鹽霧試驗是驗證汽車零部件耐腐蝕性的一個較重要的手段。汽車零部件中有很多金屬零件,如車身、底盤、發動機等。還有很多鍍金屬的零件,如電子電器、電鍍裝飾件、緊固件等。只要有金屬,就可能在腐蝕環境中被侵蝕,導致功能或性能下降或失效。因此,耐腐蝕性是汽車設計、開發和驗證中的重要一環,也是汽車作為產品必須滿足的要求。下面,首先簡單介紹一下鹽霧試驗的基本原理。
由于汽車主要在室外環境中使用,而空氣中含有氧氣、水分、酸性物質等腐蝕因素,再加上溫度、濕度等環境條件的變化,很容易產生大氣腐蝕。鹽霧金屬材料的腐蝕主要是由于鹽溶液滲透到金屬中發生電化學反應,導致作為陽極的金屬溶解,生成新的化合物,即腐蝕劑。氯離子在鹽霧腐蝕過程中起主要作用,它很容易滲入金屬氧化層,破壞金屬的鈍化性。同時,氯離子容易吸附在金屬表面,使金屬更容易被破壞。
鹽霧試驗方法
鹽霧試驗是一種人工環境下的加速耐腐蝕試驗方法,是將一定濃度的鹽水霧化,噴灑在密閉的恒溫實驗箱中。被測樣品在箱內放置一段時間后,觀察樣品的變化,評價其耐腐蝕性能。它是一種加速試驗方法,鹽濃度可以是自然環境的幾倍到幾十倍,可以大大提高腐蝕速率,縮短試驗驗證周期,從而縮短產品開發進度。在自然環境下驗證可能需要幾年時間。通過鹽霧試驗,在幾十到幾百小時內可以得到類似的試驗結果。
圖1鹽霧試驗箱
普通鹽霧試驗方法(GB/T 10125):中性鹽霧試驗(NSS);乙酸鹽噴霧試驗(AASS);醋酸銅的加速鹽霧試驗。
關于試驗周期,國標建議2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、168h、240h、480h、720h、1000h。可以根據零件的使用條件和不同的安裝位置給出不同的要求。比如對于車身中上部,因為腐蝕的概率比較低,中性鹽霧試驗可以滿足240h小時以上無可見腐蝕的要求,而對于車身下部,一般要求中性鹽霧試驗可以滿足480h小時以上無可見腐蝕的要求。
測試結果的評估
1.被測產品的外觀或去除表面腐蝕產物后的外觀。通常以是否有可見的腐蝕缺陷作為合格的評價標準,屬于定性分析方法。這里需要注意的是,如果樣品是從成品上切割下來的,那么需要對切割邊緣進行保護或者適當降要求,因為保護層已經被破壞了。
2.腐蝕缺陷的數量和分布。通過計算腐蝕面積與總面積的比值來評估腐蝕程度。防護等級Rp表示涂層保護基底金屬免受腐蝕的能力,外觀等級Ra描述樣品的所有外觀,包括暴露造成的所有缺陷。詳見GB/T6461。
對斷環程度的主觀評價包括vs=較輕微,s=輕微,m=中度,x=嚴重。
3.沒有腐蝕的時間。對應外觀評價,表示腐蝕缺陷剛發生時的鹽霧試驗時間。
4.質量變化。通過比較試驗前后樣品的重量變化,可以計算出腐蝕損失的重量,從而評價耐腐蝕性能。
5.微觀形態的變化。
6.機械性能的變化。
測試的影響因素
1.PH值。PH值越低,酸性越強,腐蝕性越高。中性鹽霧試驗(NSS)要求pH值為6.5-7.2。
2.溫度和濕度。金屬腐蝕的臨界相對濕度約為70%,過高或過低都會影響鹽霧的腐蝕性能。對于中性鹽霧試驗,35℃的溫度是合適的。
3.溶液濃度。5%的濃度是合適的。當高于該值時,腐蝕速率可能降。