馬廣強(qiáng)，毛曉軍，郭四洲，阮紅梅

（1.南車株洲電機(jī)有限公司，株洲 412001；2.中國電器科學(xué)研究院有限公司工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性國家重點(diǎn)實驗室，廣州 510663）

前言

電機(jī)生產(chǎn)制造過程中，機(jī)座鐵心、硅鋼片切口及加工零配件常因放置時間較長或保護(hù)不當(dāng)而易生銹，尤其是在梅雨季節(jié)更為嚴(yán)重。生銹后，除銹難、耗時長；硅鋼片一般堆疊放置，采用傳統(tǒng)方式防銹勞動強(qiáng)度大、存在死角，機(jī)座等大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜件也存在同樣問題；另外硅鋼片等材料后續(xù)還需要進(jìn)行表面涂漆等工藝，為保證油漆的效果，防銹劑應(yīng)具備如下性能要求[1,2]：

1）防銹防腐蝕要求：必須有良好的防銹性能，在電機(jī)的制造過程中，能有效地防止零配件生銹。

2）水置換性要求：根據(jù)我公司以往情況，在梅雨等潮濕季節(jié)工件銹蝕嚴(yán)重，因此對防銹劑的水置換性提出了很高的要求。當(dāng)帶有防銹劑的金屬表面上有水分時，防銹劑能將水從金屬表面排除而形成一層保護(hù)膜，能在高濕環(huán)境中有效保護(hù)工件不被腐蝕[3]。

3）工藝適應(yīng)性及可清潔性要求：考慮到后續(xù)的涂漆工藝，防銹劑在清洗后（能達(dá)到免清洗更好）必須保證不影響下道工序的實施，不對油漆的噴涂產(chǎn)生影響。

4）可操作性要求：目前公司防銹工藝有霧化噴涂和人工涂刷，為適應(yīng)工藝要求，防銹劑的使用應(yīng)可噴涂、可涂刷，或更簡便，以降低人工成本，提高工作效率。

5）通用性要求：能適用于不同產(chǎn)品、不同狀態(tài)下的防銹。

針對上述問題及要求，項目組經(jīng)過調(diào)研得知，目前氣相防銹方法較適合[4,5]。因此本文將通過防銹性能試驗（濕熱試驗）、防銹理化性能試驗、實際產(chǎn)品驗證試驗研究了可剝離塑膠氣霧劑（Y1）、氣相防銹粉（Y2）、快干型防銹油（F1）、氣相防銹劑（F2）四種氣相防銹劑對牽引電機(jī)產(chǎn)品材料的防銹效果。為牽引電機(jī)產(chǎn)品工序過程中的防銹尋找出合適的氣相防銹劑。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

根據(jù)實際情況，試驗采用尺寸規(guī)格為120mm×50mm×0.5mm的牽引電機(jī)用硅鋼片，并用特殊拋光技術(shù)進(jìn)行表面拋光處理（去除涂層），模擬切口狀態(tài)。各試驗樣片具體處理要求如下：

1）防銹性能試驗試片

取硅鋼片試片15片，在左上角打鋼印編號（1-15號）。將其按表1方式分組并處理，防銹劑的用量及使用方式按照廠家要求執(zhí)行。

2）防銹理化性能試片

表1 防銹性能實驗試樣編號

表2 理化性能實驗試件編號

取硅鋼片試片20片，在左下角打鋼印編號（1-20號），將其按表2分組并處理，其中編號為1-4號試件先不進(jìn)行拋光處理，5-20號試件表面拋光處理。防銹劑的用量及使用方式按 照要求執(zhí)行。

1.2 實驗方法

目前，對氣相防銹材料防銹性能的評價主要依據(jù)試驗室加速試驗，如靜態(tài)（動態(tài)）氣相緩蝕能力試驗、濕熱試驗等[6]。為達(dá)到對防銹劑的特殊要求，項目組將從以下幾個角度著手對氣相防銹劑進(jìn)行驗證研究：

1）防銹性能試驗——研究氣相防銹劑的防銹防腐蝕性能和水置換性；

2）防銹理化性能試驗——研究氣相防銹劑的工藝適應(yīng)性及可洗性；

3）應(yīng)用驗證——驗證氣相防銹劑的實際效果。

1.2.1 防銹性能試驗

對于地處夏季濕熱的環(huán)境特點(diǎn)，零配件在工序間存放過程中并未經(jīng)歷海鹽粒子等較為苛刻的腐蝕環(huán)境。因此，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2423.3-2006《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Ca：恒定濕熱試驗方法》進(jìn)行濕熱試驗,步驟如下：

1）將表1中的5組試件放入濕熱加速爐進(jìn)行濕熱試驗，試驗條件：溫度：40℃，濕度：98%；

2）定期對硅鋼片試件生銹情況進(jìn)行對比記錄；

3）記錄各組開始生銹時間；若均無生銹現(xiàn)象，則繼續(xù)進(jìn)行試驗，直至出現(xiàn)銹蝕為止；

4）比較各組銹蝕程度，判定其防銹性能。

1.2.2 防銹理化性能試驗

為使防銹成分充分揮發(fā)，使得其在產(chǎn)品表面形成保護(hù)膜，同時模擬實際生產(chǎn)中平均存放時間，將表2中的試件在現(xiàn)場環(huán)境下放置10天。將1-20號試件按照表2中備注要求分別進(jìn)行處理后，依照噴涂工藝的相關(guān)要求對各試樣依次噴涂環(huán)氧云母底漆（RAL3012）、面漆RAL7022，待漆膜完全穩(wěn)定后，再對其進(jìn)行漆膜厚度及漆膜附著力檢測。

2 結(jié)果與討論

2.1 四種氣相防銹劑對牽引電機(jī)硅鋼片的防銹性能

圖1顯示了濕熱試驗前各組試件的表面形貌，其中A組在試驗開始10小時出現(xiàn)銹點(diǎn)。

圖2顯示了濕熱試驗進(jìn)行48h后的各組試件的表面形貌，與圖1 濕熱試驗前的表面形貌相比，明顯可以看出A組出現(xiàn)變色，B組 表面的防銹膜出現(xiàn)龜裂，C組氣相表面出現(xiàn)大量的白色點(diǎn)，這可能是因為實驗過程B組并非完全密封，會有水汽進(jìn)入，水汽使得氣相防銹粉凝結(jié)。D組和E組均未發(fā)生明顯的變化。

圖1 濕熱試驗前的各組試件的表面形貌

圖2 濕熱試驗進(jìn)行48h后的各組試件的表面形貌

圖3 濕熱試驗進(jìn)行15d各組試件的表面形貌

隨著濕熱試驗時間的延長，五組試樣各自表現(xiàn)出來的差異更加明顯，濕熱試驗進(jìn)行104h（4d左右）后，A組出現(xiàn)明顯的銹蝕點(diǎn)，B組防銹膜顏色加深，變成棕褐色，C組由原來的大量小白點(diǎn)，轉(zhuǎn)變成大區(qū)域的白色，可能是隨著濕熱試驗進(jìn)行的時間延長，試驗接觸的水汽越大，表面氣相防銹粉吸潮更嚴(yán)重引起的。D組出現(xiàn)輕微變色，無其他明顯變化，E組仍未出現(xiàn)明顯的變化。

濕熱試驗進(jìn)行15d后，各組試樣表面形貌如圖3所示。A組試樣表面出現(xiàn)大量的銹蝕點(diǎn)，B組防銹膜顏色未發(fā)生明顯變化，去除防銹膜后發(fā)現(xiàn)硅鋼片未出現(xiàn)銹跡，C組氣相防銹粉吸潮現(xiàn)象更加嚴(yán)重。D組出現(xiàn)少量銹蝕點(diǎn)，這可能與試驗前處理防銹油涂抹不均勻，出現(xiàn)部分漏涂點(diǎn)有關(guān)，E組出現(xiàn)輕微的變色，這可能是因為實驗過程E組并非完全密封，會有水汽進(jìn)入，隨著濕熱試驗進(jìn)行的時間延長，水汽聚集越多 成為明水，明水使得E組試樣表面氣相防銹劑膜變色。

表3 濕熱試驗結(jié)果及分析

將五組不同處理方式下的硅鋼片進(jìn)行濕熱試驗15天，結(jié)果表明不同的氣相防銹劑的防銹效果不同，防銹機(jī)理也各不相同，現(xiàn)將五組試樣的濕熱試驗結(jié)果及分析總結(jié)表3所示。

試件在無任何防銹措施的情況下，很快出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。根據(jù)以上試驗數(shù)據(jù)，僅從防銹性能比較，從高到低依次為Y1/F2 、F1、Y2，其中Y1因可操作性差，不建議使用；Y2不可長時間與明水接觸，適用于短期防銹的產(chǎn)品；F1適用于中期防銹的產(chǎn)品，在涂刷時應(yīng)注意涂抹均勻，不可漏涂；而F2配合密封袋的使用，適用于長期防銹的產(chǎn)品。

2.2 四種氣相防銹劑對牽引電機(jī)硅鋼片的防銹理化性能

根據(jù)防銹理化性能試驗要求對各組試樣進(jìn)行處理后，取各組中未清洗試件（No3、7、11、15、19）進(jìn)行漆膜附著力測試，測試后試樣表明形貌如圖4所示。

漆膜附著力測試結(jié)果如表4所示。按國標(biāo)GB/T 9286-1988相關(guān)規(guī)定，漆膜附著力在前三級的為合格。C、D、E組試件通過相應(yīng)的防銹處理后，均在現(xiàn)場環(huán)境放置超過10天，且表面帶有部分異物未清洗，但直接做漆膜測試，結(jié)果均合格。依據(jù)此結(jié)果，各組中防銹后經(jīng)過清洗干凈的試件不需再進(jìn)行理化試驗，從該驗 證試驗可知，C、D、E組試件經(jīng)過相應(yīng)的氣相防銹后，無論是否清洗，對產(chǎn)品后續(xù)工序的漆膜厚度、附著力無影響。

圖4 附著力檢測

表4 附著力測試結(jié)果

說明：A組為新試件，直接涂漆后，漆膜附著力最好。B組中防銹后未清洗試件幾乎無漆膜附著力（B組氣霧劑需要撕掉涂層，試驗過程中，涂層難以完整撕掉，有較多殘留影響油漆效果）；C、D、E組中防銹后未清洗試件，直接涂漆后，漆膜附著力均在前三級（0、1、2）。

2.3 氣相防銹劑F2對牽引電機(jī)制造過程中易生銹工序的防銹效果

通過前面兩項試驗，可以發(fā)現(xiàn)氣相防銹劑F2對牽引電機(jī)產(chǎn)品材料有著較好的防銹效果，為了進(jìn)一步驗證其對實際產(chǎn)品防銹性能，我們對現(xiàn)場工序進(jìn)行梳理，有針對性的對易生銹工序進(jìn)行研究驗證，從而尋找出合適的防銹劑產(chǎn)品，完善我公司的防銹方案。

電機(jī)硅鋼片原材料切口等部位容易銹蝕。我公司自制件及外購成品均未作相關(guān)防護(hù)，導(dǎo)致部分產(chǎn)品成批生銹報廢，給公司造成了不必要的損失。如今在硅鋼片防塵包裝的基礎(chǔ)上添加氣相防銹劑（F2）對其進(jìn)行防銹，可以很好的解決問題。

工裝、模具長期不使用時表面漆破損處或不能油漆的地方常會發(fā)生銹蝕，影響使用效果，因此需采取相應(yīng)的防護(hù)措施。傳統(tǒng)黃油防銹，勞動強(qiáng)度大，且再次使用時需清洗。現(xiàn)采用普通防水防塵塑料袋包裝并放置氣相防銹劑（F2），效果顯著。

我公司廠區(qū)環(huán)境特點(diǎn)主要為夏季濕熱，對于梅雨季節(jié)或需較長時間防銹的電機(jī)大型配件及成品，傳統(tǒng)的防銹劑方法遠(yuǎn)不能滿足要求，現(xiàn)用普通防水防塵塑料袋密封并放置氣相防銹劑（F2），防銹期超過200多天，效果顯著。

3 結(jié)論

本文采用防銹性能試驗、防銹理化性能試驗對四種防銹劑的防銹效果進(jìn)行相關(guān)測試，并對氣相防銹劑F2在電機(jī)產(chǎn)品實際應(yīng)用中的防銹效果進(jìn)行了驗證，得出如下結(jié)論：

1）氣相防銹劑（F2）的防銹效果最好，配合密封袋的使用，操作方便，無需清洗表面殘留防銹劑，理化性能滿足要求，在高濕環(huán)境下防銹效果尤為突出，適用于防銹要求在半年以上的長期防銹產(chǎn)品。

2）快干防銹油（F1）的防銹效果次之，防銹后也可不清洗，理化性能滿足要求，但在涂刷時應(yīng)注意涂抹均勻，不可漏涂，適用于中短期防銹的產(chǎn)品（3個月以內(nèi)）。

3）氣相防銹粉(Y2)的防銹效果最短，配合密封袋的使用，操作方便，無需清洗表面殘留防銹劑，理化性能滿足要求，但由于粉劑不可長時間與明水接觸，因此，適用于短期防銹的產(chǎn)品（如防銹期低于30天以內(nèi)）。

4）可剝離塑膠氣霧劑（Y1）雖然防銹效果好，但因理化性能差，且防銹后操作不便，不建議使用。

[1] 薛衛(wèi)國, 徐寧．我國防銹油的現(xiàn)狀[J]．潤滑油與燃料, 2006, 16(2):11-14．

[2] 李晶,郭開智,雷永豪．淺析金屬零件的銹蝕與防銹[J]．科技向?qū)?2011,(03):170-172．

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