CN111033224B - 包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法和装置 - Google Patents

Abstract

包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法是一种模拟因表面处理膜(4)上的伤痕而发生的腐蚀的电化学方法。在金属基材(2)上形成表面处理膜(4)而得到包覆金属材料(1)，经由含水电解质材料(6)在外部电路(7)中将包覆金属材料(1)的相分离的两个部位的人工伤痕部(5)电连接起来。通电而使所述两个部位的人工伤痕部(5)中的一者为阳极部位、另一者为阴极部位来进行腐蚀。

Description

包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法和装置

技术领域

本发明涉及一种包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法和包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置。

背景技术

到目前为止，评价涂膜性能的方法是进行复合循环试验、盐水喷雾试验等腐蚀促进试验。

但是，在这样的腐蚀促进试验中，评价需要数个月，因此例如难以简单地评价涂装钢板的构成材料、烧结条件不同的涂膜的膜质，并且难以迅速地进行涂装条件的最佳化等。因此，在材料开发、涂装工厂的工序管理、车辆防锈所涉及的品质管理领域，期望的是确立迅速且简单地评价涂装钢板的耐腐蚀性的定量评价法。

相对于此，专利文献1中记载如下：作为评价形成在金属部件的表面的皮膜的耐腐蚀性的方法，将金属部件和对电极部件浸渍在水或电解质液中，将测定电源的负端子侧与金属部件电连接，并将正端子侧与对电极部件电连接，基于从对电极部件通过皮膜向金属部件流动的氧扩散极限电流来评价该皮膜的防腐蚀性能。

专利文献2中记载如下：经由电解质材料将电极布置在涂装金属材料的涂膜表面侧，在涂装金属材料的基材与涂膜表面之间施加电压，并基于涂膜绝缘击穿时的电压值来评价涂装金属材料的耐腐蚀性。

专利文献3中记载如下：经由电解质材料将电极布置在涂装金属材料的涂膜表面侧，使电解质材料往涂装金属材料的涂膜渗透，在涂装金属材料的基材与涂膜表面之间施加电压，并基于与伴随该电压的施加而流动的电流相关的值来评价涂装金属材料的耐腐蚀性。

专利文献1：日本公开专利公报特开2007-271501号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2016-50915号公报

专利文献3：日本公开专利公报特开2016-50916号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

专利文献1-3所记载的耐腐蚀性试验方法也能对涂装金属材料的耐腐蚀性进行评价，但仍要求确立能够得到可靠性更高的评价结果的耐腐蚀性试验。特别是，腐蚀多数因金属基材的表面处理膜的损伤而发生，以往未见模仿这样的腐蚀的简单且可靠性高的电化学的耐腐蚀性试验的报告。

本发明的目的，在于：提供该电化学的耐腐蚀性试验的方法和电化学的耐腐蚀性试验的装置。

-用以解决技术问题的技术方案-

已知金属腐蚀有以下腐蚀模式：通过同时发生与水接触的金属溶解(离子化)而产生游离电子的阳极反应(氧化反应)和水中的溶解氧因该游离电子而产生羟基OH^-的阴极反应(还原反应)而进行金属的腐蚀。

因此，本发明为在包覆金属材料上人工地形成阳极部位和阴极部位来促进腐蚀。

在此公开的耐腐蚀试验方法以在金属基材上形成表面处理膜而得到的包覆金属材料为对象，其特征在于：该耐腐蚀试验方法包括以下步骤：

在所述包覆金属材料的相分离的两个部位施加穿过所述表面处理膜到达所述金属基材的人工伤痕部；

经由与该人工伤痕部接触的含水电解质材料在外部电路中将所述两个部位的人工伤痕部电连接起来；以及

利用所述外部电路对所述金属基材通电而使所述两个部位的人工伤痕部中的一者为阳极部位、另一者为阴极部位，以对所述包覆金属材料进行腐蚀。

此处公开的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，所述包覆金属材料通过在金属基材上形成表面处理膜而得到，其特征在于：该包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置包括外部电路和通电单元，

在所述包覆金属材料的相分离的两个部位施加人工伤痕部，该人工伤痕部穿过所述表面处理膜到达所述金属基材，所述外部电路经由与该人工伤痕部接触的含水电解质材料将该人工伤痕部彼此连接起来，

所述通电单元利用所述外部电路对所述金属基材通电，以便以所述两个部位的人工伤痕部中的一者为阳极部位、另一者为阴极部位而对所述包覆金属材料进行腐蚀。

根据所述方法或者所述装置所涉及的耐腐蚀性试验，包覆金属材料的两个部位的人工伤痕部中的一者成为发生金属基材的金属溶出的溶出反应(氧化反应)的阳极部位。在阳极部位产生的电子通过金属基材向两个部位的人工伤痕部中的另一者流入，该两个部位的人工伤痕部中的另一者成为发生由电子引起的还原反应的阴极部位。

在阳极部位，溶出的金属离子被电极(负极)吸引，与含水电解质材料中的溶解氧、电极(负极)处因水的电分解而产生的OH^-发生反应，变成氢氧化铁。由于供来电子，所以在该阳极部位，金属基材的金属会根据与电防腐蚀相同的原理变成离子而稍微地溶解在含水电解质材料中，但包覆金属材料的腐蚀不会进行下去。

另一方面，在阴极部位，从阳极部位经由金属基材流入的电子与已渗透过表面处理膜的水、溶解氧、水中的电离H⁺发生反应而产生氢气、OH^-。再者，也因水的电分解而产生氢气。由此表面处理膜下的pH上升，包覆金属材料的腐蚀会进行下去。

由于所述阴极部位的OH^-的生成相当于所述的腐蚀模型的阴极反应，所以可以说，所述耐腐蚀性试验是通过由外部电路对金属基材通电来加速再现该包覆金属材料的实际腐蚀的试验。

在所述两个部位的人工伤痕部中的阴极部位，金属基材表面的基底处理(化成处理) 因变成碱性(OH^-的生成)而遭受破坏，表面处理膜的紧贴性降低(在未进行基底处理的情况下，为金属基材与表面处理膜的紧贴性降低)而发生表面处理膜的膨胀。并且，因水的电分解、H⁺的还原而产生的氢气会促进表面处理膜的膨胀。因此，通过观察该表面处理膜膨胀的程度，就能够计算出该耐腐蚀性试验中供试材料的腐蚀进行速度。

如上所述，由于该耐腐蚀性试验加速再现实际的腐蚀，所以所获得的腐蚀进行速度数据与实际的腐蚀进行速度的相关性较高，后面会根据实验数据进行详细的叙述。因而，根据该腐蚀进行速度数据，能够对供试材料的耐腐蚀性进行可靠性较高的评价。

作为所述含水电解质材料能够采用各种材料。在一实施方式中，所述含水电解质材料为泥状物，且设置于所述两个部位的人工伤痕部各自的所述表面处理膜的表面。由于含水电解质材料为泥状，因此在人工伤痕部水容易往表面处理膜中渗透，腐蚀容易进行下去。另外，由于含水电解质材料为泥状，因此在表面处理膜不是水平的情况下，也能够将含水电解质材料设置在该表面处理膜的表面上。

含水电解质材料能够通过采用粘土矿物作为添加材料来制成泥状物。作为粘土矿物，例如能够采用层状硅酸盐矿物或沸石。作为层状硅酸盐矿物，例如能够优选采用选自高岭石、蒙脱石、绢云母、伊利石、海绿石、绿泥石以及滑石中的至少一种矿物。作为支持电解质(盐)能够优选采用选自氯化钠、硫酸钠、氯化钙、磷酸钙、氯化钾、硝酸钾、酒石酸氢钾和硫酸镁中的至少一种盐。含水电解质材料可以含有有机溶剂(丙酮、乙醇、甲苯、甲醇等)。

粘土矿物在含水电解质材料中的含量优选为1质量％以上且70质量％以下。该含量更优选为10质量％以上且50质量％以下；进一步优选为20质量％以上且40质量％以下。

支持电解质在含水电解质材料中的含量优选为1质量％以上且20质量％以下。该含量更优选为3质量％以上且15质量％以下，进一步优选为5质量％以上且10质量％以下。

有机溶剂在含水电解质材料中的含量优选为按体积比计相对于水为5％以上且60％以下。该体积比更优选为10％以上且40％以下，进一步优选为20％以上且30％以下。

为了对所述金属基材通电，能够将所述外部电路的两端的电极设为埋没于所述含水电解质材料的埋没状态。作为这样的电极，能够使用碳电极、铂电极等。特别是，能够采用至少具有一个与所述表面处理膜相对的通孔的有孔电极，优选将该有孔电极布置成与所述表面处理膜大致平行。例如，有孔电极呈在中央具有通孔的环状，将有孔电极设置成通孔与所述人工伤痕部相对。或者，作为有孔电极也可以采用网眼状的电极，并且将该网眼状的电极布置成在它被埋没在所述含水电解质材料中的状态下，它与所述表面处理膜大致平行。

上述人工伤痕部只要穿过表面处理膜到达金属基材，可以是切割伤痕、刺伤、擦伤等任一形态。

关于所述阴极部位的人工伤痕部的大小，金属基材在表面处理膜中的露出面积越小，通电性越低，阴极反应越难以进行下去。另一方面，当该露出面积增大时，阴极反应会变得不稳定，腐蚀的加速再现性会降低。根据实验，所述金属基材的由于所述人工伤痕部而露出的露出面积优选为0.005mm²以上且25mm²以下，更优选为0.05mm²以上且4mm²以下，进一步优选为0.13mm²以上且2.25mm²以下。

从确认阴极部位的表面处理膜的膨胀程度的难易度的观点出发，所述两个部位的人工伤痕部之间的距离优选为2cm以上，进一步优选为3cm以上。

关于利用所述外部电路通电的电流值，该电流值越小，腐蚀的加速性越低，试验所需要的时间越长。另一方面，若该电流值变大，则腐蚀反应速度会变得不稳定，与实际腐蚀的进行的相关性变差。根据实验，该电流值优选为10μA以上且10mA以下的电流值，进一步优选为100μA以上且5mA以下的电流值，或者500μA以上且2mA以下的电流值。

作为适合供该耐腐蚀性试验用的包覆金属材料，例如有在金属基材上形成有树脂皮膜即涂膜作为表面处理膜的涂装金属材料。

金属基材例如也可以是构成家用电器、建材、汽车部件等的钢材(例如冷轧钢板(SPC)、合金热浸镀锌钢板(GA)、高张力钢板或者热压材料等)、或轻合金材。金属基材也可以是在表面形成有化成皮膜(磷酸盐皮膜(例如磷酸锌皮膜)、铬酸盐皮膜等)的基材。

作为涂膜，例如有环氧树脂系、丙烯酸树脂系等阳离子电泳涂膜(下层涂膜)，也可以是在电泳涂膜上重叠有上层涂膜的层叠涂膜、在电泳涂膜上重叠有中层涂膜和上层涂膜的层叠涂膜等。

-发明的效果-

根据本发明，经由含水电解质材料在外部电路中将包覆金属材料上的相分离的两个部位的人工伤痕部电连接起来，通过通电而使所述两个部位的人工伤痕部中的一者为阳极部位、使另一者为阴极部位来进行腐蚀。因此，通过该耐腐蚀性试验就能够加速再现该包覆金属材料的实际的腐蚀，从而能够对耐腐蚀性做出高可靠性的评价。

附图说明

图1是示出本实施方式的耐腐蚀性试验的原理的图。

图2是示出供试材料1～3的处理条件和耐腐蚀性试验结果的图表。

图3是示出供试材料4～6的处理条件和耐腐蚀性试验结果的图表。

图4是示出本耐腐蚀性试验下的腐蚀进行速度与实际腐蚀试验下的腐蚀进行速度之间的相关性的曲线图。

图5是示出涂膜上的附着物为水、5％NaCl(喷雾)以及5％CaCl喷雾时，涂膜的吸水量和膨胀发生率的图表。

图6是示出涂膜上的附着物是模拟泥时，涂膜的吸水量和膨胀发生率的图表。

图7是示出涂膜上的附着物是5％NaCl(浸渍)时，涂膜的吸水量和膨胀发生率的图表。

图8是示出各种涂膜上附着物所涉及的腐蚀抑制期间与水向涂膜中渗入的渗入速度之间的关系的曲线图。

图9是在实施方式的耐腐蚀性试验下进行恒流通电控制时的电流曲线图。

图10是在实施方式的耐腐蚀性试验下进行恒压通电控制时的电流曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下优选实施方式仅为从本质上说明本发明的示例而已，并没有意图对本发明、本发明的应用对象或其用途加以限制。

图1示出腐蚀试验原理。该图中，1表示包覆金属材料。本实施方式中的包覆金属材料1的具体情况如下：在金属基材即钢板2的表面上形成有化成皮膜3，在已形成有化成皮膜3的钢板2上形成有作为表面处理膜的树脂涂膜即本实施方式中的电泳涂膜4。

在包覆金属材料1中相分离的两个部位，施加有穿过电泳涂膜4和化成皮膜3并到达钢板2的人工伤痕部5。

<耐腐蚀性试验装置>

本实施方式所涉及的耐腐蚀性试验装置包括外部电路7和直流恒流源8。其中，该外部电路7经由作为导电材发挥作用的含水电解质材料6将包覆金属材料1的所述两个部位的人工伤痕部5电连接起来；所述恒流源8为利用该外部电路7对所述钢板2通电的通电单元。

在包覆金属材料1的该两个部位，与人工伤痕部5同心状地设有直径比人工伤痕部5 的直径大的圆筒11。含水电解质材料6收纳在圆筒11内，与电泳涂膜4的表面接触并渗入人工伤痕部5内。在外部电路7的两端设有电极12，该电极12被设置成埋没在圆筒11 内的含水电解质材料6中的状态。

含水电解质材料6是含有水、粘土矿物以及支持电解质的泥状物。在本实施方式中，作为粘土矿物，采用为层状硅酸盐矿物的高岭石，作为支持电解质，采用盐化钠、硫酸钠以及氯化钙这3种盐。粘土矿物在含水电解质材料6中的含量优选为1质量％以上且70 质量％以下，支持电解质在含水电解质材料6中的含量优选为1质量％以上且20质量％以下。

电极12是在中央具有通孔12a的环状的有孔电极，且被布置成与电泳涂膜4平行而使该通孔12a与人工伤痕部5同心。

恒流源8例如能够采用恒流仪，电流值控制在10μA以上且10mA以下。

<耐腐蚀性试验方法>

按照步骤顺序对用上述耐腐蚀性试验装置对包覆金属材料1进行的耐腐蚀性试验的试验方法进行说明。

-施加人工伤痕部的步骤-

在包覆金属材料1的相分离的两个部位施加穿过表面处理膜(电泳涂膜4和化成皮膜 3)并到达钢板2的人工伤痕部5。钢板2由于人工伤痕部5而露出的露出面积只要为0.005mm²以上且25mm²以下即可。附加人工伤痕部的工具的种类并不特别限定。为了不使人工伤痕部5的大小、深度产生差别，即为了定量地施加伤痕，例如优选使用维氏硬度试验机，用其压头以规定载荷来施加伤痕。两个部位的人工伤痕部5间的距离优选为2cm 以上，进一步优选为3cm以上。

在利用压头施加人工伤痕部的情况下，作为该压头顶端的形状并不限于后述的维氏硬度试验机的压头那样的四棱锥，还能够采用球面形状等具有适当直径的各种形状。

-外部电路连接步骤-

将分别包围两个部位的人工伤痕部5的圆筒11立着设置在包覆金属材料1的电泳涂膜4上，将规定量的泥状含水电解质材料6放入圆筒11中。此时，包括恒流源8的外部电路7中的环状有孔电极12成为埋没在含水电解质材料6中的状态。圆筒11优选设为与人工伤痕部5同心。有孔电极12优选设为与电泳涂膜4的表面平行且与人工伤痕部5同心。

如上所述，收纳在圆筒11内的含水电解质材料6处于与电泳涂膜4的表面接触并渗入人工伤痕部5内的状态。而且，上述两个部位的人工伤痕部成为经由与该人工伤痕部5 接触的含水电解质材料6在外部电路7中电连接起来的状态。

-通电步骤-

让恒流源8工作，利用外部电路7经由有孔电极12、含水电解质材料6以及电泳涂膜4对包覆金属材料1的钢板2通电。该通电优选采用恒流控制，以使电流值成为上述范围内的恒流值。

通过上述通电，在上述两个部位的人工伤痕部中的与恒流源8的负极侧连接的一人工伤痕部(图1的左侧)，电子e^-就会从含水电解质材料6向钢板2流入，该一人工伤痕部成为阳极部位。流入钢板2的e^-通过钢板2向另一人工伤痕部(图1的右侧)移动，并在该另一人工伤痕部流入钢板2的e^-释放给含水电解质材料6。该另一人工伤痕部成为阴极部位。

在阳极部位，由于供来了e^-，因此按照与电防腐蚀相同的原理，钢板2的Fe变成离子而溶解在含水电解质材料6中(Fe→Fe²⁺+2e^-)，但包覆金属材料1的腐蚀不会进行下去。

相对于此，在阴极部位，由于电子从阳极部位移动过来，因此含水电解质材料6中的水、溶解氧以及该电子e^-会发生反应而而生成OH^-(H₂O+1/2O₂+2e^-→2OH^-)。并且，含水电解质材料6的电离出的氢离子与该电子e^-会发生反应而生成氢气(2H⁺+2e^-→H₂)。 OH^-和氢气的生成是阴极反应(还原反应)。水电分解也会生成氢气。

在阴极部位，因变成碱性(OH^-的生成)，化成皮膜3就溶解，并且钢板2的腐蚀就进行下去(水和氧化铁的生成)。故电泳涂膜4相对于钢板2的附着力降低。而且，因上述氢气的生成而发生电泳涂膜4的膨胀，钢板2的腐蚀就会从人工伤痕部5的部位向周围扩展开。

在利用上述外部电路7通电的过程中，在阴极部位，通过对含水电解质材料6施加电压，含水电解质材料6中的阳离子(Na⁺等)就会通过电泳涂膜4朝向钢板2移动。而且，水被该阳离子拉拽而往电泳涂膜4中渗透。再者，在阳极部位，含水电解质材料6的阴离子(Cl^-等)也通过电泳涂膜4朝向钢板2移动，水被该阴离子拉拽而渗透至电泳涂膜4。

尤其，在上述实施方式中，由于有孔电极12被布置成将人工伤痕部5包围起来，所以能够稳定地对人工伤痕部5周围的电泳涂膜4施加电压，就能够高效地进行离子向该电泳涂膜4的移动以及水向该电泳涂膜4的渗透。并且，在阴极部位，当如上所述在人工伤痕部5产生氢气后，该氢气会通过有孔电极12的通孔12a而脱出，从而能够避免通电性恶化。

由于含水电解质材料6是含有粘土矿物的泥状物，所以水和离子容易往人工伤痕部5 周围的电泳涂膜4渗透。

这样，在阳极部位和阴极部位，通过通电就能够促进水和离子向人工伤痕部5周围的电泳涂膜4的渗透，故电流会迅速地达到稳定状态。因而，腐蚀会从阴极部位的人工伤痕部5向其周围稳定地进行下去。

<耐腐蚀性评价步骤>

如上所述，阴极部位腐蚀的进行状况成为电泳涂膜4膨胀的进行状况即涂膜膨胀范围的扩大而显现出来。因此，通过观察在从上述通电开始时到经过规定时间后的某一时刻涂膜膨胀扩展的程度，就能够评价该供试材料的耐腐蚀性。

在耐腐蚀性试验后，将粘合带粘贴在电泳涂膜4上，将电泳涂膜4的膨胀部分剥离下来，测量钢板2的已露出的露出面的直径(以下称作“剥离直径”。)，由此而能够知晓涂膜膨胀扩展的程度。

用于观察涂膜膨胀的扩展程度的耐腐蚀性试验的时间，例如只要为0.5小时以上且24 小时以下即可。该试验的时间优选为1小时以上且10小时以下，更优选为1小时以上且5 小时以下。

在与实际腐蚀试验(盐水喷雾试验)建立关联地评价供试材料的耐腐蚀性的情况下，预先求出该耐腐蚀性试验下的腐蚀进行速度(每单位时间的涂膜膨胀直径的扩展量)与实际腐蚀试验下的腐蚀进行速度的关系，基于该耐腐蚀性试验结果，能够观察到其在实际腐蚀试验中相当于哪种程度的耐腐蚀性。

<实施例>

-耐腐蚀性试验-

作为供试材料(包覆金属材料)，准备了图2和图3所示的、磷酸锌的化成处理时间和电泳涂装的烧结条件不同的6种材料。供试材料1～6的金属基材均为钢板2，电泳涂膜 4的厚度为10μm。在图1所示的状态下对各供试材料进行了本耐腐蚀性试验。

使用压头顶端部的形状为四棱锥的维氏硬度试验机，定量地即以载荷(试验力)30kg 在供试材料的彼此隔开4cm的两个部位施加了人工伤痕部5(钢板2的露出面积为0.54mm²)，该人工伤痕部5到达钢板且呈角线长度为1mm的四棱锥形状。

需要说明的是，因为对角线长度为1mm的四棱锥的底面的面积为0.5mm²，所以在供试材料的表面敞开的人工伤痕部5的开口面积为与该底面的面积相对应的0.5mm²，但是因为钢板2的由于四棱锥的人口伤痕5而露出的露出面为锥面，所以钢板2的露出面积比上述开口面积大，为0.54mm²。

用5％盐水(氯化钠)对pH7的模拟泥进行了20％稀释后才作为含水电解质材料6使用。模拟泥的组成为水∶高岭石∶氯化钠∶硫酸钠∶氯化钙＝500∶500∶25∶25∶25(质量比)。

作为电极12，使用了外径约为32mm、内径约为30mm的环状有孔电极(由铂形成)。

恒流源8的电流值为1mmA，在50℃的环境下通电5个小时。

图2和图3示出本耐腐蚀性试验结果(阳极部位的外观、阴极部位的剥离前和剥离后的外观、腐蚀进行速度(涂膜膨胀的进行速度)以及实际腐蚀试验(让模拟泥附着在伤痕部，暴露在温度50℃、湿度98％的环境下的实际腐蚀试验)的腐蚀进行速度)。

根据图2和图3，当观察化成处理时间为120秒的供试材料1、4、6时，电泳涂膜4 的烧结条件越好(烧结温度变高或者烧结时间变长)，即电泳涂膜4的膜质越好，本耐腐蚀性试验下的腐蚀进行速度变得越慢(膨胀直径越小)。也就是说，该腐蚀进行速度与电泳涂膜4的膜质的优劣相对应。

当观察电泳涂膜4的烧结条件为150℃×20分的供试材料5、6时，化成处理时间较长的供试材料6在本耐腐蚀性试验下的腐蚀进行速度更慢(膨胀直径较小)。也就是说，该腐蚀进行速度与化成皮膜的优劣相对应。

需要说明的是，当观察电泳涂膜4的烧结条件为140℃×20分的供试材料2、3、4时，化成处理时间为30秒的供试材料3与化成处理时间为120秒的供试材料4相比，前者的腐蚀进行速度比后者慢。但是，即使观察实际腐蚀试验下的腐蚀进行速度，也是供试材料 3比供试材料4慢，故可以这样想：问题并不在本耐腐蚀性试验，问题在于供试材料3的电泳涂膜4或化成皮膜3的膜质因某种原因而变得比供试材料4好。

如图4所示，针对供试材料1～6观察本耐腐蚀性试验所涉及的腐蚀进行速度与实际腐蚀试验所涉及的腐蚀进行速度之间的相关性，可知其相关性较强(R²＝0.9863)。由此可知，通过利用本耐腐蚀性试验测量腐蚀进行速度，则能够对包覆金属材料1的耐腐蚀性做出比得上实际腐蚀试验的评价。

-含水电解质材料促进涂膜吸水的吸水促进性-

将各种附着物设在烧结条件或者膜厚不同的各种电泳涂膜4的表面上，并分析了该电泳涂膜4在9天后的的吸水量以及在9天后的膨胀发生率。如图5～图7所示，附着物是“水”、“5％NaCl(喷雾)”、“5％CaCl(喷雾)”、上述“模拟泥”以及“5％NaCl(浸渍)”这5种种类和形态。

根据图5，水、5％NaCl(喷雾)以及5％CaCl(喷雾)在9天后，吸水量也微小，也基本没有观察到涂膜有膨胀。

相对于此，根据图6，与水、5％NaCl(喷雾)以及5％CaCl(喷雾)相比，在模拟泥的情况下，9天后的吸水量和膨胀发生率格外大。尤其，与电泳涂膜4的烧结条件相同即 150℃×20分的情况相比较，可知：在模拟泥的情况下，该吸水量和膨胀发生率大出一个数量级。

根据图7，与水、5％NaCl(喷雾)以及5％CaCl(喷雾)相比，在5％NaCl(浸渍) 的情况下，该吸水量和膨胀发生率较大，但与图6的模拟泥相比，相当低。

图8为观察上述5种附着物在电泳涂膜4的烧结条件为150℃×20分的情况下腐蚀抑制期间和水向涂膜渗入的渗入速度的图。将膨胀发生率达到0.5％为止的时间定为腐蚀抑制期间。水向涂膜渗入的渗入速度，到涂膜的吸水量达到25μg/mmm³为止是根据时间来计算的。根据该图，可知与用盐水喷雾等相比，在模拟泥的情况下，水向涂膜渗入的渗入速度格外大。

由以上所述可知：若采用模拟泥作为含水电解质材料6，水则能够迅速地往涂膜中渗透，从而能够迅速且稳定地进行基于上述电化学方法进行的耐腐蚀性试验。

-通电控制-

在本实施方式的耐腐蚀性试验中，对金属基材(钢板)2的通电不限定于恒流控制方式，也能够采用恒压控制方式。

图9是基于1mA的恒流控制通电的电流曲线，图10是施加了会有1mA的电流流动的恒压时的电流曲线。在进行该恒流控制的耐腐蚀性试验和进行恒压控制的耐腐蚀性试验中，除通电条件之外，其它试验条件都相同。

在进行恒流控制的情况下，电流值在通电初期稍有偏差，但大致被控制为1mA。与腐蚀的加速直接相关的电流值这样稳定以后，腐蚀的加速再现性就会变得良好。也就是说，耐腐蚀性试验的可靠性变高。

相对于此，可知：在进行恒压控制的情况下，电流值大幅度地变化，腐蚀的加速再现性方面变得不利。从通电开始至7000秒左右为止电流值变化较大的期间相当于水渗透至电泳涂膜4的期间，因为水无法稳定地向涂膜渗透，所以在该期间内电流值发生了大幅度的变化。之后，同样，电流值在0.5mA～1.5mA的范围内发生变化，这是伴随化成皮膜的恶化、生锈产生的电阻值变化的影响。

根据恒压控制中的电流曲线(电流波形)能够掌握腐蚀的进行状态或者腐蚀的程度。

-符号说明-

1 包覆金属材料

2 钢板(金属基材)

3 化成皮膜

4 电泳涂膜(表面处理膜)

5 人工伤痕部

6 含水电解质材料

7 外部电路

8 恒流源(通电单元)

12 电极(有孔电极)

12a 通孔

Claims (12)

1.一种包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，所述包覆金属材料通过在金属基材上形成表面处理膜而得到，其特征在于：

该包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法包括以下步骤：

在所述包覆金属材料的相分离的两个部位施加穿过所述表面处理膜到达所述金属基材的人工伤痕部；

经由与该人工伤痕部接触的含水电解质材料在外部电路中将所述两个部位的人工伤痕部电连接起来；

利用所述外部电路对所述金属基材通电而使所述两个部位的人工伤痕部中的一者为阳极部位、另一者为阴极部位，以对所述包覆金属材料进行腐蚀；以及

根据所述表面处理膜的膨胀扩展的程度评价耐腐蚀性。

2.根据权利要求1所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，其特征在于：

所述含水电解质材料为泥状物，且设置于所述两个部位的人工伤痕部各自的所述表面处理膜的表面。

3.根据权利要求1或2所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，其特征在于：

所述金属基材由于发生所述阴极反应一侧的所述人工伤痕部而露出，露出面积为0.005mm²以上25mm²以下。

4.根据权利要求3所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，其特征在于：

所述两个部位的人工伤痕部之间的距离为3cm以上。

5.根据权利要求1或2所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，其特征在于：

由所述外部电路通电时的电流值为10μA以上且10mA以下。

6.根据权利要求1或2所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验方法，其特征在于：

所述表面处理膜为树脂涂膜。

7.一种包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，所述包覆金属材料通过在金属基材上形成表面处理膜而得到，其特征在于：

该包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置包括外部电路、通电单元以及评价耐腐蚀性的单元，

在所述包覆金属材料的相分离的两个部位施加人工伤痕部，该人工伤痕部穿过所述表面处理膜到达所述金属基材，所述外部电路经由与该人工伤痕部接触的含水电解质材料将该人工伤痕部彼此连接起来，

所述通电单元利用所述外部电路对所述金属基材通电，以便以所述两个部位的人工伤痕部中的一者为阳极部位、另一者为阴极部位而对所述包覆金属材料进行腐蚀，

所述评价耐腐蚀性的单元根据所述表面处理膜的膨胀扩展的程度评价耐腐蚀性。

8.根据权利要求7所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，其特征在于：

所述含水电解质材料为泥状物，且设置于所述两个部位的人工伤痕部各自的所述表面处理膜的表面。

9.根据权利要求7或8所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，其特征在于：

所述金属基材由于发生所述阴极反应一侧的所述人工伤痕部而露出，露出面积为0.005mm²以上25mm²以下。

10.根据权利要求9所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，其特征在于：

所述两个部位的人工伤痕部之间的距离为3cm以上。

11.根据权利要求7或8所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，其特征在于：

由所述外部电路通电时的电流值为10μA以上且10mA以下。

12.根据权利要求7或8所述的包覆金属材料的耐腐蚀性试验装置，其特征在于：

所述表面处理膜为树脂涂膜。

Images