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镀层的耐蚀性能试验

镀层面耐蚀性测定方法有户外曝晒腐蚀试验和人工加速腐蚀试验。户外曝晒试验对鉴定户外使用的镀层性能和电镀工艺特别有用，其试验结果通常可作为制定厚度标准的依据。人工加速腐蚀试验主要是为了快速鉴定电镀层的质量。但任何一种加速腐蚀试验都无法表征和代替镀层的实际腐蚀环境和腐蚀状态，试验结果只能提供相对性。

一、不同环境的腐蚀条件

一般产品的使用环境大致分为室内环境、室外环境和海洋气候环境三种。．

(1)室内环境。空气中侵蚀金属的主要因素大多数是氧气。但是当空气中有一定的相对湿度(即所谓临界湿度)时才会发生重要的实际腐蚀作用。一般临界湿度约在60％～70％之间，超过临界湿度越大，则腐蚀作用越大。

在居住和工作房间中夏季的相对湿度高，因而腐蚀作用比冬天大。在山区和海洋地区，室内的相对湿度大多比平坦的内地高，腐蚀作用相对大。如果空气中不存在特别侵蚀的成分，那么腐蚀的量一般来说就比较小。因此，腐蚀作用会由于尘埃的增加，空气中的气态杂质，特别是二氧化硫、酸雾(由燃烧气体产生)、含硫有机化合物(厨房和餐室中)、氨气(主要是厕所，木工场)等含量增加而加剧。

更严重的腐蚀可能是由于制件和各种物体相接触而产生。如接触汗水、木材(有机酸或浸渍剂)，纸张(酸、碱、氯和硫化物)等。

(2)室外环境。在室外环境中腐蚀影响的情况基本上同室内环境相似，它们的主要差别是室外环境大多数情况会有更多的杂质和大气尘埃。

雨水一方面润湿金属，促进零件腐蚀；另一方面，它也可能加速对腐蚀成分的冲洗，从而减轻材料的腐蚀。

室外环境中主要腐蚀因素起源于烟道气，这些气体使空气中硫化物的含量加大，特别是二氧化硫、硫酸和硫酸铵。因此，大气腐蚀一般是工业区大于市区，而市区又大于农村，在住宅区冬天空气中硫含量大都显著高于夏天。

(3)海洋气候环境。在海岸上，大都有高的相对湿度(80％以上)和高的盐含量，这促使腐蚀作用增强。但腐蚀危险地带沿海岸只有几公里宽，并且在这区域的内部也有显著的差别。如果物体直接受到海水区域的细水雾粒作用，则还会加速腐蚀作用。

如放置在船舶甲板上的物体，受到直接海水飞溅，就会产生严重的腐蚀。在这种情况下将使腐蚀作用增高到和最严重的工业区大气腐蚀相同。

二、各种镀层的腐蚀情况1．金属的平均腐蚀速度

各地区金属的平均腐蚀速度见表l0—3—1。

2．金属电镀层在不同环境下的腐蚀

(1)铅镀层。在室内环境中，铅镀层大多数是很稳定的。但在以下4种情况下可能形成显著

表10—3—1 各地区金属的平均腐蚀速度 (单位：μm／a)

的腐蚀：

①低脂肪酸(由木材和塑料产生)；②酚(出自沥青物质)；③冷凝水长期接触；④湿的碱陛物质。

在室外环境中，铅镀层厚度在10μm，对工业区空气已显示有良好的结果。铅镀层在海洋气候环境下是不稳定的。

(2)铬镀层。一般厚度在1μm以下的光亮镀层，只起到防止变暗的作用。厚度大于1μm时，镀层会有过早脱落现象，这是由于铬镀层的内应力和不充分的粘附所引起的。

装饰铬层(铜-镍-铬)如无孔，则可以完全保护下面的金属，并可以无限期地防止大气的各种影响。氯化氢(盐酸)气体和稀硫酸对铬镀层有腐蚀作用。

(3)镉镀层。在室内具有良好的防蚀能力，厚度在3μm以上一般均可以保持表面的美观色彩，它对轻度的冷凝水的侵蚀有充分的稳定性。但在严重冷凝水侵蚀下和室外环境中将发生显著的腐蚀，此时，镀层厚度应在12μm以上。

镉在腐蚀时因环境条件的不同，相对于钢而言，也可能是阳极性镀层，也可能是阴极性镀层。上述三种电镀层，由于铅、镉和铬对环境的污染，目前属于是逐渐被淘汰或被取代的电镀工艺。

(4)铜及铜合金镀层。不论在室内和室外环境中，该类镀层均易变暗，但比钢稳定，如果有孔隙，则易导致钢的锈蚀(阴极性镀层的特征)。故铜镀层很少单独用来防止大气腐蚀作用，一般用作中间层或打底镀层。

黄铜层在正常的室内环境中较不易变化，且使用较广。黄铜常应用于橡胶工业中，具有良好的接合性。但黄铜镀层在湿或污浊的室内环境中以及大多数室外环境中，也会迅速变暗。黄铜与硫化物作用后能进一步的防止腐蚀：Cu+S=CuS(黑色的保护膜)。

黄铜表面涂以透明有机覆盖层能保持金黄颜色。

(5)镍镀层。镍比钢稳定，但镍镀层有多孔性，因此，镍的厚度要在20μm以上，或镀镍前镀以一定厚度的铜镀层。为保持镍的光泽，往往在镍的表面镀以铬层。

(6)锌镀层。价廉，并且有良好的耐气候性。锌是阳极性镀层，有自腐蚀，以保护下层的钢基体金属的作用，所以锌镀层存在小孔在一定程度上可以说是无害的。

锌在常温冷凝水作用下会产生白点，损坏锌层表面的外观，从防锈观点而言一般是无关紧要的，但在极度冷却的冷凝水作用下锌层就可能短时间内完全被破坏。锌镀层不建议用快速腐蚀试验方法，一般测量其镀层的厚度也就可以了。为了加强对锌层的保护通常采用化学钝化或涂上一层保护涂层。

(7)锡镀层。在室内环境中锡镀层能保持它的光泽。它在室外环境中的耐蚀情况和铅镀层一样。

第一节静置户外曝晒腐蚀试验

把各种金属覆盖层、转化膜和其他无机覆盖层静置在户外曝晒场内的试样架上，进行自然大气条件下的腐蚀试验，定期观察及测定其腐蚀过程特征和腐蚀速度，并进行记录，这种方法称为静置户外曝晒腐蚀试验，又叫大气曝晒试验。其试验的一般规则详见国标GB-6464(等效采用国际标准IS04542)。其试验的目的在于：(1)获得保护覆盖层在自然大气环境中的耐腐蚀性能数据；(2)评价不同保护覆盖层在特殊大气类型条件下的耐腐蚀性能；

(3)比较在给定的试验室试验条件下和户外曝晒条件下的试验结果；(4)研究特殊保护覆盖层的腐蚀机理；(5)获得不同地区大气的腐蚀严酷性的资料；(6)说明零件的设计对抗腐蚀性能的影响。大气曝晒试验是正确判断保护覆盖层的耐蚀性能的一个重要方法，其试验结果通常作为制定金属覆盖层厚度标准的依据。

一、大气曝晒场的选择和要求

1．大气曝晒场的位置