鋅鎳合金電鍍層性能及耐腐蝕機理研究

1、第4 1 卷第1 期2 0 0 8 年1 月材料保護M a t e r i a l sP r O t e c t i o nV 0 1 ．4 1 N o ．1J a n ．2 0 0 8鋅一鎳合金電鍍層性能及耐腐蝕機理研究任婕1 ，楊道合1 ，吳熙2'( 1 ．中國地質(zhì)大學，湖北武漢4 3 0 0 7 4 ；2 ．武漢市四達表面工程有限公司，湖北武漢4 3 0 0 7 0 )[ 摘要] 通過x 射線衍射、鹽水浸泡、鹽霧試驗和極化

2、曲線測試，對高速電鍍z n ．N i 合金鍍層鋼板的性能進行了檢測，主要檢測了鍍層的耐蝕性能、磷化性能、涂裝性能、焊接性能，并對其耐蝕機理進行了初步探討。試驗結(jié)果表明，5 ％N a c l 溶液浸泡試驗生紅銹時間Z n ．N i 合金鍍層是純鋅鍍層的2 ．5 ～4 ．0 倍，而且以N i含量為1 3 ％為最好；磷化性能均優(yōu)于冷軋板；涂裝性能、焊接性能均達到工藝要求。在驗證防蝕機理的同時，還發(fā)現(xiàn)在腐蝕過程中起鈍化作用的不是z n ，N i

3、 合金鍍層中N i 的富集，而是腐蝕產(chǎn)物的隔離。[ 關(guān)鍵詞] 鋅鎳合金；鍍層；性能；耐蝕機理[ 中圖分類號] T Q l 5 3 ．2 [ 文獻標識碼] A [ 文章編號] 1 0 0 1 —1 5 6 0 ( 2 0 0 8 ) 0 l 一0 0 0 9 一0 40 引 言汽車工業(yè)對用鋼的耐蝕性能、涂裝性能、裝飾性能提出愈來愈高的要求。z n ．N i 合金鍍層鋼板就是為了滿足汽車高耐蝕性、良好的理化和力學性能，適應當今世界汽車工業(yè)發(fā)

4、展的新形勢而研制的新工藝之一¨J 。本工作研究了鍍z n —N i 合金層鋼板作為汽車用材的耐腐蝕性能、涂裝性能、磷化性能。同時，基于目前z n ．N i 鍍層中N i 在腐蝕過程中的作用還不十分清楚，因此又著重研究了N i 的作用機理。] | _ Z n - N i 合金鍍層成分、組織檢測試驗用材料的是雙面鍍z n 附著量為2 0 ，3 0 ∥m 2的兩種鋼板，基板為厚0 ．8m m 的0 8 F 冷軋薄板，電鍍工藝條件見表

5、1 。表l 電鍍工藝條件觀察鍍層鋼板發(fā)現(xiàn)，3 0 ∥m 2 雙面鍍層外觀顏色不一樣，2 0g ／m 2 基本一致，可以推測含3 0g ／mz n 的雙面鍍層N i 含量可能不一致心J ，故特對每個單面鍍層進行了編號，分別進行了分析與性能檢測。用掃描電鏡能譜分析了z n —N i 鍍層中N i 含量( 見表2 ) 。表2 鋅一鎳合金鍍層中鎳含量的變化情況[ 收稿日期] 2 0 0 7 —0 8 —1 3用x 射線衍射儀分析z n ．N i

6、 鍍層成分，圖譜見圖1 、圖2 。一9 一圖1 附著量2 0 ∥m 2 、9 ．4 6 ％N i 鍍層的x R D 譜由圖1 可知，含9 ．4 6 ％N i 的z n ，N i 鍍層板的相組鋅一鎳合金電鍍層性能及耐腐蝕機理研究2 ．2 鹽霧試驗將C 、D 、S 、B 試樣放在鹽霧箱中豎直懸掛，箱內(nèi)溫度：( 3 5 ±2 ) c C ，試驗周期：每天工作8h ，每小時噴霧1 5 m i n ，其余1 6h 自然冷卻‘7 ‘。各試

7、樣開始出白銹時間的試驗結(jié)果見圖6 。鈿 廠]2 ．3 極化曲線選取s 系列試樣若干制成M 3 5 1 試樣，在浸泡不同時間后進行陽極化曲線的測定。浸泡4 0 ．5h 后的試樣陽極曲線見圖8 。圖8 浸泡4 0 ．5h 后試樣的陽極極化曲線其他浸泡時問下所得曲線和這條曲線有一共同特點，都在極化曲線腐蝕電位處不鈍化，說明鍍層在腐蝕過程中N i 雖然富集，但還達不到使鍍層本身鈍化的程度。將若干S 試樣進行陽極極化曲線的測定，在極化曲線不同時期

8、分別取出試樣，再將試樣用掃描電鏡測定其成分。極化曲線見圖9 。對應不同終止點的鍍層成分見表3 。圖9 在不同時期取出試樣的極化曲線從圖9 、表3 可以看出，鍍層可以鈍化，但不是由鍍層本身N i 富集引起的，而是由腐蝕產(chǎn)物引起的。例如在第“2 ”點終止的試樣，將其進行成分檢測，去除腐蝕產(chǎn)物后全是F e ，沒有N i ，而這種試樣表面還可鈍化，說明是由于除去腐蝕產(chǎn)物而造成的鈍化。表37 ·極化不同時期鍍層成分質(zhì)量分數(shù) ％成分 S