盐雾试验是检验金属零部件耐蚀性的重要手段,通常分为中性盐雾(NSS)试验、醋酸盐雾(ASS)试验、铜加速醋酸盐雾(CASS)试验、循环盐雾试验等几大类。
循环盐雾试验则是一种综合盐雾试验,它通过中性盐雾试验加恒定湿热条件,通过潮湿环境的渗透,使盐雾腐蚀不但发生在表面,也发生在产品内部 。循环盐雾腐蚀试验更能检验样品的真实腐蚀状态,也是盐雾试验中最为严格的一种,主要用于结构复杂和腐蚀严重的零部件,如排气管、车架、油管、雨刮臂等。
1、循环腐蚀试验原理
腐蚀一般分为两种,即化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属在干燥气体和非电解质溶液中发生化学变化而导致的腐蚀,这类腐蚀没有水介入;电化学腐蚀则是在有电解质和水的作用下发生的,反应时产生电流,形成电池。在电化学腐蚀中,电极电位低的金属为阳极,电极电位高的为阴极,阳极失去电子成为金属离子而进入电解液,形成阳极腐蚀,而阴极接受电子,把电子转移给电解质溶液中的介质离子,使得反应持续进行 。
循环盐雾试验由于温度和湿度不断变化,有时有水的介入,属于电化学腐蚀,有时没有水的介入,属于化学腐蚀。在试验中,盐雾微粒沉降附着在材料表面后,便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液,在一定的温湿度条件下,这种氯化物水溶液或离解后的氯离子,通过漆膜、镀层或其他材料的微孔而渗入到材料体系内部,从而引起金属基材的腐蚀。试验一般进行多个循环过程,模拟实际环境中的湿热、干热等极端气候情况,特别是在水分蒸发、盐沉积的试验阶段,干燥的样品表面上盐溶液浓度较高,会导致覆盖层表面腐蚀速率加快。除此之外,样品由湿变干的过程中由于其表面与氧气接触充分,也直接加速了腐蚀反应 。
2、常用的循环盐雾试验标准
2.1、国家标准 GB/T 24195( ( 等同采用 ISO 16151) )
GB/T 24195《金属和合金的腐蚀 酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验》标准中规定了 2 种方法:方法 A 只适用于金属及其合金,金属涂层(阴极涂层),阳极氧化涂层,金属材料上的有机涂层等,方法 B 主要适用于钢板上的阳极涂层,钢板上带有转化膜的阳极涂层等。
方法 A 的循环过程如图 1 所示,腐蚀过程分为酸性盐雾腐蚀、干燥保持和潮湿保持 3 个阶段,腐蚀溶液采用 5%的酸性氯化钠溶液,pH 控制在 3.5 ± 0.1。
方法 A 在试验中要求样件摆放角度与垂直方向成20° ± 5°,盐雾收集面积为 80 cm 2 ,连续喷雾 24 h 后盐雾沉降率应该在(1.5 ± 0.5) mL/h 范围内。试验周期根据零件的腐蚀程度而定,一般在3 ~ 180个周期内选取。
方法 B 的循环过程如图 2 所示,腐蚀过程同样分为酸性盐雾腐蚀、干燥保持、潮湿保持 3 个阶段,腐蚀溶液为混合酸化盐溶液,含有 NaCl、MgCl 2 、Na 2 SO 4 、CaCl 2 、KCl、NaHCO 3 、KBr、H 3 BO 3 、SrCl 2 和 NaF。pH 控制在 2.5 ± 0.1。
方法 B 的样件摆放角度及盐雾沉降率与方法 A 的要求相同,试验周期也根据零件的腐蚀程度而定,一般在 12 ~ 192 个周期内选取。
GB/T 24195 规定,试验完成后自然干燥 1 h,用清水洗净样件后进行评判。试验后外观不能有明显变化,腐蚀缺陷的数量和分布符合 GB/T 6461《金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级》(等同采用 ISO 10289)的规定,机械性能和电化学性能不能有变。