汽車板銹蝕一般是指用戶開(kāi)始使用時(shí)發(fā)現(xiàn)的表面銹斑和銹點(diǎn),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(jí))都會(huì)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(huì)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(huì)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(shí)間與溫度、濕度等因素相關(guān),快則數(shù)小時(shí)后即有肉眼可見(jiàn)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(diǎn)、條帶狀和銹斑等(圖2) ,表明現(xiàn)有的防銹油對(duì)鋼板所具有的保護(hù)機(jī)制并未出現(xiàn)異常,而是因?yàn)槟承┰蛟斐闪司植科茐摹?/span>
分別對(duì)缺陷鋼板進(jìn)行取樣,利用掃描電鏡作能譜分析。分析前使用超聲波對(duì)缺陷部位進(jìn)行清洗以除去異物,保證缺陷的真實(shí)形態(tài)。由圖3和圖4可以看出,在點(diǎn)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(shí)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(guò)程中已被氧化。
統(tǒng)計(jì)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(diǎn)等4方面著重對(duì)其進(jìn)行分析。對(duì)銹蝕鋼卷的生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)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(lái)看,并無(wú)明顯規(guī)律,
且鋼種針對(duì)性強(qiáng),因此可以認(rèn)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(huì)對(duì)其有一定影響。冷軋板表面在大氣環(huán)境中的銹蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)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(guò)程中,鋼中的Mn、Si等元素會(huì)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(guò)程中,鋼板接觸空氣時(shí),其表面有顆粒氧化物的地方會(huì)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(lái)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(qiáng)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(jìn)一步分析IF鋼的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)。相比其他鋼種,IF鋼冷軋連退線無(wú)屈服平臺(tái),平整工藝設(shè)計(jì)獨(dú)特以保證所需的板形和表面粗糙度。一般,平整機(jī)使用平整液進(jìn)行濕平整。IF鋼生產(chǎn)時(shí),
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(jìn)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(duì)銹蝕缺陷鋼卷進(jìn)行抽檢測(cè)量,油膜的厚度均滿足要求,且生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)可能造成油膜被破壞的情況,
因此認(rèn)為,油膜破壞造成的鋼板銹蝕可能性非常小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)實(shí)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(shí)間和效果。對(duì)平整機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造,將噴嘴數(shù)量由上下表面12個(gè)增加至18個(gè),同時(shí)調(diào)整平整機(jī)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(guò)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(jī)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(guò)優(yōu)化平整機(jī)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(wèn)題得到有效控制。(文章來(lái)源:《河北冶金》,作者:賈彩霞,楊西鵬,楊望華;)
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