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 MTCMTCMTCMTC 1 1 1 1 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 MTCMTCMTCMTC 2 2 2 2 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 MTCMTCMTCMTC 3 3 3 3 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 MTCMTCMTCMTC 4 4 4 4 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、离子镀等蒸发镀、溅射镀、离子镀等 真空法 喷涂、电泳喷涂、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 MTCMTCMTCMTC 5 5 5 5 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510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 防护装饰防护装饰 性镀层性镀层 功能性电功能性电 镀镀 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 MTCMTCMTCMTC 6 6 6 6 机械处理：喷丸、喷砂、机械抛光、抛光。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。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。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。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 MTCMTCMTCMTC 7 7 7 7 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）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。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 MTCMTCMTCMTC 8 8 8 8 钝化目的：提高镀锌零部件的抗蚀性和装饰性钝化目的：提高镀锌零部件的抗蚀性和装饰性 钝化膜成分：铬酸盐钝化膜成分：铬酸盐 钝化颜色：白色、彩虹色、军绿色、黑色钝化颜色：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 MTCMTCMTCMTC 9 9 9 9 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 24190220Rm max1800 181902201450Rm max1850 81902201050Rm max1450 - 无要求Rm max1050 时间，h温度，最大抗拉强度Rm max Mpa 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 MTCMTCMTCMTC 10101010 Fe/EpZn8C 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 较差较差 一般一般 良良 优优 成形性成形性 优优良良一般一般合金化热镀锌板合金化热镀锌板 较差较差较差较差 优优热镀锌板热镀锌板 良良优优良良电镀锌合金板电镀锌合金板 一般一般一般一般较差较差电镀锌板电镀锌板 涂漆性涂漆性焊接性焊接性 耐蚀性耐蚀性镀锌方式镀锌方式 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 MTCMTCMTCMTC 11111111 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 优异的防腐性能优异的防腐性能 耐高温强耐高温强 无氢脆现象；无氢脆现象； 对油漆的附着力强；对油漆的附着力强； 生产生产工艺全程闭路循环，工艺全程闭路循环，对环境无对环境无污染污染。 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 MTCMTCMTCMTC 12121212 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，具有铁磁性镍为一种略带微黄的金属，具有铁磁性 纯金属铬纯金属铬(Cr)(Cr)(Cr)(Cr)的单质呈银白色，硬度高的单质呈银白色，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 MTCMTCMTCMTC 13131313 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 MTCMTCMTCMTC 14141414 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 MTCMTCMTCMTC 15151515 涂层腐蚀等级定义 720hFS8 480h 重点外部区域 FS7 360h 外部区域 腐蚀严重的工作环境 FS6 240h 外部区域腐蚀较严重的工作环境 FS5 144hFS4 96h 内部区域、 依稀可见外部区域 腐蚀中等的工作环境 FS3 48hFS2 24h 内部区域腐蚀轻微的工作环境 FS1 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 MTCMTCMTCMTC 16161616 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 MTCMTCMTCMTC 17171717 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。 无起泡； 附着力01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； 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 MTCMTCMTCMTC 18181818 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 MTCMTCMTCMTC 19191919 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、要 求方可判定合格；对于不可见镀锌零件，满足要求即可。 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 MTCMTCMTCMTC 20202020 镀铜镍铬性能要求 镀层表示方法 Fe/EpCu20Ni20Cr0.5b 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 MTCMTCMTCMTC 21212121 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 MTCMTCMTCMTC 22222222 PL/EpCu25Ni15b(或s、d)Crr(或mp、mc) 2 PL/Ep