镀锌层精磨后腐蚀问题研究

邓建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

【经验交流】

镀锌层精磨后腐蚀问题研究

邓建青*，彭拓，周同理，王林，李斌

（株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

从精磨液种类和产品结构方面入手，对镀锌层局部精磨后在库存7 ～ 30 d后出现的腐蚀现象进行原因分析。通过选择合适的精磨液、改善后续包装、调整镀锌工艺流程等手段，有效解决了镀锌产品局部精磨后的腐蚀问题。

镀锌；腐蚀；精磨；库存

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

镀锌层防腐应用广泛，但部分产品镀锌后需进行局部精磨至露出金属基材，以保证产品尺寸的高精度要求，主要工艺流程为：镀锌→精磨→自然干燥或吹干→精磨面涂刷防锈油→包装入库。精磨产品在储存过程中常出现锌层腐蚀现象，如钝化膜色泽改变(见图1a)。多数产品精磨后需库存一段时间(一般7 ～ 30 d)才出现明显的腐蚀，主要为精磨边缘界处和局部小片状腐蚀(见图1b)。

图1 精磨镀锌层的腐蚀现象Figure 1 Corrosion of zinc coating after fine grinding编者注：图1原为彩色，请见C1页。

1 原因分析

锌层为阳极牺牲保护型镀层，在酸、碱性溶液或潮湿气氛中容易发生腐蚀[1]，如钝化膜变色和锌层溶解。

生产中发现，镀锌产品精磨后即出现明显的变色；在相同库存条件下，未精磨产品不发生腐蚀，而精磨产品则出现明显的锌层腐蚀。由此可推断，锌层腐蚀与精磨有关，因此本文主要从精磨方面进行分析。

1. 1 精磨液的影响

镀锌工件在精磨后并不清洗，而是在自然干燥或吹干后直接进入下道工序，这就不可避免地会有精磨液残留于表面。精磨液主要由缓蚀剂和表面活性剂组成，具有一定的吸湿作用，灰尘和铁屑附着处容易出现浓差电池腐蚀[2]，所以在锌层覆盖区域会出现点状腐蚀。另外，精磨液的酸碱性不同，对锌层的腐蚀也会有很大差别。

1. 2 精磨对产品结构的影响

腐蚀均从精磨边缘迅速开始，可能是精磨边缘微孔藏液并形成电化学腐蚀所引起的，具体原因如下：

(1) 产品精磨后外套锌层面积小、裸露区域(精磨除去锌层的区域)面积大，在潮湿环境中容易形成大阴极、小阳极的电化学腐蚀[2]。

(2) 精磨边界处可能存在锌层和铁件的磨伤微裂纹和微孔，裂纹和微孔内溶液难以干燥，在库存时导致产品边缘腐蚀。

1. 3 库存包装的影响

锌层腐蚀需要氧和水，如库存所在地较潮湿，锌层破损处可能出现腐蚀。

2 工艺改进

(1) 更换精磨液，降低精磨液对锌层的腐蚀作用。

(2) 改进包装，确保产品处于干燥状态和防腐气氛中，以防止产品腐蚀。

(3) 改善工艺，由“镀锌后精磨”改为“精磨后局部镀锌”，既确保了精磨部位的尺寸精度，又避免了精磨液对锌层的腐蚀。

2. 1 更换精磨液

选取3种精磨液进行试验，结果见表1和图2。从中可以看出，图2a样板腐蚀明显，该样板浸泡在M3010中的锌层100%发生腐蚀；图2b样板在Q101A中浸泡30 d，仅在液体界面处出现轻微腐蚀；图2c中样板在SF-D185中浸泡30 d后仍无明显腐蚀。可见沈阳防锈为镀锌产品特别开发的SF-D185型切削液最适用于镀锌产品局部切削和精磨加工，该切削液可以在保证切削效果的同时对锌层和钢铁基体起到良好的防护作用。

图2 锌层在不同精磨液中浸泡1个月后的照片Figure 2 Photos of zinc coating after immersion in different fine-grinding solution for a month

2. 2 改善包装

气相防锈纸和气相防锈袋本身含有气相缓蚀剂，能够缓慢、持久地散发出具有防锈效果的气体(如亚硝酸二环己胺、苯并三唑)，这些气体吸附在裸露金属表面可形成保护层，从而阻止了氧气和湿气对金属的腐蚀。因此，采用气相防锈纸或防锈袋密封包装镀锌产品可以保证储存环境干燥，并且提供气相防腐。

2. 3 改善工艺流程

将产品工艺由“镀锌后精磨”改为“精磨后镀锌，精磨面不镀锌”，既彻底消除了精磨液对锌层的影响，又避免了精磨操作对锌层的损伤，产品镀锌后外观良好(见图3)。但局部镀锌对镀锌工艺的要求较高，注意事项如下：

(1) 电镀专用封闭胶具有给基体提供绝缘保护，与金属基体之间的粘附性不强，电镀后易剥离的优点。因此镀锌前可用电镀专用封闭胶对不需镀锌的部位进行封闭绝缘处理，并确保局部封闭完好。

(2) 在各工序操作过程中应避免损伤封闭胶层。

(3) 不需镀锌部位有非导体物质(橡胶、塑料等)隔离的，可不需进行封闭绝缘处理，但需避免镀锌后生锈，钝化后应马上吹水干燥并涂刷具有排水性能的防锈油。

实际生产中采取以上措施后，镀锌后精磨工件(剥离除去非镀锌区域封闭胶后涂油)库存22个月无异常，如图3所示。

图3 精磨后局部镀锌产品照片Figure 3 Photo of the product partially plated with zinc coatings after fine grinding

3 结语

镀锌工件局部精磨后出现锌层腐蚀的主要原因可能是切削液对锌层具有腐蚀作用和吸湿保湿作用。

不同切削液对锌层的影响不同，选用对锌层和钢铁基体均具有防腐性能的切削液对镀锌工件进行精磨或切削加工可有效避免库存时锌层腐蚀。

采用“精磨后局部镀锌”的工艺可有效消除精磨对锌层的不良影响。

[1] 张允诚, 胡如南, 向荣. 电镀手册[M]. 3版. 北京： 国防工业出版社, 2007： 148.

[3] 中国腐蚀与防护学会. 腐蚀与防护全书——金属的局部腐蚀： 点腐蚀•缝隙腐蚀•晶间腐蚀•成分选择性腐蚀[M]. 北京： 化学工业出版社, 1994： 139-140.

[2] 曹楚南. 腐蚀电化学原理[M]. 北京： 化学工业出版社, 1985： 102-110.

[ 编辑：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

邓建青（1984-），男，江西新余人，工艺师，主要从事表面处理方面的研究工作。

作者联系方式：(E-mail) djq9898@126.com。