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试验测试
Automobile Test
浅析汽车零部件表面凃层中性盐雾试验后脱落的原因
向红白培谦张昱
(陕西重型汽车有限公司,陕西西安710200)
摘要:汽牟零部件表面涂层中性盐雾试验后出现大面积的脱落,通过对试验现象的观察与分析,最终
找到了导致涂层脱落的主要原因是涂装前表面预处理时,锈迹、氧化皮和油污等没有处理仞底所致
关键词:表面涂层;中性盐雾试验;涂层脱落;表面预处理
Surface coating of automotive parts off after the neutral salt spray test the reasons
Xiang Hong, Bai Pei-qian, Zhang Yi
Quality Management, Shaanxi Heavy Duty Automobile Co, Ltd
Abstract: Automotive parts coating after the neutral salt spray test off a large area, through the observation and
analysis of test and finally found the cause coating loss is mainly due to the surface pretreatment betore coating, rust,
oxidation Paper and oil, etc. did not deal fully due.
Keywords: Surface coating, Neutral salt spray test, Coating loss, Surface preparation
涂层光滑平整,漆膜光亮,未见有宏观缺陷(图1)
1、引言
在150小时中性盐雾试验过程中发现,零部件(空气滤
车用零部件表面涂装,是防止零部件被腐蚀的重要清器)表面涂层大面积的脱落,且脱落处基体腐蚀生锈
手段,在汽车工业有着非常广泛的应用。但是在实际使非常严重,见(图2)
用中,零部件表面涂层脱落,基体锈蚀,严重降低金属
材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的
几何形状,增加转动件间的损,造成零部件使用性能
快速降低以至失效的情况却很普遍。重型汽年的使用环
境比较恶劣,所以对关键零部件进行涂装防护就显得尤
为重要。本文通过人造气氛腐蚀试验一中性盐雾试验,
模拟零部件在大气中腐蚀环境,寻找导致涂层脱落的原
图1
图2
因,探究涂层脱落的机理,提高涂层与基体的附着力,
2.1.2原因分析
及时进行整改,确保了后续产品的涂装生产和外观质量。
零部件(图2)漆膜脱落处金属基体经大面积生
2、现象及分析
锈,表面无油污附着的痕迹,说明在这种情况下造成漆
膜脱落的原因是漆膜下面的金属基体上有锈蚀,使得漆
2.1.零部件基体銹蚀未清除干净:
膜与金属基体结合不牢固,漆膜的透气性和防水性比较
2.L.1试验现象
差,在恶劣的环境巾锈蚀处漆膜的微孔和缝隙逐渐扩展
车用零部件(空气滤清器)盐雾试验前:表面油漆引发,外部环境中的水分、杂物、盐分(氯化物)、氧
试验试201年结4期
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等从微孔和缝隙处渗入膜与金属基体之间,电解质溶Fe304和reO组成,结构见图4,如图4a中裂纹较多,
液与金属基体接触,其中氯离子具有很强的穿透本领,内层FeO是主要组成部分,FeO较不稳定,在水和氧
容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态,的作用下容易转变为氢氧化铁,体积变大,使氧化化皮
氧能够引起金属表面的去极化过程,加速阳极金属溶龟裂和脱落。在575℃以下,生成的低温氧化皮Fe203
解。同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金和Fe304组成,大部分Fe304,如图4b所示,它比高
属表面,取代保护金属的氧化层(金属锈蚀)中的氧,温氧化皮致密、裂纹少、酸洗时较难除去。
使金属受到破坏。从而形成了“低电位金属一电解质溶
涂装后,表面涂层与金属底基附着力差,随着试验
波一高电位杂质”微电池系统,有机材料保护层(如漆时间的增长,电解液透过表面涂层滲入零部件的内部金
膜)也同样,当作为电解质的盐溶液滲入内部后,便会属基体层,与之发生电化学反成,从图3中看出零部件
形成以金属为电极和有机材料为另一电极的微电池。在面漆脱落后,部分基体表面露出黑色氧化皮,未有氧化
这两类微电池系统的共同作用下发生电子转移,作为阳皮的表面出现黄色锈迹,这是因为涂装前零部件表面加
极的金属出现溶解,形成新的化合物即锈蚀物(如工过程中产生的氧化皮与锈迹未完全处理干净。在有氧
XFeO.YFe203.ZH120)。腐蚀产物的形成,使渗入金属化皮的零部件上涂装,当时似乎看不出太大的毛病,当
里的盐溶液体积膨胀,因此增加了金属的内部应力,引受到机械作用或浸蚀时,脆弱的氧化皮容易脱落。氧化
起了应力腐蚀,导致漆膜鼓起甚至破裂?宏观现象就是皮中有一层Fe3o4,它本身就是一层防护层,但厚层的
金属基体氧化生锈,锈蚀面积扩大,漆膜鼓泡破裂或脱氧化皮上存在着肉眼不易观察的深度基体裂纹,盐雾试
落。潦膜脱落,造成电解质溶液与金属基体的接触面增
验过程中电解质渗进裂纹,在铁-氧化皮构成的原电池
大,锈蚀面随之扩展,如此循环,漆膜对金属基体的防
中,氧化皮是阴极,金属基体铁作为阳极,作为阳极的
护作用逐步丧失,零部件绣蚀越发严重,导致零部件使铁被加速腐蚀,先是由点锈蚀,电解液从锈蚀点进入油
用性能降低甚至失效。所以,造成零部件(空气滤清器
漆与底层,慢慢扩蚀,电解液将油漆层与氧化皮层分开,
漆膜脱落的主要原因是涂装前金属基体表面残留的锈
腐蚀面扩大。氧化皮存在的面积越大,腐蚀速度越快,
蚀氧化物没有清除干净所致。
出现大面积鱗片状面漆脱落。
2.,2零部件基体黑色氧化皮未清除干净
2.2.1试验现象
Feo]
Feo
盐雾试验后,面漆脱落,金属基体上存在黑色氧化
皮。见图3
面漆脱落,露出
黑色氧化皮
Fey O+
b
图4钢铁表面的氧化皮
图3
3、零部件基体表面油污未清除干净
2.,2.2原因分析
3.1试验现象:
金属零部件在加工过程中被氧化而产生硬而脆的
盐雾试验过程中,零部件表面出现大面积鼓泡,随
氧化皮。在575℃以上生成高温氧化皮,是由Fe203、着盐雾试验时间增长,最终起泡部位漆膜脱落,零部件
調试2011年第4期