汽車鋁合金車身不同表面處理的腐蝕性能

曲鳳嬌，肖寶靚，曹 陽，尤 媛，張 東

(遼寧忠旺集團有限公司，遼寧 遼陽 111003)

目前，我國大力提倡低碳、節能、環保、安全的發展理念，積極推動行業健康發展，鋁及鋁合金的應用迅速擴展，尤其是在汽車領域的輕量化、節能減排方面[1-2]。6xxx系鋁合金具有成型性好、耐蝕性強、強度高、耐高溫性能好和易表面處理等優異的性能，能夠很好的滿足汽車對車體的要求，用做車身的框架結構，并且鋁合金可以進行多種類型的表面處理，其中包括陽極氧化、電泳涂裝、粉末靜電噴涂以及金屬鍍膜等表面處理方式[3-5]。不同表面處理工藝對鋁合金車身的防腐具有很重要的作用，本文主要通過對不同鋁合金進行陽極氧化、陰極電泳和粉末靜電噴涂三種表面處理，并進行乙酸鹽霧腐蝕試驗(AASS)，一方面分析不同鋁合金材料從基材到不同表面處理方式的耐腐蝕性能，另一方面分析同一鋁合金材料的不同表面處理方式的耐腐蝕性能。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

試驗用料采用6063、6082和6005A三種鋁合金型材，經過ARL-MA-283型直讀光譜儀對其成分進行定性分析，化學成分結果見表1。首先，將鋁合金型材切割并用銼刀打磨邊緣毛刺至光滑平整，并保證表面無裂紋，然后將切割好的試樣分別進行陽極氧化、陰極電泳和粉末靜電噴涂三種表面處理，使用Elcometer1538 DIN劃痕工具依據GB/T 26323-2010[6]方法對表面處理后的試樣進行劃痕處理，劃痕方式見圖1，要求劃痕應透過膜層達到金屬底材，然后使用耐水膠帶對試樣進行封邊。

圖1 試樣劃痕Fig.1 Specimen scratch

表1 鋁合金的化學成分(質量分數，%)

1.2 性能測試

乙酸鹽霧腐蝕試驗(AASS)依照GB/T 10125-2012[7]在Q-fog/CCT600型循環鹽霧腐蝕試驗機中進行，試驗溶液為5%的NaCl溶液，采用冰乙酸或氫氧化鈉將試驗溶液的pH值調整到3.0～3.1，箱體溫度為35℃±1℃，80cm2水平面積的平均沉降率為1.5ml/h±0.5ml/h，試樣置于箱體內，工作面與垂直方向呈20°，鹽霧試驗到達預定時間后取出試樣進行觀察。

2 試驗結果及分析

2.1 三種鋁合金基體的耐鹽霧腐蝕性能對比

圖2為三種鋁合金基體經過1080h AASS試驗后的表面宏觀形貌。由圖可知，三種鋁合金均發生點蝕，6063-T6鋁合金腐蝕最輕，6082-T6鋁合金次之，點蝕面積稍大，數量增多，6005A-T6鋁合金腐蝕最嚴重，不僅發生點蝕，而且基體金屬還產生脫落現象。主要因為三種鋁合金中的Cu含量不同，Cu能夠使鋁合金的腐蝕電位正移，導致鋁合金的耐蝕性下降。

2.2 鋁合金不同表面處理的耐鹽霧腐蝕性能

鋁合金不同膜層樣品經過不同時間的AASS試驗后，劃痕兩側按照GB/T 30789.8-2014[8]和GB/T 30789.9-2014[9]方法進行測量擴蝕寬度以及絲狀腐蝕最長細絲長度L和最頻繁出現細絲的長度M，其余膜層按照GB/T 6461-2002[10]進行評定，評定結果見表2。

(a)6063；(b)6082；(c)6005A圖2 鋁合金基體經過1080h AASS試驗后的表面宏觀形貌Fig.2 Macroscopic surface morphology of aluminum alloy substrate after 1080h AASS test

表2 鋁合金不同復合涂層AASS試驗后的評定結果

2.2.1 同一種鋁合金經過不同表面處理的腐蝕性能

由表2可知，6063鋁合金分別經過陽極氧化、陰極電泳和粉末靜電噴涂三種表面處理，經過不同時間的AASS試驗之后，劃痕兩側分別在180h、 1080h和540h時觀察時出現擴蝕現象，然而其余膜層表面無腐蝕現象，保護等級均為10級。結果表明，三種表面處理都能夠提高6063鋁合金表面的耐腐蝕性，主要因為陽極氧化能夠在鋁合金表面產生非常致密的氧化膜[11]，陰極電泳和粉末靜電噴涂能夠在其表面形成高分子有機聚合物膜[12]，都能抑制鋁合金表面發生電化學腐蝕，達到防腐蝕效果，其中陰極電泳的防腐蝕效果最好，粉末靜電噴涂次之，陽極氧化稍差。同時，陽極氧化、陰極電泳和粉末靜電噴涂三種表面處理也能夠提高6082和6005A鋁合金表面的耐腐蝕性能，防腐蝕性能強弱順序與6063鋁合金相同。

2.2.2 不同鋁合金經過同一種表面處理的腐蝕性能

通過對三種鋁合金經過陽極氧化處理，經過不同時間的AASS試驗，由表2可知，每一個時間點劃痕兩側的擴蝕寬度由小到大為：6063<6082<6005A。結果表明，三種鋁合金經過陽極氧化表面處理之后，抗腐蝕性能由強到弱為：6063>6082>6005A。同時從表2中也可以看出，三種鋁合金分別經過陰極電泳和粉末靜電噴涂處理之后的抗腐蝕性能強弱與經過陽極氧化表面處理后一致。

3 結論

(1)6063、6082和6005A三種鋁合金基體的耐腐蝕性能由強到弱為：6063>6082>6005A。

(2)三種鋁合金經過陽極氧化、陰極電泳和粉末靜電噴涂表面處理之后，鋁合金耐腐蝕性能都有所提高，提高強度由強到弱為：陰極電泳>粉末靜電噴涂>陽極氧化。

(3)三種鋁合金經過相同表面處理，鋁合金的耐腐蝕性由強到弱為：6063>6082>6005A，這與鋁合金基體的耐腐蝕性一致。