網(wǎng)站寄語(yǔ)：塑料電鍍黑鉻工藝的外觀，給人一種高科技感，備受時(shí)下的年輕人的追捧，目前黑鉻技術(shù)不夠成熟，且耐腐蝕低，工藝效果差，本文將對(duì)其進(jìn)行研究和探討，文章來(lái)自環(huán)境與試驗(yàn)。

近年來(lái)，塑料電鍍件由于具有優(yōu)良的耐熱性、耐磨性、耐沖擊性和優(yōu)良的裝飾性而被廣泛運(yùn)用在汽車(chē)內(nèi)外飾裝飾件上。代表性零件有散熱器格柵、前保飾條、霧燈飾條、后牌照板等外飾零件，以及內(nèi)門(mén)把手、門(mén)板飾條、儀表板及中控區(qū)域的內(nèi)飾裝飾件。但是塑料電鍍裝飾件由于鍍層起泡、變色、腐蝕等問(wèn)題也大受消費(fèi)者詬病和投訴。另外，隨著顧客審美的不斷提高，傳統(tǒng)的亮鉻、沙丁已經(jīng)無(wú)法滿足主機(jī)廠對(duì)[敏感詞]裝飾件的要求。電鍍黑鉻因其震撼出位的運(yùn)動(dòng)風(fēng)、高端的科技感，目前在國(guó)內(nèi)逐漸興起，尤其受到年輕人偏愛(ài)，正是在這種背景下，和白鉻對(duì)應(yīng)的黑鉻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，但是黑鉻技術(shù)由于技術(shù)不成熟等原因，其耐腐蝕能力弱于白鉻，在實(shí)際應(yīng)用中失效較多，其主要失效形式主要是變色和花斑，但是很少有人展開(kāi)過(guò)這方面的研究，本文主要通過(guò)整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)、CASS試驗(yàn)對(duì)電鍍黑鉻和白鉻件腐蝕性能進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)其耐腐蝕性能及其機(jī)理展開(kāi)研究。

試驗(yàn)

1.1 腐蝕性能試驗(yàn)部分1.1.1腐蝕試驗(yàn)方法本次試驗(yàn)驗(yàn)證采用銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)及整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)(海南試驗(yàn)場(chǎng)和鹽城試驗(yàn)場(chǎng)),參照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)條件的選擇如表1所示。

表1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備1.1.2腐蝕驗(yàn)證樣件選擇選擇電鍍六價(jià)白鉻件及電鍍?nèi)齼r(jià)黑鉻件兩種樣件作為本次試驗(yàn)驗(yàn)證材料，兩種材料的基本信息如表2所示。

表2 樣件信息

1.1.3腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證方案本次驗(yàn)證，整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)樣件搭載位置選取為高可見(jiàn)機(jī)艙蓋區(qū)域，固定方式為膠黏貼;試驗(yàn)室零部件銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)擺放角度參照GB/T10125-2021中以20°角擺放。具體腐蝕驗(yàn)證方案如表3所示。

表3 腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證方案

結(jié)果與討論

2.1 整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)搭載及零部件防腐試驗(yàn)腐蝕形態(tài)對(duì)比表4為在海南進(jìn)行10循環(huán)、30循環(huán)和60循環(huán)搭載的黑鉻電鍍件和白鉻電鍍件的腐蝕形貌，從腐蝕形貌上可以看出白鉻電鍍件的狀態(tài)要優(yōu)于黑鉻電鍍件，白鉻件的外觀無(wú)明顯可見(jiàn)變化，而黑鉻件的樣件表面卻出現(xiàn)了花斑狀的腐蝕產(chǎn)物。

表4 整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)-海南試驗(yàn)場(chǎng)搭載后樣件腐蝕表征表5為在鹽城進(jìn)行整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)搭載2周、6周和12周的白鉻電鍍件和黑鉻電鍍件的腐蝕情況，得出的結(jié)論和海南整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)是一致的，白鉻電鍍件在12周整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)結(jié)束后，樣件表面都未出現(xiàn)任何可見(jiàn)外觀變化，而黑鉻電鍍件卻出現(xiàn)了花斑狀的腐蝕產(chǎn)物。

表5 整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)-鹽城試驗(yàn)場(chǎng)搭載后樣件腐蝕表征表6為黑鉻電鍍件和白鉻電鍍件在銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)的表現(xiàn)，從結(jié)果上可以看出，白鉻件在24h、48h及96h均出現(xiàn)裂紋形態(tài)，腐蝕并未向下延伸，而黑鉻電鍍件雖然在前48h時(shí)未出現(xiàn)任何外觀變化，但是在96h時(shí)卻出現(xiàn)了點(diǎn)狀腐蝕和針孔，腐蝕向下延伸，說(shuō)明黑鉻電鍍件的腐蝕程度較白鉻電鍍件的更加嚴(yán)重。

表6 試驗(yàn)室零部件銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)腐蝕表征2.2 腐蝕產(chǎn)物及形貌分析使用電子顯微鏡及掃描電鏡對(duì)腐蝕缺陷樣件進(jìn)行形貌及產(chǎn)物檢測(cè)分析，表7為黑鉻電鍍件的花斑形態(tài)、點(diǎn)狀腐蝕形貌及白鉻電鍍件的裂紋形貌。

表7 黑鉻和白鉻不同失效模式下的SEM形貌和能譜圖從黑鉻件花斑能譜圖中可以檢測(cè)出Cr元素、Ni和Cu元素，說(shuō)明表面腐蝕已經(jīng)滲透Cr層，腐蝕不僅僅是在光亮鎳層發(fā)生橫向腐蝕，也在三價(jià)鉻表面縱向方向發(fā)生了腐蝕，腐蝕甚至已經(jīng)滲透到Cu層，但此時(shí)仍能檢測(cè)出Cr元素，也說(shuō)明Cr層還未完全脫落，腐蝕程度并不嚴(yán)重。從黑鉻電鍍件的點(diǎn)狀腐蝕形貌可以看出，其腐蝕形貌為團(tuán)簇形，腐蝕產(chǎn)物很明顯，另外從黑鉻件點(diǎn)狀腐蝕(針孔)的能譜圖中也可以看出，未檢測(cè)出Cr元素，但是檢測(cè)出Ni元素和少量Cu元素，說(shuō)明其腐蝕已經(jīng)到達(dá)了銅鎳層甚至塑料基材，Cr層則已經(jīng)完全脫落，腐蝕現(xiàn)象最為嚴(yán)重。黑鉻出現(xiàn)這兩種差異的原因是試驗(yàn)方法不同，整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的氯離子濃度較低，不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)性滲透，不會(huì)把Cr層破壞掉，Cr層能持續(xù)發(fā)揮其自修復(fù)能力，而CASS乙酸鹽霧試驗(yàn)出現(xiàn)Cr層脫落的原因是氯離子一直發(fā)揮其滲透作用，Ni層不僅發(fā)生橫向腐蝕，也發(fā)生縱向腐蝕，隨著時(shí)間的不斷進(jìn)行，Ni層和Cr層的附著性能就逐漸喪失，進(jìn)而發(fā)生Cr層的脫落。從白鉻電鍍件的腐蝕形貌可以看出除了裂紋區(qū)，表面均比較均勻和致密，腐蝕現(xiàn)象最為輕微。綜合其差異，原因主要和其成分有關(guān)，相關(guān)的討論我們將在第三部分展開(kāi)。

分析和討論

本文通過(guò)整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)、CASS加速試驗(yàn)對(duì)電鍍白鉻和黑鉻的防腐性能和白鉻與黑鉻同整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的相關(guān)性進(jìn)行了研究。無(wú)論是通過(guò)整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，還是零部件CASS的試驗(yàn)結(jié)果，黑鉻的防腐性能均劣于白鉻。從膜厚的的數(shù)據(jù)上來(lái)看，六價(jià)白鉻的Cu鍍層、鎳鍍層厚度均小于三價(jià)黑鉻，銅層厚度主要影響的是其冷熱交變性能，從數(shù)據(jù)上看，六價(jià)白鉻的Cr層厚度要高于三價(jià)黑鉻，表明鍍層厚度并不是影響其耐腐蝕性能的主要因素，鉻層厚度不會(huì)影響氯離子的穿透性。另外，這兩種工藝的電位差數(shù)據(jù)也比較接近，這也同樣說(shuō)明了本次樣品的電位差也不是影響其耐腐蝕能力的主要原因。因此，推斷影響其耐腐蝕性能的主要原因是藥水和內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)。據(jù)目前所知，要實(shí)現(xiàn)黑鉻造型，必須在藥水中添加Fe、S元素，這個(gè)從表7中黑鉻件的SEM能譜中可以印證這個(gè)結(jié)論，F(xiàn)e和S是有害雜質(zhì)，降低了其防腐性能，另外Fe和S元素還可能產(chǎn)生第二相，造成晶體內(nèi)的電位差，腐蝕優(yōu)先從這些位置擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。當(dāng)Cl離子滲透進(jìn)入黑鉻內(nèi)部，F(xiàn)e元素和Cl離子相結(jié)合，腐蝕先從該薄弱處發(fā)展，不斷向Ni和Cu層蔓延，從表7中的白鉻腐蝕試驗(yàn)后的SEM可以看出，有裂紋的部位沒(méi)有檢測(cè)出Fe和S元素的存在，不會(huì)出現(xiàn)晶體內(nèi)部的電位差，其腐蝕只會(huì)發(fā)生在鎳層內(nèi)部橫向腐蝕，不會(huì)向縱向發(fā)生腐蝕，故而白鉻的性能要優(yōu)于黑鉻。另外，從整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，鹽城整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)12周試驗(yàn)結(jié)束后，白鉻無(wú)明顯腐蝕，而黑鉻樣品在2周強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的時(shí)候就出現(xiàn)了花斑狀腐蝕。海南整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果也類(lèi)似，在10循環(huán)腐蝕試驗(yàn)結(jié)束后，黑鉻樣品出現(xiàn)了斑狀腐蝕產(chǎn)物，而白鉻樣品在60循環(huán)時(shí)無(wú)明顯變化。從CASS試驗(yàn)結(jié)果看，白鉻樣品只是表面出現(xiàn)了裂紋，表明腐蝕只是發(fā)生在表面，沒(méi)有滲透到Ni層和Cu層內(nèi)部，而黑鉻樣品則出現(xiàn)了針孔狀腐蝕產(chǎn)物，表明腐蝕已經(jīng)滲透到了內(nèi)部。綜上分析討論，黑鉻的耐腐蝕性能弱于白鉻。

結(jié)論

本文通過(guò)整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)搭載和CASS試驗(yàn)對(duì)常規(guī)白鉻三價(jià)鉻電鍍工藝和黑鉻電鍍工藝的耐腐蝕性能展開(kāi)分析，從試驗(yàn)結(jié)果看，黑鉻電鍍件無(wú)論是在整車(chē)上的表現(xiàn)，還是在零部件上的表現(xiàn)，均較白鉻電鍍件較差，這主要也是與黑鉻電鍍的特性有關(guān)。除了CASS試驗(yàn)外，黑鉻電鍍件的耐溫度交變性能也較白鉻差，現(xiàn)在主流主機(jī)廠對(duì)黑鉻電鍍件的運(yùn)用多在內(nèi)飾件，在外飾件的運(yùn)用上還是比較低的。但是隨著后續(xù)黑鉻電鍍工藝的逐漸成熟，該工藝的運(yùn)用范圍勢(shì)必會(huì)成為引領(lǐng)塑料電鍍行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

PS:本文原標(biāo)題：塑料電鍍工藝黑鉻白鉻耐腐蝕性能，文章來(lái)自環(huán)境與試驗(yàn)，研究作者來(lái)自吉利汽車(chē)研究院（寧波）有限公司，綜上分析討論，黑鉻的耐腐蝕性能弱于白鉻，運(yùn)用多在內(nèi)飾件。