鍍鋅層精磨后腐蝕問(wèn)題研究

鄧建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

【經(jīng)驗(yàn)交流】

鍍鋅層精磨后腐蝕問(wèn)題研究

鄧建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

從精磨液種類(lèi)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面入手，對(duì)鍍鋅層局部精磨后在庫(kù)存7 ～ 30 d后出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行原因分析。通過(guò)選擇合適的精磨液、改善后續(xù)包裝、調(diào)整鍍鋅工藝流程等手段，有效解決了鍍鋅產(chǎn)品局部精磨后的腐蝕問(wèn)題。

鍍鋅；腐蝕；精磨；庫(kù)存

First-author’s address:Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd., Zhuzhou 412000, China

鍍鋅層防腐應(yīng)用廣泛，但部分產(chǎn)品鍍鋅后需進(jìn)行局部精磨至露出金屬基材，以保證產(chǎn)品尺寸的高精度要求，主要工藝流程為：鍍鋅→精磨→自然干燥或吹干→精磨面涂刷防銹油→包裝入庫(kù)。精磨產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中常出現(xiàn)鋅層腐蝕現(xiàn)象，如鈍化膜色澤改變(見(jiàn)圖1a)。多數(shù)產(chǎn)品精磨后需庫(kù)存一段時(shí)間(一般7 ～ 30 d)才出現(xiàn)明顯的腐蝕，主要為精磨邊緣界處和局部小片狀腐蝕(見(jiàn)圖1b)。

圖1 精磨鍍鋅層的腐蝕現(xiàn)象Figure 1 Corrosion of zinc coating after fine grinding編者注：圖1原為彩色，請(qǐng)見(jiàn)C1頁(yè)。

1 原因分析

鋅層為陽(yáng)極犧牲保護(hù)型鍍層，在酸、堿性溶液或潮濕氣氛中容易發(fā)生腐蝕[1]，如鈍化膜變色和鋅層溶解。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鍍鋅產(chǎn)品精磨后即出現(xiàn)明顯的變色；在相同庫(kù)存條件下，未精磨產(chǎn)品不發(fā)生腐蝕，而精磨產(chǎn)品則出現(xiàn)明顯的鋅層腐蝕。由此可推斷，鋅層腐蝕與精磨有關(guān)，因此本文主要從精磨方面進(jìn)行分析。

1. 1 精磨液的影響

鍍鋅工件在精磨后并不清洗，而是在自然干燥或吹干后直接進(jìn)入下道工序，這就不可避免地會(huì)有精磨液殘留于表面。精磨液主要由緩蝕劑和表面活性劑組成，具有一定的吸濕作用，灰塵和鐵屑附著處容易出現(xiàn)濃差電池腐蝕[2]，所以在鋅層覆蓋區(qū)域會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀腐蝕。另外，精磨液的酸堿性不同，對(duì)鋅層的腐蝕也會(huì)有很大差別。

1. 2 精磨對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響

腐蝕均從精磨邊緣迅速開(kāi)始，可能是精磨邊緣微孔藏液并形成電化學(xué)腐蝕所引起的，具體原因如下：

(1) 產(chǎn)品精磨后外套鋅層面積小、裸露區(qū)域(精磨除去鋅層的區(qū)域)面積大，在潮濕環(huán)境中容易形成大陰極、小陽(yáng)極的電化學(xué)腐蝕[2]。

(2) 精磨邊界處可能存在鋅層和鐵件的磨傷微裂紋和微孔，裂紋和微孔內(nèi)溶液難以干燥，在庫(kù)存時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)品邊緣腐蝕。

1. 3 庫(kù)存包裝的影響

鋅層腐蝕需要氧和水，如庫(kù)存所在地較潮濕，鋅層破損處可能出現(xiàn)腐蝕。

2 工藝改進(jìn)

(1) 更換精磨液，降低精磨液對(duì)鋅層的腐蝕作用。

(2) 改進(jìn)包裝，確保產(chǎn)品處于干燥狀態(tài)和防腐氣氛中，以防止產(chǎn)品腐蝕。

(3) 改善工藝，由“鍍鋅后精磨”改為“精磨后局部鍍鋅”，既確保了精磨部位的尺寸精度，又避免了精磨液對(duì)鋅層的腐蝕。

2. 1 更換精磨液

選取3種精磨液進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1和圖2。從中可以看出，圖2a樣板腐蝕明顯，該樣板浸泡在M3010中的鋅層100%發(fā)生腐蝕；圖2b樣板在Q101A中浸泡30 d，僅在液體界面處出現(xiàn)輕微腐蝕；圖2c中樣板在SF-D185中浸泡30 d后仍無(wú)明顯腐蝕?？梢?jiàn)沈陽(yáng)防銹為鍍鋅產(chǎn)品特別開(kāi)發(fā)的SF-D185型切削液最適用于鍍鋅產(chǎn)品局部切削和精磨加工，該切削液可以在保證切削效果的同時(shí)對(duì)鋅層和鋼鐵基體起到良好的防護(hù)作用。

圖2 鋅層在不同精磨液中浸泡1個(gè)月后的照片F(xiàn)igure 2 Photos of zinc coating after immersion in different fine-grinding solution for a month

2. 2 改善包裝

氣相防銹紙和氣相防銹袋本身含有氣相緩蝕劑，能夠緩慢、持久地散發(fā)出具有防銹效果的氣體(如亞硝酸二環(huán)己胺、苯并三唑)，這些氣體吸附在裸露金屬表面可形成保護(hù)層，從而阻止了氧氣和濕氣對(duì)金屬的腐蝕。因此，采用氣相防銹紙或防銹袋密封包裝鍍鋅產(chǎn)品可以保證儲(chǔ)存環(huán)境干燥，并且提供氣相防腐。

2. 3 改善工藝流程

將產(chǎn)品工藝由“鍍鋅后精磨”改為“精磨后鍍鋅，精磨面不鍍鋅”，既徹底消除了精磨液對(duì)鋅層的影響，又避免了精磨操作對(duì)鋅層的損傷，產(chǎn)品鍍鋅后外觀良好(見(jiàn)圖3)。但局部鍍鋅對(duì)鍍鋅工藝的要求較高，注意事項(xiàng)如下：

(1) 電鍍專(zhuān)用封閉膠具有給基體提供絕緣保護(hù)，與金屬基體之間的粘附性不強(qiáng)，電鍍后易剝離的優(yōu)點(diǎn)。因此鍍鋅前可用電鍍專(zhuān)用封閉膠對(duì)不需鍍鋅的部位進(jìn)行封閉絕緣處理，并確保局部封閉完好。

(2) 在各工序操作過(guò)程中應(yīng)避免損傷封閉膠層。

(3) 不需鍍鋅部位有非導(dǎo)體物質(zhì)(橡膠、塑料等)隔離的，可不需進(jìn)行封閉絕緣處理，但需避免鍍鋅后生銹，鈍化后應(yīng)馬上吹水干燥并涂刷具有排水性能的防銹油。

實(shí)際生產(chǎn)中采取以上措施后，鍍鋅后精磨工件(剝離除去非鍍鋅區(qū)域封閉膠后涂油)庫(kù)存22個(gè)月無(wú)異常，如圖3所示。

圖3 精磨后局部鍍鋅產(chǎn)品照片F(xiàn)igure 3 Photo of the product partially plated with zinc coatings after fine grinding

3 結(jié)語(yǔ)

鍍鋅工件局部精磨后出現(xiàn)鋅層腐蝕的主要原因可能是切削液對(duì)鋅層具有腐蝕作用和吸濕保濕作用。

不同切削液對(duì)鋅層的影響不同，選用對(duì)鋅層和鋼鐵基體均具有防腐性能的切削液對(duì)鍍鋅工件進(jìn)行精磨或切削加工可有效避免庫(kù)存時(shí)鋅層腐蝕。

采用“精磨后局部鍍鋅”的工藝可有效消除精磨對(duì)鋅層的不良影響。

[1] 張?jiān)收\(chéng), 胡如南, 向榮. 電鍍手冊(cè)[M]. 3版. 北京： 國(guó)防工業(yè)出版社, 2007： 148.

[3] 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì). 腐蝕與防護(hù)全書(shū)——金屬的局部腐蝕： 點(diǎn)腐蝕?縫隙腐蝕?晶間腐蝕?成分選擇性腐蝕[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社, 1994： 139-140.

[2] 曹楚南. 腐蝕電化學(xué)原理[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社, 1985： 102-110.

[ 編輯：周新莉 ]

Study on corrosion problem of zinc coating after fine grinding

DENG Arain*, PENG Tuo, ZHOU Tong-li, WANG Lin, LI Bin

The reasons of corrosion for partially fine-ground zinc coating after storing for 7-30 days were analyzed from the aspects of grinding solution and product structure. The corrosion problem of zinc-plated product after partially fine grinding was effectively solved through selecting suitable grinding solution, improving subsequent package, and modifying zinc plating process flow.

zinc plating; corrosion; fine grinding; storage

TQ153.15

A

1004 - 227X (2015) 16 - 0925 - 03

2015-03-23

2015-06-25

鄧建青（1984-），男，江西新余人，工藝師，主要從事表面處理方面的研究工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) djq9898@126.com。