钝化处理对IF钢耐蚀性能的影响研究

谭勇　张久凌　于晓中

摘要：本文以汽车板IF钢作为研究对象，通过使用加速腐蚀试验、现场实物试验等方法，研究了化学钝化处理对IF钢耐蚀性的影响。研究结果表明：随着钝化时间、钝化温度、钝化液浓度的增加，IF钢的耐蚀时间不断增加，化学钝化后的磷化试验结果表明，化学钝化处理后对试样的后处理工序没有影响。

关键词：IF钢；化学钝化；耐蚀性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.194

0前言

IF钢，是无间隙原子钢的简称（Intersddal Free Steel），也就是超低碳钢中的一种。为了降低超低碳钢的间隙固溶原子含量，通常加入铬、锰等元素，与基体中的一系列非金属元素反应形成稳定的反应物。IF钢本身是一种附加值很高的钢种，由于IF钢具有屈服强度低、延伸率大、塑性应变比高等优良的机械性能，所以冲压性能非常优异，在家电制造业、运输工业、汽车制造业运用的非常广泛。目前，IF钢每年的需求量和产量处于稳步提升中，而且深冲热镀锌钢板、深冲镀锡钢板、深冲高强钢板、深冲高强烘烤硬化板等这些品种的出现，也极大地丰富了此类钢的产品线，促进产品向更高的质量发展㈣。

虽然IF钢有着很多的优点，但是由于其本身的碳含量极低，所以在后期的使用过程以及贮运过程当中，很容易出现腐蚀的现象，这样直接影响到了产品的质量。因此，就要求对该类产品采取一定防腐蚀的措施，避免其因为腐蚀而导致产品质量的下降。目前业界普遍采取的措施主要是在基体表面进行涂油处理或者是把IF钢的存储环境尽量保持干燥以及通风处理，通过这些手段来延缓基体的腐蚀。

在对钢铁材料进行防腐蚀处理的方法当中，采用化学方法进行处理是非常容易实现的手段，业内常用的酸洗钝化就是这种化学方法。对于IF钢这类比较容易发生锈蚀的钢种，采用化学钝化的方式进行处理是一种非常有效的手段。

本文主要通过进行电化学实验、加速腐蚀方法、空气挂片试验等方法，研究了化学钝化对IF钢耐蚀性能的影响。

1实验方法

1.1 IF钢的实验步骤

试样尺寸为481cm的规格。化学钝化处理过程的流程如下：碱洗处理两次水洗干燥化学钝化水洗空气干燥。

1.2性能测试

在成都产SDJ405F的交变湿热试验箱内进行交变湿热试验，按照国家标准GB/T2423A 93进行测试，即参数进行如下的设定：温度为25±3℃、相对湿度为45～75%，放入箱体中的试样温度稳定，在60分钟内将湿度升高到90%。

在上海生产的CH1660A电化学工作站进行电化学测量。其中，参比电极选用饱和甘汞电极（SCE），辅助电极采用大面积的铂电极。电化学测量采用三电极体系，以IF钢铁片作为研究电极。

2结果与讨论

2.1钝化时間与IF钢表面耐蚀性的关系

实验中采取的钝化时间分别为1秒、2秒、3秒，图1的曲线为分别在40℃到60℃之间，不同的钝化时间与IF钢表面耐蚀性的关系。从图1中观察到不同的钝化时间对于试样耐蚀性的影响。在不同的钝化温度，钝化时间为1秒时的试样耐蚀性最差，钝化时间为3秒时的试样耐蚀性最好，IF钢表面的耐腐蚀性能与化学钝化时间关系密切。通过图1可以推测出，随着化学钝化时间增加，在IF钢基体表面生成的钝化膜的量也在增加，与此同时钝化膜的致密性也在持续的增加，这样可以显著地提升试样的耐蚀性。

2.2钝化温度及浓度对试样耐蚀性的影响

图2为钝化液在钝化时间为3秒的条件下，钝化液在不同钝化温度时交变湿热实验结果。图3钝化液在钝化时间为3秒的条件下，在不同浓度下，不同钝化温度时大气挂片实验结果。

从图2中可以看出，虽然钝化液的浓度有所不同，但是随着钝化温度的逐渐升高，耐蚀时间都开始有了一个上升过程，温度低的时候上升速度缓慢。当钝化温度上升的时候，试样的耐蚀性也有了显著地提高。

3结论

通过对IF钢基体表面进行化学钝化，并且对钝化后的IF钢基体进行了湿热、电化学等分析。得到的结论为，IF钢基体的腐蚀性能受到了钝化的时间、溶液的浓度大小以及温度的影响。钝化液浓度为2%，钝化时间为3秒，温度为60℃。试样交变湿热试验可以达到56小时。化学钝化处理后对材料表面以及随后的工序完全没有影响。