鄧建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲時代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

【經(jīng)驗交流】

鍍鋅層精磨后腐蝕問題研究

鄧建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲時代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

從精磨液種類和產(chǎn)品結構方面入手，對鍍鋅層局部精磨后在庫存7 ～ 30 d后出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象進行原因分析。通過選擇合適的精磨液、改善后續(xù)包裝、調整鍍鋅工藝流程等手段，有效解決了鍍鋅產(chǎn)品局部精磨后的腐蝕問題。

鍍鋅；腐蝕；精磨；庫存

First-author’s address:Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd., Zhuzhou 412000, China

鍍鋅層防腐應用廣泛，但部分產(chǎn)品鍍鋅后需進行局部精磨至露出金屬基材，以保證產(chǎn)品尺寸的高精度要求，主要工藝流程為：鍍鋅→精磨→自然干燥或吹干→精磨面涂刷防銹油→包裝入庫。精磨產(chǎn)品在儲存過程中常出現(xiàn)鋅層腐蝕現(xiàn)象，如鈍化膜色澤改變(見圖1a)。多數(shù)產(chǎn)品精磨后需庫存一段時間(一般7 ～ 30 d)才出現(xiàn)明顯的腐蝕，主要為精磨邊緣界處和局部小片狀腐蝕(見圖1b)。

圖1 精磨鍍鋅層的腐蝕現(xiàn)象Figure 1 Corrosion of zinc coating after fine grinding編者注：圖1原為彩色，請見C1頁。

1 原因分析

鋅層為陽極犧牲保護型鍍層，在酸、堿性溶液或潮濕氣氛中容易發(fā)生腐蝕[1]，如鈍化膜變色和鋅層溶解。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鍍鋅產(chǎn)品精磨后即出現(xiàn)明顯的變色；在相同庫存條件下，未精磨產(chǎn)品不發(fā)生腐蝕，而精磨產(chǎn)品則出現(xiàn)明顯的鋅層腐蝕。由此可推斷，鋅層腐蝕與精磨有關，因此本文主要從精磨方面進行分析。

1. 1 精磨液的影響

鍍鋅工件在精磨后并不清洗，而是在自然干燥或吹干后直接進入下道工序，這就不可避免地會有精磨液殘留于表面。精磨液主要由緩蝕劑和表面活性劑組成，具有一定的吸濕作用，灰塵和鐵屑附著處容易出現(xiàn)濃差電池腐蝕[2]，所以在鋅層覆蓋區(qū)域會出現(xiàn)點狀腐蝕。另外，精磨液的酸堿性不同，對鋅層的腐蝕也會有很大差別。

1. 2 精磨對產(chǎn)品結構的影響

腐蝕均從精磨邊緣迅速開始，可能是精磨邊緣微孔藏液并形成電化學腐蝕所引起的，具體原因如下：

(1) 產(chǎn)品精磨后外套鋅層面積小、裸露區(qū)域(精磨除去鋅層的區(qū)域)面積大，在潮濕環(huán)境中容易形成大陰極、小陽極的電化學腐蝕[2]。

(2) 精磨邊界處可能存在鋅層和鐵件的磨傷微裂紋和微孔，裂紋和微孔內溶液難以干燥，在庫存時導致產(chǎn)品邊緣腐蝕。

1. 3 庫存包裝的影響

鋅層腐蝕需要氧和水，如庫存所在地較潮濕，鋅層破損處可能出現(xiàn)腐蝕。

2 工藝改進

(1) 更換精磨液，降低精磨液對鋅層的腐蝕作用。

(2) 改進包裝，確保產(chǎn)品處于干燥狀態(tài)和防腐氣氛中，以防止產(chǎn)品腐蝕。

(3) 改善工藝，由“鍍鋅后精磨”改為“精磨后局部鍍鋅”，既確保了精磨部位的尺寸精度，又避免了精磨液對鋅層的腐蝕。

2. 1 更換精磨液

選取3種精磨液進行試驗，結果見表1和圖2。從中可以看出，圖2a樣板腐蝕明顯，該樣板浸泡在M3010中的鋅層100%發(fā)生腐蝕；圖2b樣板在Q101A中浸泡30 d，僅在液體界面處出現(xiàn)輕微腐蝕；圖2c中樣板在SF-D185中浸泡30 d后仍無明顯腐蝕?？梢娚蜿柗冷P為鍍鋅產(chǎn)品特別開發(fā)的SF-D185型切削液最適用于鍍鋅產(chǎn)品局部切削和精磨加工，該切削液可以在保證切削效果的同時對鋅層和鋼鐵基體起到良好的防護作用。

圖2 鋅層在不同精磨液中浸泡1個月后的照片F(xiàn)igure 2 Photos of zinc coating after immersion in different fine-grinding solution for a month

2. 2 改善包裝

氣相防銹紙和氣相防銹袋本身含有氣相緩蝕劑，能夠緩慢、持久地散發(fā)出具有防銹效果的氣體(如亞硝酸二環(huán)己胺、苯并三唑)，這些氣體吸附在裸露金屬表面可形成保護層，從而阻止了氧氣和濕氣對金屬的腐蝕。因此，采用氣相防銹紙或防銹袋密封包裝鍍鋅產(chǎn)品可以保證儲存環(huán)境干燥，并且提供氣相防腐。

2. 3 改善工藝流程

將產(chǎn)品工藝由“鍍鋅后精磨”改為“精磨后鍍鋅，精磨面不鍍鋅”，既徹底消除了精磨液對鋅層的影響，又避免了精磨操作對鋅層的損傷，產(chǎn)品鍍鋅后外觀良好(見圖3)。但局部鍍鋅對鍍鋅工藝的要求較高，注意事項如下：

(1) 電鍍專用封閉膠具有給基體提供絕緣保護，與金屬基體之間的粘附性不強，電鍍后易剝離的優(yōu)點。因此鍍鋅前可用電鍍專用封閉膠對不需鍍鋅的部位進行封閉絕緣處理，并確保局部封閉完好。

(2) 在各工序操作過程中應避免損傷封閉膠層。

(3) 不需鍍鋅部位有非導體物質(橡膠、塑料等)隔離的，可不需進行封閉絕緣處理，但需避免鍍鋅后生銹，鈍化后應馬上吹水干燥并涂刷具有排水性能的防銹油。

實際生產(chǎn)中采取以上措施后，鍍鋅后精磨工件(剝離除去非鍍鋅區(qū)域封閉膠后涂油)庫存22個月無異常，如圖3所示。

圖3 精磨后局部鍍鋅產(chǎn)品照片F(xiàn)igure 3 Photo of the product partially plated with zinc coatings after fine grinding

3 結語

鍍鋅工件局部精磨后出現(xiàn)鋅層腐蝕的主要原因可能是切削液對鋅層具有腐蝕作用和吸濕保濕作用。

不同切削液對鋅層的影響不同，選用對鋅層和鋼鐵基體均具有防腐性能的切削液對鍍鋅工件進行精磨或切削加工可有效避免庫存時鋅層腐蝕。

采用“精磨后局部鍍鋅”的工藝可有效消除精磨對鋅層的不良影響。

[1] 張允誠, 胡如南, 向榮. 電鍍手冊[M]. 3版. 北京： 國防工業(yè)出版社, 2007： 148.

[3] 中國腐蝕與防護學會. 腐蝕與防護全書——金屬的局部腐蝕： 點腐蝕?縫隙腐蝕?晶間腐蝕?成分選擇性腐蝕[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社, 1994： 139-140.

[2] 曹楚南. 腐蝕電化學原理[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社, 1985： 102-110.

[ 編輯：周新莉 ]

Study on corrosion problem of zinc coating after fine grinding

DENG Arain*, PENG Tuo, ZHOU Tong-li, WANG Lin, LI Bin

The reasons of corrosion for partially fine-ground zinc coating after storing for 7-30 days were analyzed from the aspects of grinding solution and product structure. The corrosion problem of zinc-plated product after partially fine grinding was effectively solved through selecting suitable grinding solution, improving subsequent package, and modifying zinc plating process flow.

zinc plating; corrosion; fine grinding; storage

TQ153.15

A

1004 - 227X (2015) 16 - 0925 - 03

2015-03-23

2015-06-25

鄧建青（1984-），男，江西新余人，工藝師，主要從事表面處理方面的研究工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) djq9898@126.com。