汽车金属零部件表面处理与防护-预发布版

材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC1111汽车金属零部件表面处理与防护汽车金属零部件表面处理与防护汽车金属零部件表面处理与防护汽车金属零部件表面处理与防护宋先志2009-06-20材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC2222目录表面处理方式表面处理方式表面处理方式表面处理方式一常用表面处理工艺介绍常用表面处理工艺介绍常用表面处理工艺介绍常用表面处理工艺介绍二防腐系统解决方案防腐系统解决方案防腐系统解决方案防腐系统解决方案七防腐标准解读防腐标准解读防腐标准解读防腐标准解读三汽车厂商腐蚀担保案例汽车厂商腐蚀担保案例汽车厂商腐蚀担保案例汽车厂商腐蚀担保案例五典型腐蚀案例分析典型腐蚀案例分析典型腐蚀案例分析典型腐蚀案例分析八表面处理评价方法介绍表面处理评价方法介绍表面处理评价方法介绍表面处理评价方法介绍四表面处理方式成本对比表面处理方式成本对比表面处理方式成本对比表面处理方式成本对比六材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC3333表面处理的重要性随着汽车工业的迅速发展，人们对汽车抵御外界环境作用能力和汽车长期运行的可靠性、稳定性、耐腐蚀性以及汽车的外观提出了越来越高的要求。汽车损坏主要有事故损坏、磨损损坏、腐蚀损坏等三种形式，其中腐蚀损坏最为严重。汽车上所使用的材料主要以金属材料为主，金属材料普遍存在着腐蚀问题。腐蚀不仅破坏汽车的外观，还直接影响汽车的使用寿命，同时带来了环境的污染、事故的发生以及材料和能源的浪费。一、表面处理方式介绍材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC4444电镀和阳极氧化电镀和阳极氧化电镀和阳极氧化电镀和阳极氧化�电化学处理磷化、钝化、发黑等�化学处理热浸镀、热喷涂、热烫印、化学热处理等�热处理蒸发镀、溅射镀、离子镀等�真空法喷涂、电泳�涂装汽车常用的表面处理方式材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC5555特点：特点：特点：特点：又称耐蚀性电镀，要求零件本身具有良好的耐蚀性。占汽车电镀总面积的70%~80%。如镀锌、镀锌合金、镀铅等。特点特点特点特点::::汽车行业对防护装饰性镀层要求非常苛刻，要求电镀后外观亮泽，色调均匀协调，耐蚀性好，镀层要求5~10年不变色和不锈蚀。如镀铜、仿金、铜+镍+铬等特点：特点：特点：特点：功能性电镀与前两种电镀有所不同，主要是赋予基体材料以特殊的物理和化学性能，着重于镀层本身的特性。如铅锡合金、镀硬铬、镀锡等。防护性镀层防护性镀层防护性镀层防护性镀层防护装饰性镀层功能性电镀汽车零部件电镀按功能分为三类材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC6666�机械处理：喷丸、喷砂、机械抛光、抛光。。。�化学处理：化学除油、化学浸蚀、化学抛光。。。�电化学处理：电化学除油、电化学浸蚀。。。�超声波处理：超声波除油、超声波浸蚀。。。前处理二、常用表面处理工艺介绍材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC7777锌是银白色金属，易溶于酸，也溶于碱，为两性金属，在潮湿的空气中容易生成白色碱式碳酸锌（白绣）锌对钢铁件有一定的防护能力，而且成本较低，广泛应用于汽车上黑色金属的防护锌的硬度比较低，不适于镀在耐磨零部件上。二、常用表面处理工艺介绍—镀锌锌介绍镀锌种类镀锌电镀锌热镀锌粉末渗镀锌机械镀锌锌溶液高温锌液高温锌粉高温锌粉材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC8888钝化目的：提高镀锌零部件的抗蚀性和装饰性钝化膜成分：铬酸盐钝化颜色：白色、彩虹色、军绿色、黑色电镀锌工艺上夹具→前处理→水洗→镀锌→水洗→钝化→水洗→干燥钝化二、常用表面处理工艺介绍—镀锌材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC9999对于弹簧件和高强度件电镀锌后应消除氢脆，以防止使用过程中断裂。电镀锌注意事项-氢脆24190~220Rmmax＞180018190~2201450＜Rmmax≤18508190~2201050＜Rmmax≤1450-无要求Rmmax≤1050时间，h温度，℃最大抗拉强度RmmaxMpa 氢脆机理：延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。因此,氢脆通常表现为延迟断裂。二、常用表面处理工艺介绍—镀锌表1、镀锌后消除氢脆的条件（不含表面淬火工件）材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC10101010Fe/Ep·Zn8·C镀锌表示方法基体材料表面处理方式镀层成分镀层厚度钝化颜色不同镀锌性能比较较差一般良优成形性优良一般合金化热镀锌板较差较差优热镀锌板良优良电镀锌合金板一般一般较差电镀锌板涂漆性焊接性耐蚀性镀锌方式不同镀锌薄板性能比较二、常用表面处理工艺介绍—镀锌材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC11111111二、常用表面处理工艺介绍—达克罗外观为均匀的银白色，涂层中80%为锌、铝，其余是铬酸盐达克罗镀层介绍�优异的防腐性能�耐高温强�无氢脆现象；�对油漆的附着力强；�生产工艺全程闭路循环，对环境无污染。达克罗涂层特点工件除油→抛丸机进行表面清除氧化层处理→浸渍或喷涂达克罗溶液→烘烤→冷却→成品达克罗工艺材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC12121212二、常用表面处理工艺介绍—镀铜镍铬装夹→除油→水洗→粗化→水洗→活化→水洗→镀铜→水洗→镀镍→水洗→镀铬→水洗→干燥铜镍铬镀层介绍�纯铜颜色为玫瑰红且富有延展性�镍为一种略带微黄的金属，具有铁磁性�纯金属铬(Cr)(Cr)(Cr)(Cr)的单质呈银白色，硬度高铜镍铬镀层工艺介绍材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC13131313作用：赋予基体材料特殊的物理和化学性能功能性电镀介绍功能性电镀案例耐磨涂层:镀硬铬、Ni-P，Ni-SiC等自润滑涂层：Ni-MoS2、Ni-氟化石墨等导电涂层：铜、锡、银二、常用表面处理工艺介绍—功能性电镀材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC14141414三、防腐标准解读�腐蚀环境定义�涂层腐蚀区域划分外部区域：以车门、风窗---密封条为界，位于车身外部或某些开启零件内部。内部区域：以密封条为界，位于驾驶舱或行李舱内。腐蚀轻微的工作环境：干燥温和的内部区域。腐蚀中等的工作环境：雨水不直接接触的部位、离地面较高。腐蚀较严重环境：离地面较近、容易受到污泥和水等侵蚀。腐蚀严重的工作环境：经常受到风雨直接侵害、处于高温和高湿下工作。盐雾试验定义原则材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC15151515涂层腐蚀等级定义≥720hFS－8≥480h重点外部区域FS－7≥360h外部区域腐蚀严重的工作环境FS－6≥240h外部区域腐蚀较严重的工作环境FS－5≥144hFS－4≥96h内部区域、依稀可见外部区域腐蚀中等的工作环境FS－3≥48hFS－2≥24h内部区域腐蚀轻微的工作环境FS－1盐雾试验时间区域腐蚀环境耐盐雾等级代号材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC16161616油漆涂层性能要求材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC17171717⑴主要表面无基体腐蚀，缺陷部位如棱边、焊缝、尖端等腐蚀面积要求小于总缺陷面积的10％；对于一些总成零件中的单件或散件的“缺陷面积”，以单件或散件自身面积计算，不包含总成部件。⑵无起泡；⑶附着力0～1级（仅针对盐雾试验大于480h的油漆涂层），对于一些铸铁件等零件表面涂层，试验前后无法做漆膜附着力的，可以选择盐雾试验后“无起泡”项目代替；⑷需要划线的划线腐蚀小于等于2.5mm（单边）。油漆涂层盐雾试验评价标准材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC18181818镀锌性能要求镀锌钝化层颜色及耐腐蚀要求镀锌件镀层性能要求材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC19191919�镀锌件盐雾试验后判定标准（1）钝化层在规定的时间内无白锈（2）电镀层在规定的时间内无基体腐蚀注：对于有外观要求的件（内部可见区域或外部可见区域）要求满足⑴、⑵要求方可判定合格；对于不可见镀锌零件，满足⑵要求即可。�达克罗盐雾试验后判断标准无基体腐蚀镀锌件和达克罗件盐雾试验评价标准材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC20202020镀铜镍铬性能要求�镀层表示方法Fe/Ep·Cu20·Ni20·Cr0.5b示例材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC21212121�装饰性电镀层的使用条件号汽车内部人不经常接触零件，如座椅头枕支杆等一般环境2汽车外部零件或汽车内部人经常接触的零件，如装饰条、内开手柄等恶劣环境3对外观要求极高的汽车外部零件或者要求耐较高温度的零件，如标牌、散热器格栅等特别恶劣环境4事例使用环境恶劣程度使用条件号材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC22222222PL/Ep·Cu25Ni15b(或s、d)Crr(或mp、mc)2PL/Ep·Cu30Ni20dCr0.5mp(0.8mc)3PL/Ep·Cu30Ni20dCr0.5mp(0.8mc)4塑料基体（PL/）Fe/Ep·Ni20dCr0.52Fe/Ep·Ni35dCr0.53Fe/Ep·Ni35dCr0.5mp(mc)4Fe/Ep·Ni45dCr0.54Fe/Ep·Cu20Ni10bCr0.52Fe/Ep·Cu20Ni20dCr0.5mp(mc)3Fe/Ep·Cu15Ni25dCr0.53Fe/Ep·Cu20Ni25dCr0.5mp(mc)4Fe/Ep·Cu20Ni30dCr0.54钢铁基体（Fe/）分级号使用条件号基体材料�装饰性电镀层的使用条件号材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC23232323%要求外观等级评定时最低比保护等级降2级。≧8242≧8483≧8484塑料基体≧8322≧8483≧8484钢铁基体保护等级CASS试验时间/h耐腐蚀性使用条件号基体材料�装饰性电镀层的使用条件号材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC24242424�ＮＳＳ和CASS：零部件�循环腐蚀试验方法：底盘功能零部件和外观件�道路腐蚀试验方法：整车表面处理评价方法四、表面处理评价方法介绍材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC25252525中性盐雾试验（NSS）：温度：（35±2）℃，盐水浓度：5%PH值：6.5~7.2NSSCASS铜加速醋酸盐雾试验（CASS）：温度：（50±2）℃，盐雾浓度：5%PH值：3.1~3.3循环腐蚀试验汽车厂商循环腐蚀试验方法材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会材料技术委员会MTCMTCMTCMTC26262626在板上或零部件上打孔穿孔1金属损失严重腐蚀：金属损失2不能用的涂料完全腐蚀：大面积的生锈区域或非常大的红锈点3不可接受但不完全是处理品大部分腐蚀：大尺寸的红锈点