汽車板銹蝕一般是指用戶開始使用時發現的表面銹斑和銹點,其主要成分是 Fe2O3,為附著于鋼材表面的水與空氣中的氧發生原電池反應生成的腐蝕產物。水滴及水蒸氣冷凝(納米級)都會致使鋼材發生銹蝕現象,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,為銹蝕的發生創造有利條件,如圖1所示。
銹蝕形成時間與溫度、濕度等因素相關,快則數小時后即有肉眼可見銹斑出現,慢則數周。銹蝕(腐蝕)分為兩種: 均勻腐蝕與局部腐蝕。局部腐蝕表現為銹點、條帶狀和銹斑等(圖2) ,表明現有的防銹油對鋼板所具有的保護機制并未出現異常,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。由圖3和圖4可以看出,在點狀銹蝕和條帶狀
銹蝕區域,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,鋼板在生產過程中已被氧化。
統計發現,冷軋板表面易出現銹蝕。基于銹蝕的原理,從影響冷軋板銹蝕的因素,如周邊環境、材料、涂油情況、生產工藝特點等4方面著重對其進行分析。對銹蝕鋼卷的生產時間進行匯總發現,其生產日期集中在5～8月,屬于夏季、高溫高濕季節。但是從銹蝕發生規律來看,并無明顯規律,
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境中的銹蝕是一個電化學過程。根據腐蝕電化學基本原理,冷軋板表面耐腐蝕性與表面氧化物的狀態和電位有關,氧化膜越完整,氧化物與基材的電位差越小,越不容易出現銹蝕。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,與環境中微量的氧化性氣體發生反應,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生銹蝕。根據銹蝕發生情況來看,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,因此可以排除材質成分的影響。由于銹蝕主要發生于IF鋼,因此在排除材質成分的前提下需進一步分析IF鋼的生產工藝特點。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鋼生產時,
因平整延伸率較少,吹掃噴嘴設置數量和角度不合理,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現,于是造就了銹蝕發生的條件。基于銹蝕發生原理,油膜被破壞或者涂油前鋼板表面帶水跡是銹蝕發生的原因。對銹蝕缺陷鋼卷進行抽檢測量,油膜的厚度均滿足要求,且生產過程和使用過程中未發現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。根據現場調查及分析,平整液殘留吹掃不干凈,
以及吹掃所用壓縮空氣濕度較大,是導致鋼板在涂油前表面因水跡而產生銹蝕的主要原因。夏季增大產品涂油量,由單面常規800mg/m2調整為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。對平整機設備進行改造,將噴嘴數量由上下表面12個增加至18個,同時調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控機制。板面銹蝕的發生主要是涂油前板面帶水,影響
了油膜的完整性,為銹蝕發生創造了有利條件。通過優化平整機吹掃噴嘴角度,增加吹掃噴嘴數量,以及降低和監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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