汽車板銹蝕一般是指用戶開始使用時發(fā)現(xiàn)的表面銹斑和銹點,其主要成分是 Fe2O3,為附著于鋼材表面的水與空氣中的氧發(fā)生原電池反應(yīng)生成的腐蝕產(chǎn)物。水滴及水蒸氣冷凝(納米級)都會致使鋼材發(fā)生銹蝕現(xiàn)象,而涂油是使鋼材隔絕水和空氣的一種低成本防腐蝕方法。若涂油前鋼板表面已存在部分水,則油膜的完整性會遭到破壞,從而減弱其防腐蝕能力。而涂油后若外界破壞因素較大,
如水浸等,也會破壞油膜的完整,建立起 Fe-水-空氣的通道,為銹蝕的發(fā)生創(chuàng)造有利條件,如圖1所示。
銹蝕形成時間與溫度、濕度等因素相關(guān),快則數(shù)小時后即有肉眼可見銹斑出現(xiàn),慢則數(shù)周。銹蝕(腐蝕)分為兩種: 均勻腐蝕與局部腐蝕。局部腐蝕表現(xiàn)為銹點、條帶狀和銹斑等(圖2) ,表明現(xiàn)有的防銹油對鋼板所具有的保護機制并未出現(xiàn)異常,而是因為某些原因造成了局部破壞。
分別對缺陷鋼板進行取樣,利用掃描電鏡作能譜分析。分析前使用超聲波對缺陷部位進行清洗以除去異物,保證缺陷的真實形態(tài)。由圖3和圖4可以看出,在點狀銹蝕和條帶狀
銹蝕區(qū)域,能譜顯示其成分以Fe、O為主,同時還有少量Mn、Si、Al、P、S等鋼板基體元素,表明銹蝕就是鐵的氧化物,鋼板在生產(chǎn)過程中已被氧化。
統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),冷軋板表面易出現(xiàn)銹蝕。基于銹蝕的原理,從影響冷軋板銹蝕的因素,如周邊環(huán)境、材料、涂油情況、生產(chǎn)工藝特點等4方面著重對其進行分析。對銹蝕鋼卷的生產(chǎn)時間進行匯總發(fā)現(xiàn),其生產(chǎn)日期集中在5～8月,屬于夏季、高溫高濕季節(jié)。但是從銹蝕發(fā)生規(guī)律來看,并無明顯規(guī)律,
且鋼種針對性強,因此可以認定夏季高溫高濕天氣并不是銹蝕產(chǎn)生的主要原因,但是會對其有一定影響。冷軋板表面在大氣環(huán)境中的銹蝕是一個電化學(xué)過程。根據(jù)腐蝕電化學(xué)基本原理,冷軋板表面耐腐蝕性與表面氧化物的狀態(tài)和電位有關(guān),氧化膜越完整,氧化物與基材的電位差越小,越不容易出現(xiàn)銹蝕。在冷軋板退火過程中,鋼中的Mn、Si等元素會向鋼板表面遷移,與環(huán)境中微量的氧化性氣體發(fā)生反應(yīng),于鐵素體晶界周圍形成顆粒狀氧化物。在隨后的冷卻過程中,鋼板接觸空氣時,其表面有顆粒氧化物的地方會形成一層薄薄的氧化鐵膜。因此,冷軋板表面Mn、Si 等元素富集的位置比較容易產(chǎn)生銹蝕。根據(jù)銹蝕發(fā)生情況來看,其主要集中在IF鋼,而IF鋼硅含量非常少,且錳含量相比高強鋼也少,因此可以排除材質(zhì)成分的影響。由于銹蝕主要發(fā)生于IF鋼,因此在排除材質(zhì)成分的前提下需進一步分析IF鋼的生產(chǎn)工藝特點。相比其他鋼種,IF鋼冷軋連退線無屈服平臺,平整工藝設(shè)計獨特以保證所需的板形和表面粗糙度。一般,平整機使用平整液進行濕平整。IF鋼生產(chǎn)時,
因平整延伸率較少,吹掃噴嘴設(shè)置數(shù)量和角度不合理,局部吹掃不徹底,造成鋼板邊部平整液殘留。此情況下,需使用壓縮空氣進行吹掃,而夏季空氣濕度較大,易造成吹掃后鋼板表面殘存一些水膜。這些水膜肉眼難以發(fā)現(xiàn),于是造就了銹蝕發(fā)生的條件。基于銹蝕發(fā)生原理,油膜被破壞或者涂油前鋼板表面帶水跡是銹蝕發(fā)生的原因。對銹蝕缺陷鋼卷進行抽檢測量,油膜的厚度均滿足要求,且生產(chǎn)過程和使用過程中未發(fā)現(xiàn)可能造成油膜被破壞的情況,
因此認為,油膜破壞造成的鋼板銹蝕可能性非常小。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及分析,平整液殘留吹掃不干凈,
以及吹掃所用壓縮空氣濕度較大,是導(dǎo)致鋼板在涂油前表面因水跡而產(chǎn)生銹蝕的主要原因。結(jié)合現(xiàn)場實際,主要采取以下控制措施:夏季增大產(chǎn)品涂油量,由單面常規(guī)800mg/m2調(diào)整為1000mg/m2
,可在一定程度上降低油膜的失效幾率,有效提高防銹時間和效果。對平整機設(shè)備進行改造,將噴嘴數(shù)量由上下表面12個增加至18個,同時調(diào)整平整機吹掃噴嘴的角度,提高邊部吹掃效果。 在壓縮空氣管道中安裝空氣干燥過濾裝置,將壓縮空氣濕度由20%～40% 降低到1%～ 5% ,提高壓縮空氣純凈度,保證吹掃空氣干燥,建立吹掃壓縮空氣監(jiān)控機制。板面銹蝕的發(fā)生主要是涂油前板面帶水,影響
了油膜的完整性,為銹蝕發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。通過優(yōu)化平整機吹掃噴嘴角度,增加吹掃噴嘴數(shù)量,以及降低和監(jiān)控壓縮空氣濕度等措施,板面銹蝕率同比降低了90% ,銹蝕問題得到有效控制。(文章來源:《河北冶金》,作者:賈彩霞,楊西鵬,楊望華;)
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