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特殊工艺管理

“盐雾测试”是否是检验电镀工艺的好方法?

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回想起那些年为整车厂生产汽车底盘的日子,所有底盘零件都必须通过中性盐雾试验:240小时内无白锈,480小时内无红锈出现!对于一些高端车型,标准更为严苛,要求720小时内无红锈。这些要求对底盘上的零部件表面处理提出了极高的挑战,传统的镀锌方法已无法满足这样严格的标准,因此需要采用镀锌镍等更高级的处理方式。

此外,工艺的选择也至关重要,尤其是挂镀工艺的验证过程既复杂又引人入胜。今天,将分享一篇关于盐雾试验的详细解析。







01 One


什么是盐雾腐蚀


腐蚀是指材料或其性能在环境因素影响下发生的损坏或变质现象。大多数腐蚀都发生在大气环境中,因为大气含有氧气、湿度、温度变化及各种污染物,这些都是腐蚀的促进因素。

盐雾腐蚀是一种常见且具有高破坏性的大气腐蚀形式。这种腐蚀主要是由大气中的氯离子引起的,氯离子能穿透金属表面的氧化层和防护层,并与金属内部发生电化学反应。此外,氯离子具有较强的水合能力,容易被吸附在金属表面的微孔和裂缝中,它们可以取代氧化层中的氧,将原本不溶的氧化物转变为可溶的氯化物,从而使原本被钝化的表面变得活跃。


盐雾试验是一种评估产品或金属材料耐腐蚀性的环境试验,主要通过模拟盐雾环境来进行。这种试验主要分为两大类:

  • 天然环境暴露试验

  • 人工加速模拟盐雾环境试验

人工模拟盐雾环境试验通常在一种特定的设备——盐雾试验箱中进行。这种试验箱能在其内部人工创建高浓度的盐雾环境,使得腐蚀过程大幅加速。相比于天然环境,盐雾试验的氯化物浓度可以是自然条件下的数倍甚至数十倍,因此能在较短的时间内快速获得试验结果。例如,某产品在自然环境下可能需要一年时间才能完成的腐蚀试验,在人工模拟条件下可能仅需24小时即可获得类似结果。







02 Two


实验室模拟盐雾的分类


实验室内模拟的盐雾试验主要分为以下几种类型,每种试验都针对不同的腐蚀环境和材料特性进行模拟和测试:


1.中性盐雾试验(NSS试验)

这是蕞早出现且应用较为广泛的加速腐蚀试验方法。它使用5%的氯化钠溶液,并将溶液的pH值调整到中性范围(6.5~7.2),作为喷雾使用。试验通常在35℃的环境下进行,要求盐雾的沉降率维持在1~2ml/2000px²每小时。


2.醋酸盐雾试验(ASS试验)

这种试验是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。在5%的氯化钠溶液中加入少量冰醋酸,使得溶液的pH值降至约3,变成酸性。因此,生成的盐雾也由中性转变为酸性,其腐蚀速度大约是NSS试验的三倍。


3.铜盐加速醋酸盐雾试验(CASS试验)

这是一种较新的快速盐雾腐蚀试验,起源于国外。试验温度为50℃,试验溶液中加入少量的铜盐(如氯化铜),这样做可以强烈地诱发腐蚀。其腐蚀速度约为NSS试验的八倍。


4.交变盐雾试验

这是一种综合类型的盐雾试验,实际上是将中性盐雾试验与恒定湿热试验结合起来。此试验主要用于测试空腔型整机产品,能够通过潮湿环境的渗透使盐雾腐蚀不仅发生在产品外表面,也发生在内部。试验中,产品会在盐雾和湿热两种环境条件下交替进行,蕞终评估整机的电性能和机械性能是否发生变化。






03 Three


盐雾测试的结果判定


盐雾测试的结果通常以定性的方式给出,而不是定量的。这主要包括以下四种具体的判定方法:

1.评级判定法

这种方法通过将腐蚀面积占总面积的百分比分类,按照一定的标准划分为几个级别。达到某个级别则视为合格。这种方法适用于对平板样品的腐蚀程度进行评价。


2.称重判定法

此法通过比较腐蚀试验前后样品的重量,计算出由于腐蚀造成的重量损失来评估样品的耐腐蚀性。这种方法特别适合用于评估某种金属的耐腐蚀质量。


3.腐蚀现象出现判定法

这是一种更加定性的评判方法,依据是盐雾腐蚀试验后产品是否出现腐蚀现象,如红锈或白锈。这种判定方式广泛用于一般产品标准中。


4.腐蚀数据统计分析方法

这种方法涉及设计腐蚀试验、分析腐蚀数据以及确定腐蚀数据的置信度。它主要用于广泛分析和统计腐蚀情况,而不是直接用于某一具体产品的质量判定。







04 Four


不锈钢的盐雾测试


盐雾试验,自二十世纪初发明以来,一直是一种广受欢迎的“腐蚀试验”,因其多重优势而成为一种“通用”的测试方法。这些优势主要包括:

  • 省时;

  • 成本低;

  • 可测试多种材料;

  • 结果简单明了,有利于解决商业争议。

在实际应用中,不锈钢的盐雾试验尤其广为人知。业界常用的措施,如钝化处理或提升表面抛光等级,旨在延长不锈钢的盐雾测试时间。然而,决定不锈钢耐腐蚀性的蕞关键因素是其本身的成分,特别是铬、钼和镍的含量。铬和钼的含量越高,其抗点蚀和缝隙腐蚀的能力越强。这种抗腐蚀性能通常用抗点蚀当量(PRE)来表示,计算公式为:PRE = %Cr + 3.3 × %Mo。尽管镍不能直接增加对点蚀和缝隙腐蚀的抵抗力,但它能在腐蚀开始后有效地减缓腐蚀速度。因此,含镍的奥氏体不锈钢在盐雾试验中的表现往往优于低镍的铁素体不锈钢,其腐蚀现象也相对较轻。


例如,标准的304不锈钢在中性盐雾试验中通常能达到48~72小时,而标凈的316不锈钢则在72~120小时。值得指出的是,盐雾试验在评估不锈钢性能时存在重大缺陷。由于盐雾试验中的氯化物含量极高,远超实际环境,因此即使是在低氯化物含量的实际应用环境中能够抵抗腐蚀的不锈钢,在盐雾试验中也可能发生腐蚀。


因此,尽管盐雾试验可以用来比较不同类型不锈钢的耐腐蚀性,但它的结果仅能作为材料评级的参考。在选择不锈钢材料时,仅依赖盐雾试验通常不足以提供充分的信息,因为试验条件与实际应用环境之间存在显著差异。同样,基于这些原因,也不能仅凭不锈钢样本的盐雾试验结果来估算产品的使用寿命。此外,由于不同类别的钢材,如不锈钢与镀层碳钢之间的腐蚀机理截然不同,它们的试验结果与实际使用环境的相关性也大相径庭,因此这些材料之间的比较也并不恰当。



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