Q195 材质电镀产品盐雾试验技术分析

一、试验背景与意义

Q195 作为低碳结构钢，具有良好的塑性、韧性及焊接性能，广泛应用于建筑、机械制造、五金配件等领域。但该材质本身耐腐蚀性较弱，通过电镀（如镀锌、镀镍、镀铬等）可显著提升其表面防护能力。盐雾试验作为模拟海洋性、工业性腐蚀环境的经典加速腐蚀测试方法，能快速评估 Q195 材质电镀层的耐蚀性能，为产品质量控制、工艺优化及使用寿命预测提供关键数据支撑。

二、核心测试标准

Q195 材质电镀产品盐雾试验需遵循国内外通用标准，不同应用场景可选择对应标准，常见标准如下：

（一）国内标准

GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》

国内最核心的盐雾试验标准，涵盖中性盐雾（NSS）、酸性盐雾（AASS）、铜加速酸性盐雾（CASS）三种试验方法，明确了试验设备要求、溶液配制、环境参数及结果评价准则，适用于 Q195 基体上各类电镀层（如锌、镍、铬、锡等）的耐蚀性测试。

GB/T 2423.17-2008《环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Ka：盐雾》

侧重于电子电气类 Q195 电镀产品（如配电箱配件、接线端子）的盐雾测试，对试验周期、试样放置角度（通常 15°-30°）有更细致规定，与国际电工委员会（IEC）标准兼容。

（二）国际标准

ISO 9227:2017《人造气氛腐蚀试验 — 盐雾试验》

国际通用标准，技术内容与 GB/T 10125-2021 高度一致，分为 NSS、AASS、CASS、交变盐雾（SSC）四个部分，适用于全球范围内 Q195 电镀产品的质量认证（如出口欧盟、东南亚地区产品）。

ASTM B117-23《盐雾试验标准实施规程》

美国材料与试验协会（ASTM）标准，以中性盐雾试验为主，在汽车零部件、五金工具类 Q195 电镀产品（如螺栓、支架）测试中应用广泛，对盐溶液浓度波动范围（4.5%-5.5% 氯化钠）、喷雾压力（70-170kPa）有严格限定。

（三）行业特殊标准

汽车行业：ISO 1456:2022《汽车用镀层和涂层的腐蚀试验》，针对 Q195 电镀汽车结构件（如底盘支架），增加循环盐雾（湿润 - 干燥交替）测试要求；

电子行业：IEC 60068-2-11:1981《环境试验 — 第 2 部分：试验 — 试验 B：干热》（配套盐雾试验），要求 Q195 电镀电子元件先经盐雾试验，再进行干热老化验证耐蚀稳定性。

三、详细测试条件

根据 GB/T 10125-2021 及 ISO 9227:2017，Q195 材质电镀产品盐雾试验核心条件分三类，具体参数如下：

（一）中性盐雾试验（NSS，最常用）

环境参数

试验箱温度：（35±2）℃；

相对湿度：≥95%；

压力桶温度：（47±2）℃（确保喷雾饱和）；

试验周期：常规 24h、48h、96h，特殊需求可延长至 1000h（如长效防护镀层）。

盐溶液参数

溶质：分析纯氯化钠（NaCl），不含碘化物；

浓度：（5±0.1）%（质量分数）；

pH 值：（6.5-7.2）（25℃时测量，可用盐酸或氢氧化钠调节）；

水源：去离子水或蒸馏水（电导率≤25μS/cm）。

喷雾参数

喷雾量：（1.0-2.0）mL/（h・80cm²）（通过收集漏斗测量，每 24h 收集一次）；

雾滴大小：1-5μm（确保均匀覆盖试样表面）；

喷雾方式：连续喷雾（除非标准另有规定）。

（二）酸性盐雾试验（AASS，强化腐蚀）

环境温度：（35±2）℃；

盐溶液 pH 值：（3.1-3.3）（25℃时，用冰乙酸调节）；

其余参数（盐浓度、喷雾量、湿度）与 NSS 一致，适用于评估 Q195 电镀层在酸性工业环境中的耐蚀性。

（三）铜加速酸性盐雾试验（CASS，快速评估）

环境温度：（50±2）℃；

盐溶液：5% 氯化钠溶液中加入 0.26g/L 氯化铜（CuCl₂・2H₂O），pH 值（3.1-3.3）；

喷雾量：（1.0-2.0）mL/（h・80cm²）；

适用于 Q195 镀镍、镀铬等高耐蚀镀层的快速筛选，试验周期通常为 6h、12h、24h。

四、试样准备与试验流程

（一）试样准备

试样要求

尺寸：常规（100×50×2）mm（板状），或实际产品（如螺栓、管件），数量≥3 件（确保结果重复性）；

表面状态：电镀层厚度需符合产品标准（如 Q195 镀锌层通常≥8μm），表面无油污、划痕、氧化层，边缘需密封（可用石蜡或胶带，避免基体裸露腐蚀）；

预处理：试验前用乙醇擦拭表面，自然晾干（避免水洗，防止镀层损伤）。

放置方式

试样与垂直方向夹角：15°-30°（确保喷雾能均匀附着且不流淌过快）；

间距：试样间、试样与箱壁间距≥20mm，避免雾滴直接冲击试样表面；

悬挂：用惰性材料（如氟塑料挂钩）悬挂，禁止用金属挂钩（避免电偶腐蚀）。

（二）试验流程

设备校准

试验前校准温度传感器（误差≤±0.5℃）、喷雾量收集装置（误差≤±0.1mL/h）、pH 计（精度 0.01pH）；

检查喷雾喷嘴无堵塞，试验箱密封性良好（无盐雾泄漏）。

溶液配制

按浓度要求溶解氯化钠，搅拌至完全溶解，测量 pH 值并调节至标准范围；

CASS 试验需额外加入氯化铜，充分搅拌至溶解澄清。

试验运行

启动设备，升温至设定温度并稳定 30min 后，开启喷雾系统；

试验过程中每 24h 记录温度、喷雾量、溶液 pH 值，补充蒸发损失的去离子水（不直接补充盐溶液，避免浓度变化）。

试验后处理

试验结束后，关闭喷雾，将试样取出，用流动的去离子水（水温 25±5℃）轻轻冲洗 30s（去除表面残留盐粒）；

用压缩空气（压力≤200kPa）吹干试样表面，在（23±2）℃、相对湿度（50±5）% 环境中放置 1-2h，待表面完全干燥后进行结果评价。

五、试验结果评价

根据 GB/T 10125-2021 及产品技术要求，Q195 材质电镀产品盐雾试验结果从以下维度评价：

（一）外观评价

腐蚀缺陷判断

不允许出现基体锈蚀（Q195 基体锈蚀为红褐色，与镀层腐蚀产物区分）；

镀层允许轻微变色（如镀锌层轻微发暗），但不允许出现起泡、剥落、开裂、点蚀（直径≥0.5mm 的腐蚀点）；

边缘区域（密封外的裸露边缘）腐蚀面积需≤5%（特殊要求可≤2%）。

腐蚀等级划分

按 GB/T 6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级》，分为 10 级（10 级无腐蚀，0 级严重腐蚀）；

常规 Q195 镀锌产品 NSS 试验 96h 后，评级需≥9 级；镀镍产品 CASS 试验 24h 后，评级需≥8 级。

（二）定量评价

腐蚀面积测量

用图像分析法（精度 0.1mm²）测量镀层腐蚀面积，计算腐蚀面积占总表面积的百分比，通常要求≤1%（关键部件≤0.5%）。

镀层厚度变化

用涡流测厚仪（精度 ±1μm）在试验前后测量同一位置的镀层厚度，厚度损失率需≤5%（如原厚度 8μm，试验后≥7.6μm）。

（三）特殊性能评价

结合力：对未出现明显腐蚀的试样，进行划格试验（GB/T 9286-1998），镀层附着力需≥1 级（无涂层脱落）；

电化学性能：通过极化曲线测试，对比试验前后镀层的自腐蚀电流密度（Icorr），Icorr 增大倍数需≤2 倍（表明耐蚀性无显著下降）。

六、注意事项与应用建议

1、试验变量控制

避免试样表面有指纹（试验前戴无粉手套操作），防止油脂影响腐蚀过程；

盐溶液需现配现用，存放时间不超过 24h（避免微生物滋生影响 pH 值）。

2、结果局限性说明

盐雾试验是加速腐蚀测试，结果需结合实际使用环境（如海洋环境需参考 AASS 试验，工业环境需参考 NSS 试验）；

不同电镀工艺（如热镀锌、电镀锌、镀锌后钝化）对试验结果影响显著，评价时需结合具体工艺参数。

3、工艺优化指导

若试验中出现基体锈蚀，需提升电镀层厚度（如镀锌层从 8μm 增至 12μm）或增加钝化处理（如铬酸盐钝化）；

若出现镀层起泡，需优化前处理工艺（如增加酸洗除锈时间，去除 Q195 表面氧化皮）。