门窗五金件镀层腐蚀失效分析和解决

方案。
1 
失效件观察
LZJ-2004-01 
为门窗五金组合件，是在镀 
Zn–Fe 
合金的锌合金固定座上铆接镀 
Zn–Ni 
合金的 
Q235 
钢铆接 
件所得(见图 
1a
)。该组合件在中性盐雾(
NSS
)试验[温度
(35 ± 5) °C
，
pH 6.4 ~ 7.1
；下同]
240 h 
后固定座表面就出现大量白色腐蚀产物，并且伴有腐蚀坑，无法满足耐 NSS 腐蚀 480 h 以上的要求。如图 1b 所示，腐蚀从 铆接处开始向四周扩散，其他部位的腐蚀情况较轻，可见腐蚀较先发生在铆接处。
2 失效原因分析
2. 1 原因定位
从现场随机抽取 LZJ-2004-01 的镀 Zn–Fe 合金固定座和镀 Zn–Ni 合金铆接件进行 NSS 试验。结果表明， 在 NSS 试验 864 h 后固定座边角开始出现黑色腐蚀点(见图 2a)，铆接件则是在 823 h 后出现腐蚀点(见图 2b)。这说明固定座和铆接件都具备很好的耐盐雾腐蚀能力，可排除单独组件的镀层和镀液导致产品腐蚀失效，猜 测可能是两者的组合引起腐蚀。锌合金的腐蚀电位比 Q235 钢低，会**发生腐蚀，因此推测锌合金固定座 与 Q235 钢铆接件之间的电位差引起了电偶腐蚀，导致产品失效。
2. 2 试验验证
为验证上述推论，对锌合金材质的固定座分别进行挂镀Zn–Fe 合金、挂镀 Zn–Fe 合金+苯并三氮唑封闭和滚镀 Zn–Ni 合金。如图3 所示，镀 Zn–Fe 合金件表面存在大量孔隙。封闭后表面平整度得到改善，孔隙率 约降低了 60%。从图4 可知，Zn–Ni 合金镀层的晶粒较 Zn–Fe 合金镀层粗大，致密性差，这不利于镀层对工件的防护。
分别以暴露面积为 1 cm
2 
的上述 3 种试片为工作电极，饱和电极(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电 较，采用上海辰华 CHI760E 电化学工作站测试它们在 3.5% NaCl 溶液中的塔菲尔(Tafel)曲线，结果见图 5，相 应的拟合参数见表 1。可见 3 种试样的腐蚀电位(
φ
corr
)和腐蚀电流密度( 
j
corr
)都相近，说明它们的耐蚀性相当。
分别取封闭的挂镀 Zn–Fe 合金固定座和滚镀 Zn–Ni 合金固定座，与镀 Zn–Ni 合金的铆接件铆接后进行 NSS 试验。发现：挂镀 Zn–Fe 合金+封闭件经 NSS 试验 48 h 后表面出现黑色点状腐蚀物(见图 6a)；滚镀 Zn–Ni 合金件在 72 h 后出现鼓泡(见图 6b)，划开后发现鼓泡内有黑色腐蚀产物。可见改变镀层种类和对镀层 进行封闭都不能有效减轻组合件的电偶腐蚀。
其余工艺不变，改用与锌合金固定座的电位差更小的 
1Cr17 
钢来制造铆接件，与固定件组合后进行 
NSS 
试验。结果表明，改进的组合产品在 
NSS 
试验 
360 h 
后只是表面光亮度降低，
480 h 
后仅有少量白锈，说明电 
偶腐蚀的确是导致工件失效的主要原因
3 解决措施
(
1
) 改用与锌合金固定座电位差较小的材料(如 
1Cr17 
钢)制作铆接件，以保证在不影响工件性能的前提 
下有效避免电偶腐蚀。
(
2
) 对固定座和铆接件电镀后用苯并三氮唑封闭，借助非金属膜层阻断两者之间的电偶腐蚀。
4 实施效果
采用上述措施后，产品在中性盐雾试验 
480 h

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