国产三级精品三级在线史区-亚洲一区二区三区国产四区-亚洲国产精品综合福利专区-亚洲精品456在在线播放-中文字幕在线免费播放

摘要：介紹了循環(huán)鹽霧腐蝕試驗(yàn)的原理以及幾種常用標(biāo)準(zhǔn)，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24195(等同采用ISO 16151)，大眾汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)PV 1210、通用汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)GMW14872、克萊斯勒汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)SAEJ2334(由國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)汽車(chē)腐蝕與防護(hù)委員會(huì)制定)、日產(chǎn)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)M0158和上海汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)SMC 30054(等同采用 RES30.CT.119)。對(duì)比了不同試驗(yàn)方法的循環(huán)過(guò)程和操作條件。

1.前言

汽車(chē)金屬零部件的腐蝕破壞已經(jīng)成為當(dāng)前汽車(chē)壽命降低的重要原因之一。早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)每年因汽車(chē)腐蝕所造成的損失高達(dá)200億美元[1]，常見(jiàn)的腐蝕部位如表1所示。所以，從汽車(chē)公司到消費(fèi)者，都非常重視汽車(chē)金屬零部件的腐蝕問(wèn)題。

鹽霧試驗(yàn)是檢驗(yàn)金屬零部件耐蝕性的重要手段，通常分為中性鹽霧(NSS)試驗(yàn)、醋酸鹽霧(ASS)試驗(yàn)、銅加速醋酸鹽霧(CASS)試驗(yàn)、循環(huán)鹽霧試驗(yàn)等幾大類(lèi)。中性鹽霧試驗(yàn)是將樣品暴露于鹽霧箱中，利用噴霧裝置將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%左右的氯化鈉溶液轉(zhuǎn)變成鹽霧，進(jìn)行自由沉降，使鹽霧能均勻地落在試樣表面，并通過(guò)維持鹽液膜的經(jīng)常性更新，使金屬表面加速腐蝕，適用于金屬及其合金，金屬或有機(jī)覆蓋層，陽(yáng)極氧化膜和轉(zhuǎn)化膜等 [2] 。醋酸鹽霧試驗(yàn)和銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)則是在中性鹽霧中加入醋酸甚至還有氯化銅，加速腐蝕過(guò)程。循環(huán)鹽霧試驗(yàn)則是一種綜合鹽霧試驗(yàn)，它通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)加恒定濕熱條件，通過(guò)潮濕環(huán)境的滲透，使鹽霧腐蝕不但發(fā)生在表面，也發(fā)生在產(chǎn)品內(nèi)部 [3] 。循環(huán)鹽霧腐蝕試驗(yàn)更能檢驗(yàn)樣品的真實(shí)腐蝕狀態(tài)，也是鹽霧試驗(yàn)中最為嚴(yán)格的一種，主要用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和腐蝕嚴(yán)重的零部件，如排氣管、車(chē)架、油管、雨刮臂等。

2.循環(huán)腐蝕試驗(yàn)原理

腐蝕一般分為兩種，即化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是指金屬在干燥氣體和非電解質(zhì)溶液中發(fā)生化學(xué)變化而導(dǎo)致的腐蝕，這類(lèi)腐蝕沒(méi)有水介入；電化學(xué)腐蝕則是在有電解質(zhì)和水的作用下發(fā)生的，反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生電流，形成電池 [4] 。在電化學(xué)腐蝕中，電極電位低的金屬為陽(yáng)極，電極電位高的為陰極，陽(yáng)極失去電子成為金屬離子而進(jìn)入電解液，形成陽(yáng)極腐蝕，而陰極接受電子，把電子轉(zhuǎn)移給電解質(zhì)溶液中的介質(zhì)離子，使得反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行 [5] 。

循環(huán)鹽霧試驗(yàn)由于溫度和濕度不斷變化，有時(shí)有水的介入，屬于電化學(xué)腐蝕，有時(shí)沒(méi)有水的介入，屬于化學(xué)腐蝕。在試驗(yàn)中，鹽霧微粒沉降附著在材料表面后，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的溫濕度條件下，這種氯化物水溶液或離解后的氯離子，通過(guò)漆膜、鍍層或其他材料的微孔而滲入到材料體系內(nèi)部，從而引起金屬基材的腐蝕。試驗(yàn)一般進(jìn)行多個(gè)循環(huán)過(guò)程，模擬實(shí)際環(huán)境中的濕熱、干熱等極端氣候情況，特別是在水分蒸發(fā)、鹽沉積的試驗(yàn)階段，干燥的樣品表面上鹽溶液濃度較高，會(huì)導(dǎo)致覆蓋層表面腐蝕速率加快。除此之外，樣品由濕變干的過(guò)程中由于其表面與氧氣接觸充分，也直接加速了腐蝕反應(yīng) [6] 。

3.常用的循環(huán)鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

3.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 24195((等同采用ISO 16151))

GB/T 24195《金屬和合金的腐蝕 酸性鹽霧、“干燥”和“濕潤(rùn)”條件下的循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了2種方法：方法 A 只適用于金屬及其合金，金屬涂層(陰極涂層)，陽(yáng)極氧化涂層，金屬材料上的有機(jī)涂層等，方法B主要適用于鋼板上的陽(yáng)極涂層，鋼板上帶有轉(zhuǎn)化膜的陽(yáng)極涂層等。

方法A的循環(huán)過(guò)程如圖1所示，腐蝕過(guò)程分為酸性鹽霧腐蝕、干燥保持和潮濕保持3個(gè)階段，腐蝕溶液采用 5%的酸性氯化鈉溶液，pH控制在3.5±0.1。

方法  A  在試驗(yàn)中要求樣件擺放角度與垂直方向成20°±5°，鹽霧收集面積為 80 cm 2 ，連續(xù)噴霧 24 h 后鹽霧沉降率應(yīng)該在(1.5 ± 0.5) mL/h 范圍內(nèi)。試驗(yàn)周期根據(jù)零件的腐蝕程度而定，一般在3 ~ 180個(gè)周期內(nèi)選取。

方法 B 的循環(huán)過(guò)程如圖 2 所示，腐蝕過(guò)程同樣分為酸性鹽霧腐蝕、干燥保持、潮濕保持 3 個(gè)階段，腐蝕溶液為混合酸化鹽溶液，含有 NaCl、MgCl 2 、Na 2 SO 4 、CaCl 2 、KCl、NaHCO 3 、KBr、H 3 BO 3 、SrCl 2 和 NaF。pH 控制在 2.5 ± 0.1。

方法 B 的樣件擺放角度及鹽霧沉降率與方法 A 的要求相同，試驗(yàn)周期也根據(jù)零件的腐蝕程度而定，一般在 12 ~ 192 個(gè)周期內(nèi)選取。

GB/T 24195 規(guī)定，試驗(yàn)完成后自然干燥 1 h，用清水洗凈樣件后進(jìn)行評(píng)判。試驗(yàn)后外觀(guān)不能有明顯變化，腐蝕缺陷的數(shù)量和分布符合 GB/T 6461《金屬基體上金屬和其他無(wú)機(jī)覆蓋層 經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí)》(等同采用 ISO 10289)的規(guī)定，機(jī)械性能和電化學(xué)性能不能有變化。

3.2 大眾汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn) PV 1210

PV 1210 是德國(guó)大眾汽車(chē)公司的車(chē)身與附件循環(huán)鹽霧腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，是應(yīng)用最為廣泛的循環(huán)腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適用于有涂層的車(chē)身、車(chē)身薄板、結(jié)構(gòu)組件等試驗(yàn)樣品的腐蝕檢測(cè)。

試驗(yàn)分為噴灑鹽霧、標(biāo)準(zhǔn)氣候保存、濕熱存放 3 個(gè)階段，如圖 3 所示。噴灑鹽霧按照 DIN 50021 標(biāo)準(zhǔn)中的 NSS法，NaCl 質(zhì)量濃度為(50 ± 5) g/L，噴灑時(shí)間4 h；標(biāo)準(zhǔn)氣候保存按照 DIN 50014 標(biāo)準(zhǔn)中的 23/50-2 條件，保持 4 h；濕熱存放按照 DIN 50017 標(biāo)準(zhǔn)中的恒態(tài)(KK)條件，(40 ± 3) °C、濕度 100%下存放 16 h，5 個(gè)循環(huán)以后在標(biāo)準(zhǔn)氣候保存 2 d 再繼續(xù)進(jìn)行。

試驗(yàn)可以進(jìn)行 15、30、60 或 90 個(gè)循環(huán)，然后評(píng)判樣件的腐蝕，包括腐蝕種類(lèi)(覆層或基材腐蝕)、腐蝕形式(平面腐蝕或邊緣腐蝕)以及腐蝕的進(jìn)展情況(附著力下降情況、是否有氣泡產(chǎn)生)。

3.3通用汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn) GMW14872

GMW14872 是美國(guó)通用汽車(chē)公司的循環(huán)腐蝕實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車(chē)金屬零部件，試驗(yàn)過(guò)程包括鹽水噴霧、常溫存儲(chǔ)、濕度存儲(chǔ)、干燥存儲(chǔ)等多個(gè)階段，如圖 4 所示。在鹽水噴霧階段，溶液組成為 NaCl0.9%、CaCl 2 0.1%、NaHCO 3 0.075%；在常溫存儲(chǔ)階段，溫度(25 ± 3) °C，濕度 45% ± 10%，持續(xù) 8 h；在濕度存儲(chǔ)階段，溫度(49 ± 2) °C，濕度 100%，持續(xù) 8 h；在干燥存儲(chǔ)階段，溫度(60 ± 2) °C，濕度 ≤ 30%，持續(xù) 8 h。

對(duì)于外飾零部件，每個(gè)循環(huán)噴鹽霧 4 次，28 個(gè)循環(huán)無(wú)表面腐蝕，52 個(gè)循環(huán)無(wú)基材腐蝕；對(duì)于內(nèi)飾零部件，5 個(gè)循環(huán)噴一次鹽霧，根據(jù)位置不同，最高要求22 個(gè)循環(huán)表面無(wú)腐蝕，40 個(gè)循環(huán)無(wú)基材腐蝕；對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙零部件，最高要求每個(gè)循環(huán)噴鹽霧 4 次，9 個(gè)循環(huán)無(wú)表面腐蝕，51 個(gè)循環(huán)無(wú)基材腐蝕；對(duì)于車(chē)底零部件，每個(gè)循環(huán)噴鹽霧 4 次，最高要求 6 個(gè)循環(huán)無(wú)表面腐蝕，68 個(gè)循環(huán)無(wú)基材腐蝕。

3.4克萊斯勒汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn) SAE J2334

SAE J2334 是由國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)汽車(chē)腐蝕與防護(hù)委員會(huì)制定的裝飾用材料腐蝕實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，適用于評(píng)價(jià)特定涂裝體系、基材、工藝或設(shè)計(jì)的防腐性能。試驗(yàn)過(guò)程包括濕度存儲(chǔ)、鹽水噴霧和高溫存儲(chǔ)3 個(gè)階段(見(jiàn)圖 5)：濕度存儲(chǔ)要求濕度為 100%、溫度50 °C，保持 6 h；鹽水噴霧 15 min，溶液含 0.5% NaCl、0.1% CaCl 2 和 0.075% NaHCO 3 ；高溫存儲(chǔ)要求溫度為60°C、濕度 50%，存儲(chǔ) 17 h 45 min。

對(duì)于腐蝕嚴(yán)重的外觀(guān)件和開(kāi)閉件，如雨刮刮桿及B 柱、C 柱外飾板等，要求 60 個(gè)循環(huán)以后無(wú)腐蝕，120 個(gè)循環(huán)以后無(wú)功能損失；對(duì)于駕駛艙及內(nèi)部可以看到的零部件，如內(nèi)開(kāi)拉手、座椅頭枕支撐架等，要求30 個(gè)循環(huán)無(wú)腐蝕，120 個(gè)循環(huán)無(wú)功能損失。

3.5日產(chǎn)工程標(biāo)準(zhǔn) M0158

日產(chǎn)汽車(chē)的循環(huán)鹽霧試驗(yàn)針對(duì)零部件不同的腐蝕程度提供了 3 種不同的循環(huán)方法，分別如圖6 ~ 8 所示。

第一種方法適用于一般腐蝕的零部件，如車(chē)身部件、緊固件等，整個(gè)循環(huán)分為中性鹽霧腐蝕、干燥保持、潮濕保持 3 個(gè)階段，總時(shí)間為 8 h。

第二種方法適用于外板等腐蝕較嚴(yán)重的部件，在第一種試驗(yàn)循環(huán)的基礎(chǔ)上增加了潮濕保持和干燥保持的循環(huán)次數(shù)。

第三種方法適用于內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重的部件，將中性鹽霧改為鹽水浸泡，試驗(yàn)條件比前兩種方法更加嚴(yán)格。

3.6上汽榮威SMC 30054( ( 等同采用RES 30.CT.119) )

SMC 30054 是上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司的循環(huán)腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。首先噴灑鹽霧 6 h，然后分別在高溫高濕和高溫干燥兩種環(huán)境下存儲(chǔ)。循環(huán)試驗(yàn)條件見(jiàn)圖 9。

具體的循環(huán)次數(shù)根據(jù)零件的腐蝕程度和安裝部位而定，一般在 20 ~ 720 個(gè)循環(huán)的范圍內(nèi)選取。

4.總結(jié)

從以上對(duì)比可以看出，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雖然內(nèi)容不盡相同，但基本的試驗(yàn)階段大致相同，均包括了鹽霧階段、干燥階段和潮濕階段。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24195將循環(huán)鹽霧分為兩種，針對(duì)不同的腐蝕情況進(jìn)行不同時(shí)間的鹽霧噴灑，針對(duì)性和可操作性強(qiáng)，而且也是循環(huán)腐蝕標(biāo)準(zhǔn)中唯一采用酸性鹽霧條件的標(biāo)準(zhǔn)。大眾汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)PV 1210 并沒(méi)有針對(duì)不同的零件分別制定循環(huán)過(guò)程，而是制定了不同的循環(huán)時(shí)間。通用汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn) GMW14872是上述所有標(biāo)準(zhǔn)中鹽霧噴灑時(shí)間最長(zhǎng)的，達(dá)到了 8 h，可見(jiàn)其要求之嚴(yán)格?？巳R斯勒汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn) SAE J2334 是高溫高濕保持時(shí)間最長(zhǎng)的，達(dá)到了 17 h 45 min，可見(jiàn)其對(duì)惡劣環(huán)境的耐蝕要求最為嚴(yán)格。日產(chǎn)工程標(biāo)準(zhǔn)M0158 則將循環(huán)條件細(xì)分為 3 個(gè)階段，針對(duì)不同的腐蝕部位制定不同的循環(huán)階段，這樣可以更加真實(shí)地模擬實(shí)際的腐蝕環(huán)境，也是唯一要求用鹽水浸泡零部件的標(biāo)準(zhǔn)。上汽榮威的 SMC 30054 標(biāo)準(zhǔn)要求試驗(yàn)中高溫保持階段的溫度不斷變化，干濕階段保持時(shí)間較長(zhǎng)。

由此可見(jiàn)，歐美的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)大多采用相同的循環(huán)過(guò)程，通過(guò)不同的循環(huán)時(shí)間來(lái)模擬不同的腐蝕程度；日系標(biāo)準(zhǔn)則細(xì)分腐蝕部位，針對(duì)不同的零件制定不同的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，模擬更加真實(shí)。國(guó)內(nèi)自主品牌車(chē)企大多數(shù)沒(méi)有自己制定循環(huán)腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而是借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，腐蝕要求較低，所以在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方面亟需加強(qiáng)。總之，循環(huán)鹽霧試驗(yàn)可以通過(guò)不同的溫度和濕度變化，模擬用戶(hù)實(shí)際使用狀況，相對(duì)于中性鹽霧試驗(yàn)而言更能夠加速腐蝕，更能體現(xiàn)出零部件的抗腐蝕性能。通過(guò)循環(huán)鹽霧腐蝕試驗(yàn)，在金屬零部件的開(kāi)發(fā)前期進(jìn)行有效的防腐控制，對(duì)延長(zhǎng)金屬零部件的使用壽命有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王海濤. 淺談汽車(chē)整車(chē)腐蝕[J]. 輕型汽車(chē)技術(shù), 2007 (2): 22-24.

[2] 黃秉升. 鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)施[J]. 涂料工業(yè), 2002, 32 (12): 39-41.

[3] 師昌緒. 材料科學(xué)與工程手冊(cè)(上卷): 第 4 篇──性能與測(cè)試篇[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004: 110-115.

[4] 張湘衡. 汽車(chē)車(chē)身涂裝[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社, 2008: 17-19.

[5] 王孝達(dá). 金屬工藝學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1997: 23-26.

[6] 楊純兒. 鹽霧試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 合成材料老化與應(yīng)用, 2010, 39 (1):43-48.