CN104819930A - 金属表面防护层腐蚀试验方法 - Google Patents

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曹学军
方晓祖
闫薇
朱利萍
洪春福
杜秀征
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Abstract

本发明涉及一种金属表面防护层腐蚀试验方法，该方法对典型金属表面防护层进行典型自然环境暴露腐蚀试验，通过酸性腐蚀溶液在特定温度下浸泡锌铝合金防护涂层试样，结合空气中自然干燥的方法，有效加速了腐蚀试验的进行，实现对锌铝合金高耐蚀性防护涂层快速、便捷的检测；本发明中采用特定配比的腐蚀溶液以及试验体系的pH值、试验温度、试验周期，使得测试结果与现有技术中的自然环境暴露试验、实验室加速试验(GB/T 10125-1997《人造气氛中的腐蚀试验-盐雾试验》)、硝酸铵检测法、盐雾循环腐蚀试验的结果相比，腐蚀进程和形貌的相似度较高，测试结果准确，但测试时间更短，为生产中金属涂层质量的实时监控提供了可靠、有效、快速的手段。

Description

金属表面防护层腐蚀试验方法
技术领域
本发明涉及腐蚀加速试验方法技术领域，尤其是对典型金属表面防护涂层的试验室腐蚀加速试验方法。
背景技术
典型金属表面防护层——锌铝合金表面防护涂层，主要是为汽车零配件等有高防腐蚀要求的材料提供高效防护，其主要是由片状的金属锌、铝粉、添加剂和粘接剂混合后，通过烧结固化而形成的金属有机防护涂层，包括达克罗涂层、交美特涂层、Delta涂层和拉弗莱涂层等。该类涂层具有极佳的耐蚀性能、优良的涂装性能及稳定的耐候和耐化学品性能。
目前，锌铝合金防护涂层作为新型的高效耐蚀涂层技术，已经得到了广泛的应用，涂层的加工能力也已形成量产化。但是，针对高耐蚀性的涂层，在生产加工过程中，如何快速确定涂层质量，判定涂层的寿命，还没有一个完整、准确、可信的检测方法。目前针对该种涂层通用的检测方法主要有两种，第一种是按照GB/T 10125-1997《人造气氛中的腐蚀试验-盐雾试验》的试验方法进行检测，该方法应用广泛，测试结果也普遍得到认可。但该方法的测试时间超长，中性盐雾测试可达1000多小时，酸性盐雾测试也需要200～300小时，并不适应于生产过程中的实时监控。而且这种测试手段需要使用专门的测试设备，很多小规模的生产厂家无法自行检测，需要到专业的测试机构才能完成，不仅不能满足生产需要，还需要花费昂贵的测试费用。第二种是业内较为通用的硝酸铵检测法。该测试方法操作简便、测试时间较短、不受条件限制，比较适合在生产中实时监控，但该方法的测试准确性较低，特别是当涂层表面加有封闭膜后，测试结果就完全失真，甚至得不到测试结果。现有技术中也存在其它一些以盐雾加循环为主的测试方法，这些方法同样存在时间超长或测试结果不准确的问题，无法满足生产的需求。
因此，对于目前的金属表面防护层腐蚀试验方法，有待于做进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种准确、快速、便捷的金属表面防护层腐蚀试验方法，该方法为生产中金属涂层质量的实时监控提供了可靠、有效、快速的检测手段。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种金属表面防护层腐蚀试验方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)腐蚀溶液的制备
首先将氯化钠溶于去离子水中配置成浓度为45～55g/L的溶液，然后向该氯化钠溶液中滴加乙酸溶液至体系的pH值为3.1～3.3，接着向该体系中加入氯化铜使Cu2+的浓度为0.24～0.28g/L，最后用乙酸溶液调节该体系的pH值至3.1～3.3，即得到所述的腐蚀溶液；
(2)腐蚀试验
a)将表面涂了金属表面防护层的待腐蚀试样放置在试样架上，并将该试样架放入试验容器内，将步骤(1)配置好的腐蚀溶液倒入试验容器中，使涂层试样全部浸没在腐蚀溶液中，并在该试验容器上加盖；
b)将上述试验容器放入48～52℃的恒温水浴中加热；
c)当试验容器中的腐蚀溶液温度达到48～52℃后，开始计算时间；
d)保持腐蚀溶液温度为48～52℃，当浸泡试验时间达到8h时，取出所述试样架自然干燥15～16h；
e)及时补充试验容器中损耗的腐蚀溶液，使腐蚀溶液的体积能将再次放入试验容器中的试样架完全浸没，并调节腐蚀溶液的pH值至3.1～3.3；
f)反复进行上述步骤d)、e)，直至试样架上的试样出现腐蚀锈点。
作为优选，步骤(1)中所述乙酸溶液的体积浓度为1～2％。
优选地，步骤(1)中所述的氯化铜为CuCl2·2H2O。
优选地，步骤(1)中所述的去离子水为电导率不超过20μS/cm的去离子水。
优选地，所述金属表面防护层为锌铝合金防护涂层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本方法对典型金属表面防护层进行典型自然环境暴露腐蚀试验，可根据实际腐蚀状况调整腐蚀试验时间，而通过酸性腐蚀溶液在特定温度下浸泡锌铝合金防护涂层试样，结合空气中自然干燥的方法，有效加速了腐蚀试验的进行，实现了对锌铝合金高耐蚀性防护涂层快速的检测；
(2)本发明中采用特定配比的腐蚀溶液以及试验体系的pH值、试验温度、试验周期，使得测试结果与现有技术中的自然环境暴露试验、实验室加速试验(GB/T10125-1997《人造气氛中的腐蚀试验-盐雾试验》)、硝酸铵检测法、盐雾循环腐蚀试验的结果相比，腐蚀进程和形貌的相似度较高，测试结果准确，但测试时间更短，为生产中金属涂层质量的实时监控提供了可靠、有效、快速的手段；
(3)本发明中腐蚀液的配方简单，所用化学试剂容易获得；腐蚀试验的温度不高，简单的加温即可实现；试验方法简单、操作容易，无需专用设备即可完成。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例中金属表面防护层腐蚀试验方法包括以下步骤：
(1)腐蚀溶液的制备
首先将氯化钠溶于电导率不超过20μS/cm的去离子水中配置成浓度为45g/L的溶液，然后向该氯化钠溶液中滴加体积浓度为1％的乙酸溶液至体系的pH值为3.1，接着向该体系中加入CuCl2·2H2O使Cu2+的浓度为0.24g/L，最后用体积浓度为1％的乙酸溶液调节该体系的pH值至3.1，即得到腐蚀溶液；
(2)腐蚀试验
a)将表面涂了金属表面防护层的待腐蚀试样放置在试样架上，并将该试样架放入试验容器内，将步骤(1)配置好的腐蚀溶液倒入试验容器中，使涂层试样全部浸没在腐蚀溶液中，并在该试验容器上加盖；
b)将上述试验容器放入48℃的恒温水浴中加热；
c)当试验容器中的腐蚀溶液温度达到48℃后，开始计算时间；
d)保持腐蚀溶液温度为48℃，当浸泡试验时间达到8h时，取出试样架自然干燥15h；
e)检查试验容器中腐蚀溶液的用量和pH值，并补充腐蚀溶液的用量、调节腐蚀溶液的pH值至3.1；
f)反复进行上述步骤d)、e)，直至试样架上的试样出现腐蚀锈点。
实施例2：
本实施例中金属表面防护层腐蚀试验方法包括以下步骤：
(1)腐蚀溶液的制备
首先将氯化钠溶于电导率不超过20μS/cm的去离子水中配置成浓度为55g/L的溶液，然后向该氯化钠溶液中滴加体积浓度为1％的乙酸溶液至体系的pH值为3.2，接着向该体系中加入CuCl2·2H2O使Cu2+的浓度为0.26g/L，最后用体积浓度为1％的乙酸溶液调节该体系的pH值至3.2，即得到腐蚀溶液；
(2)腐蚀试验
a)将表面涂了金属表面防护层的待腐蚀试样放置在试样架上，并将该试样架放入试验容器内，将步骤(1)配置好的腐蚀溶液倒入试验容器中，使涂层试样完全浸没在腐蚀溶液中，并在该试验容器上加盖；
b)将上述试验容器放入50℃的恒温水浴中加热；
c)当试验容器中的腐蚀溶液温度达到50℃后，开始计算时间；
d)保持腐蚀溶液温度为50℃，当浸泡试验时间达到8h时，取出试样架自然干燥16h；
e)检查试验容器中腐蚀溶液的用量和pH值，并补充腐蚀溶液的用量、调节腐蚀溶液的pH值至3.2；
f)反复进行上述步骤d)、e)，直至试样架上的试样出现腐蚀锈点。
实施例3：本实施例中金属表面防护层腐蚀试验方法包括以下步骤：
(1)腐蚀溶液的制备
首先将氯化钠溶于电导率不超过20μS/cm的去离子水中配置成浓度为50g/L的溶液，然后向该氯化钠溶液中滴加体积浓度为2％的乙酸溶液至体系的pH值为3.3，接着向该体系中加入CuCl2·2H2O使Cu2+的浓度为0.28g/L，最后用体积浓度为2％的乙酸溶液调节该体系的pH值至3.3，即得到腐蚀溶液；
(2)腐蚀试验
a)将表面涂了金属表面防护层的待腐蚀试样放置在试样架上，并将该试样架放入试验容器内，将步骤(1)配置好的腐蚀溶液倒入试验容器，使涂层试样完全浸没在腐蚀溶液中，并在该试验容器上加盖；
b)将上述试验容器放入52℃的恒温水浴中加热；
c)当试验容器中的腐蚀溶液温度达到52℃后，开始计算时间；
d)保持腐蚀溶液温度为52℃，当浸泡试验时间达到8h时，取出试样架自然干燥16h；
e)检查试验容器中腐蚀溶液的用量和pH值，并补充腐蚀溶液的用量、调节腐蚀溶液的pH值至3.3；
f)反复进行上述步骤d)、e)，直至试样架上的试样出现腐蚀锈点。
上述各实施例的测试结果与现有技术中的自然环境暴露试验、实验室加速试验(GB/T 10125-1997《人造气氛中的腐蚀试验-盐雾试验》)、硝酸铵检测法、盐雾循环腐蚀试验的结果相比，腐蚀进程和形貌的相似度较高，测试结果准确。
本发明中所选用的化学试剂的纯度为化学纯或化学纯以上。

Claims (4)

1.一种金属表面防护层腐蚀试验方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)腐蚀溶液的制备
首先将氯化钠溶于去离子水中配置成浓度为45～55g/L的溶液，然后向该氯化钠溶液中滴加乙酸溶液至体系的pH值为3.1～3.3，接着向该体系中加入氯化铜使Cu2+的浓度为0.24～0.28g/L，最后用乙酸溶液调节该体系的pH值至3.1～3.3，即得到所述的腐蚀溶液；
(2)腐蚀试验
a)将表面涂了金属表面防护层的待腐蚀试样放置在试样架上，并将该试样架放入试验容器内，将步骤(1)配置好的腐蚀溶液倒入试验容器中，使涂层试样完全浸没在腐蚀溶液中，并在该试验容器上加盖；
b)将上述试验容器放入48～52℃的恒温水浴中加热；
c)当试验容器中的腐蚀溶液温度达到48～52℃后，开始计算时间；
d)保持腐蚀溶液温度为48～52℃，当浸泡试验时间达到8h时，取出所述试样架自然干燥15～16h；
e)及时补充试验容器中损耗的腐蚀溶液，使腐蚀溶液的体积能将再次放入试验容器中的试样架完全浸没，并调节腐蚀溶液的pH值至3.1～3.3；
f)反复进行上述步骤d)、e)，直至试样架上的试样出现腐蚀锈点。
2.根据权利要求1所述的金属表面防护层腐蚀试验方法，其特征在于：步骤(1)中所述乙酸溶液的体积浓度为1～2％。
3.根据权利要求1所述的金属表面防护层腐蚀试验方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氯化铜为CuCl2·2H2O。
4.根据权利要求1所述的金属表面防护层腐蚀试验方法，其特征在于：步骤(1)中所述的去离子水为电导率不超过20μS/cm的去离子水。
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