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介绍一种耐边缘腐蚀试验方法

【摘 要】 介绍一种毛边腐蚀试验方法以及在试验中需注意的问题。
【关键词】 毛边腐蚀、试验方法
0 前言：
日常工作中对涂装材料、涂层质量的常规检测与试验是十分必要的，这是保证涂装质量的重要措施之一，我们必须从多方面验证涂装材料、涂装产品的性能。现有的涂装检测、试验手段能从某一方面说明一些问题，但随着涂装技术的进步，各种新材料、新技术在涂装领域不断被采用，涂装的表面装饰性越来越好，防腐能力也在不断提高，我们需引进新的检测、试验方法来完善对涂装产品的检测以达到对涂装材料性能的充分认识。本文介绍一种“毛边边缘耐腐蚀”试验方法（简称“毛边腐蚀”），就是检验涂装材料防腐性能的一种新的检测方法。
耐边缘腐蚀，顾名思义，是考察试验样品在腐蚀环境（如盐雾、干燥及湿润条件等）中边缘部发生腐蚀的程度。一般来说，电泳漆涂装的零部件尖角，锐边处漆膜薄，这主要是电泳漆湿涂膜在烘烤的过程中，湿漆膜在一定温度条件下粘度下降呈液态而进行流平，在表面张力作用下，边角部位的涂膜将会被拉伸而变薄，该部位涂膜耐腐蚀性能会比其它部位涂膜的耐腐蚀性能差，因此设计了边缘耐腐蚀性能测试方法以相对比较不同电泳漆涂料对边角覆盖性的优劣或者是考察相同涂装材料在不同底材上的耐蚀性。通常我们通过涂漆在市售的不锈钢裁纸刀片上制成试验样品，在腐蚀的环境中考察漆膜对锐边棱角处的防腐能力，该试验方法是取市售钢质裁纸刀片，经脱脂、水洗后，按指定电泳工艺下进行电泳、水洗、烘干。电泳烘干后的试件的刀刃部朝上放置后连续进行试验在达到规定的时间后，观察刀刃处漆膜的锈点个数及起泡状况，用在刀刃部生成的腐蚀点的个数表示漆膜耐腐蚀的程度，此方法简单易行。但毛边腐蚀试验方法与之有所异同，将从以下几个方面加以阐述。
1 毛边试验样板的制作方法
制作毛边试验样板的尺寸通常是150mm×70mm大小，每片样板需制作出三个不同高度的毛边，关于毛边的制作方法可使用冲压加工的方法给钢板打孔（孔直径为30mm）制得，毛边通过压头和模具的间隙而产生，模具需要被制作成有一定圆弧的端面，这样才能保证毛边被很容易的冲压出来。在制作过程中，因冲压所得到的毛边高度误差较大，一般在冲模上需设定一定的半径进行冲压制作。根据冲压机的不同，冲模的半径及钢板的种类和毛边高度的关系也会不同，因此每次冲压都需要进行确认，确认毛边的高度误差在变小，直至最终达到试验制板的要求。图1为制作毛边的示意图。

一般制备毛边方法 改良的制备毛边方法
图 1 毛边制作示意图
2 毛边高度的确认
在样板上冲孔的直径为制作所得的毛边高度是有要求的，如图2所示。进行毛边高度的测量时，要对应每个孔的毛边测量八个点以上，算出平均值和标准偏差，（平均值）＋（标准偏差×2）所得到的数值作为实际的毛边高度。对于参加试验评价的样板，必须要全部进行数据测定。通常所用的测量毛边高度的设备为探针式粗糙度仪，此外使用简易的千分尺也可以进行粗略的数据测定。

图 2 试验样板上、中、下孔毛边的高度
测定试验样板毛边高度需在前处理工序前完成，如果在磷化、电泳后进行数据测量，测量工具的探头可能会对涂敷在毛边上的涂层造成破坏，从而影响到涂层的耐腐蚀性能。
3.试验操作及评价
试验裸板经过前处理、电泳工序后制得合格电泳涂层试片，涂层厚度要求为（15～20）μm。放置试验样品时，毛边突出面向下并与垂线成15度角，且要注意毛边和试验机内的试验样板固定夹具不要接触，具体见参照图3。

图3 试验样品的放置
耐毛边腐蚀试验条件为如下所示的循环腐蚀试验模式，对温、湿度均有一定要求：

此循环腐蚀模式中不同试验状态的过渡要求在30分钟内完成，而从最后一个“湿热”试验状态过渡到“盐雾”试验状态时，要求在10分钟内完成，一个完整的腐蚀循环周期为24小时。在试验过程中，连续进行试验直至达到所规定的循环次数，试验结束后观察上孔、中孔和下孔不同高度毛边部的腐蚀状况，记录开始出现锈蚀时腐蚀循环周期的周期数、区域内锈蚀点的数量和锈蚀程度。
4 毛边腐蚀试验结果影响分析
试验条件(温、湿度)的变化，循环腐蚀试验中各个状态过渡时间的长短，甚至于制板所得到电泳涂层的厚薄都会对毛边腐蚀试验结果造成一定的影响，在此仅对所制作的毛边质量(如毛边高度的均匀性和毛边的锐利程度)对试验结果所造成的影响进行如下分析。
通过选取两种不同类型的镀锌钢板，冲孔制得毛边后，对裸板毛边用800号砂纸进行轻轻打磨后再进行试验，试验结果如表2。
表2 毛边质量对腐蚀试验结果的影响

孔位置
1号钢板
（毛边未打磨）
1号钢板
（毛边打磨）
2号钢板
（毛边未打磨）
2号钢板
（毛边打磨）
毛边高度
上孔
67 μm
61 μm
74 μm
75 μm
中孔
76 μm
72 μm
83 μm
87 μm
下孔
174μm
167μm
152μm
159μm
循环腐蚀
2个周期
上孔
出现红锈
出现红锈
出现红锈
出现红锈
中孔
下孔
循环腐蚀
4个周期
（锈点个数）
上孔
20-32
16-23
43-45
32-47
中孔
30-42
13-20
43-46
37-40
下孔
36-42
20-36
32-34
44-46
在进行循环腐蚀试验2个周期后，两种类型的镀锌钢板毛边均出现红锈现象，当腐蚀4个周期后打磨过的毛边上、中、下孔毛边锈点数有所下降，效果较明显。通过我们的试验分析，认为造成数据差异的主要原因是冲孔毛边不均匀，毛边非常锐利所导致，毛边经打磨后，由于减少了锐边的锋利程度，因此出现锈蚀程度的不同。
5 毛边腐蚀试验与刀片腐蚀试验比较
毛边腐蚀与不锈钢裁纸刀片腐蚀试验方法均是考察以电泳漆为涂层的耐蚀性性能，即漆膜对锐边棱角处的防腐能力。两种边缘腐蚀试验方法最大区别为试验的环境条件不同，刀片腐蚀试验条件为ASTM B117所规定的中性盐雾腐蚀环境，而毛边腐蚀为循环腐蚀试验环境，为了更好的比较两种试验环境条件对腐蚀程度的影响，我们通过对标准的不锈钢刀片进行电泳涂装后，在这两种不同腐蚀条件下得出以下数据，结果见表3。
表3 刀片电泳漆涂层循环腐蚀和盐雾腐蚀结果比较
腐蚀条件
试验样品状况
循环腐蚀 1 个周期
刀刃处外观无变化
循环腐蚀 2 个周期
刀刃处有3－5个包，无锈点
ASTM B117盐雾24小时
5－8个锈点
ASTM B117盐雾48小时
35－45个锈点，锈点密集
由表3可见盐雾腐蚀条件比循环腐蚀条件要更为苛刻，究其原因，可能是在盐雾试验环境下，喷雾时间较长，氯离子更容易透过薄漆膜到达基体表面，使腐蚀反应能够不断地进行；而在循环腐蚀条件下，不同腐蚀条件交替进行，如在循环腐蚀模式中当试验状态切换到60℃的干燥条件时，此时试验条件的相对湿度降低，结晶盐析出。有资料表明，金属发生腐蚀反应的临界相对湿度大约为70%左右，当相对湿度达到或超过这个临界湿度时，盐将潮解而形成导电性能良好的电解液而对金属基体进行腐蚀。纵观在整个循环腐蚀周期中，干燥状态的时间长达16个小时，因此对基体的腐蚀速度较低，出现了表3所示的结果，但我们认为循环腐蚀试验与日常环境的相关性更为接近，而盐雾试验的相关性则要差一些。
除了试验条件不同外，两种试验方法的评价方法和所考察的对象也不尽相同：毛边腐蚀法评价方法为循环腐蚀条件下出现锈点的周期数和腐蚀程度，而刀片腐蚀法考察的是样片在进行48小时耐盐雾试验后刀刃处漆膜的锈点个数及起泡个数；毛边腐蚀方法可考察同种涂层不同基体的耐蚀性和同种基体不同电泳涂层的耐蚀性，即可考察涂装材料和基体的涂装适应性，而刀刃腐蚀方法仅仅考察电泳涂装材料对基体边缘覆盖的耐蚀性。
6 结束语
在日常的材料检测、评价工作中，我们应根据所需，选择合适的评测方法，丰富我们的检测手段！

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