環腐蝕試驗的試驗方法。
 
汽車金屬零部件鹽霧試驗方法

 
五、鹽霧試驗的評判
鹽霧試驗的腐蝕時間依據零件具體的使用情況、表面處理情況及腐蝕程度來制定,排氣管、機油濾清器及轉向彈簧等底盤金屬件,由于腐蝕強度高,所以鹽霧試驗時間要長;飾條、格柵及座椅等車身和內飾件,由于腐蝕強度低,所以試驗時間可以稍短。表3示出常用的表面處理工藝的耐腐蝕試驗時間,一般在6~1?000?h。
 

汽車金屬零部件鹽霧試驗分析
 
 
 
對于涂層零部件,試驗中對涂層和基材的腐蝕在微觀上存在不同。首先,對基材的腐蝕是一個氧化的過程,不同的試驗條件氧化的程度不同,導致了各種試驗方法對基材的腐蝕性不同。其次,各種試驗方法對涂層的腐蝕是以對基材的腐蝕為基礎,當鹽水微觀滲透到涂層劃傷部位或者涂層與基材結合處時,降低了涂層與基材的結合力而產生擴蝕。http://www.tcfuli.cn 
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