汽车用钢板的耐蚀性研究

李银英

（贵港职业学院，广西 贵港537100）

0 前言

钢板在汽车行业中有着广泛的应用，如汽车车体和底盘等均是以钢板为主体构造而成。钢板的机械性能良好，能保障汽车的整体结构可靠且运行平稳。但易受侵蚀、耐蚀性较差是其明显的缺点［1-3］。钢板的耐蚀性不理想，势必影响构件的外观质量和使用寿命，同时埋下潜在隐患。正因如此，设法提高钢板的耐蚀性成为亟待解决的难题。

概括而言，改变内部织构和表面处理是增强钢板耐蚀性的可行方法［4-5］。本文采用工艺较简单的表面处理方法，在钢板表面镀覆掺杂铝粉的耐蚀锌基金属复合层。并以纯质钢板、镀锌钢板为比较对象，采用喷溅盐雾腐蚀法进行试验研究。

1 试验

以汽车用钢板为芯模，以电解锌板为阳极。电解液采用氯化物型镀锌液，其组成为：ZnCl290g／L，NaCl 160g／L，H3BO340g／L，Al（OH）310g／L。采用电镀工艺，分别在钢板表面镀覆厚度为20μm左右的锌层和锌-铝复合层。电镀锌-铝复合层时，向电解液中添加25g／L的金属铝粉。另外，为避免铝粉部分或全部溶解于弱酸性电解液中，在添加前对其进行钝化处理，同时控制电解液的温度介于特定范围。

采用喷溅盐雾腐蚀法，在密闭环境中考察镀锌钢板和镀锌-铝钢板的耐蚀性。纯质钢板也进行盐雾腐蚀，作为对比试验。

2 结果与讨论

2.1 钢板的腐蚀形貌

钢板的腐蚀形貌，如图1所示。由图1可知：经相同时间的盐雾腐蚀，纯质钢板、镀锌钢板和镀锌-铝钢板的形貌差别明显。纯质钢板表面呈现大面积且极不均匀的腐蚀状况，形成较多扩展形态的大蚀坑，腐蚀程度严重。相比较而言，后两者的表面腐蚀较均匀，程度较轻。虽然也存在一定数量的蚀坑，但尺度较小且形态较规整。这表明镀锌钢板和镀锌-铝钢板的耐蚀性较好，尤其是后者的耐蚀性更胜一筹。这可以对照钢板腐蚀前后的形貌作出解释。图2为镀锌-铝钢板腐蚀前的形貌。参照图1（c）和图2可知：镀锌-铝钢板腐蚀前后的形貌差别不太明显，仅发生了轻度的削薄腐蚀，形成密集的微小蚀坑。由于铝粉的掺入起到屏蔽阻碍效果，因而很大程度制约蚀坑在镀层内部扩展，发挥提高钢板耐蚀性的作用［6］。

图1 钢板的腐蚀形貌

图2 镀锌-铝钢板腐蚀前的形貌

2.2 钢板的腐蚀速率

除了发挥屏蔽阻碍效果外，铝粉的掺入也改变了金属复合层的腐蚀进程。对于锌-铝复合层，铝作为腐蚀电池的阴极，锌作为阳极。但因铝的化学稳定性差，在空气中极易氧化，于表面形成氧化薄膜。而薄膜的保护致使阴极上很难发生电极反应，故相当于间接改变阳极锌的腐蚀进程，即减慢锌的腐蚀速率。

相同试验条件下钢板的腐蚀速率，如表1所示。由表1可知：镀锌-铝钢板的腐蚀速率最低，为7.7×10-5g／（cm2·d）；而纯质钢板和镀锌钢板的腐蚀速率均较高，尤其是前者，其腐蚀速率更是达到9.4×10-4g／（cm2·d）。由此同样反映出镀锌-铝钢板的耐蚀性较好。

表1 钢板的腐蚀速率

3 结论

采用喷溅盐雾腐蚀法，在相同条件下分别考察了纯质钢板、镀锌钢板和镀锌-铝钢板的耐蚀性。得出结论：表面镀锌-铝复合层的钢板的腐蚀速率较低，耐蚀性较好。这归因于铝粉的掺入影响了镀层的腐蚀进程。

［1］朱铮.汽车用高强度钢板的开发应用和发展前景［J］.钢铁，2000，35（11）：66-70.

［2］王向东，高令远，陈小平，等.国产镀锌钢板的耐蚀性研究［J］.材料保护，2002，35（10）：12-13.

［3］张益明，马荣贵，符寒光.耐蚀热镀锌钢板在汽车工业中应用的进展［J］.腐蚀与防护，1999，20（11）：483-487.

［4］刘燕萍，陈利华，李素琴.热镀锌钢板耐蚀性能评价方法［J］.理化检验：物理分册，1999，35（3）：119-120.

［5］石世宏，傅戈雁.不锈钢表面激光熔覆层耐腐蚀研究［J］.金属热处理，1999（3）：14-16.

［6］沈晓虹，刘烈炜.电沉积锌基复合镀层的研究现状［J］.材料开发与应用，2002，17（4）：8-12.