汽车铝合金车身不同表面处理的腐蚀性能

曲凤娇，肖宝靓，曹 阳，尤 媛，张 东

(辽宁忠旺集团有限公司，辽宁 辽阳 111003)

目前，我国大力提倡低碳、节能、环保、安全的发展理念，积极推动行业健康发展，铝及铝合金的应用迅速扩展，尤其是在汽车领域的轻量化、节能减排方面[1-2]。6xxx系铝合金具有成型性好、耐蚀性强、强度高、耐高温性能好和易表面处理等优异的性能，能够很好的满足汽车对车体的要求，用做车身的框架结构，并且铝合金可以进行多种类型的表面处理，其中包括阳极氧化、电泳涂装、粉末静电喷涂以及金属镀膜等表面处理方式[3-5]。不同表面处理工艺对铝合金车身的防腐具有很重要的作用，本文主要通过对不同铝合金进行阳极氧化、阴极电泳和粉末静电喷涂三种表面处理，并进行乙酸盐雾腐蚀试验(AASS)，一方面分析不同铝合金材料从基材到不同表面处理方式的耐腐蚀性能，另一方面分析同一铝合金材料的不同表面处理方式的耐腐蚀性能。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

试验用料采用6063、6082和6005A三种铝合金型材，经过ARL-MA-283型直读光谱仪对其成分进行定性分析，化学成分结果见表1。首先，将铝合金型材切割并用锉刀打磨边缘毛刺至光滑平整，并保证表面无裂纹，然后将切割好的试样分别进行阳极氧化、阴极电泳和粉末静电喷涂三种表面处理，使用Elcometer1538 DIN划痕工具依据GB/T 26323-2010[6]方法对表面处理后的试样进行划痕处理，划痕方式见图1，要求划痕应透过膜层达到金属底材，然后使用耐水胶带对试样进行封边。

图1 试样划痕Fig.1 Specimen scratch

表1 铝合金的化学成分(质量分数，%)

1.2 性能测试

乙酸盐雾腐蚀试验(AASS)依照GB/T 10125-2012[7]在Q-fog/CCT600型循环盐雾腐蚀试验机中进行，试验溶液为5%的NaCl溶液，采用冰乙酸或氢氧化钠将试验溶液的pH值调整到3.0～3.1，箱体温度为35℃±1℃，80cm2水平面积的平均沉降率为1.5ml/h±0.5ml/h，试样置于箱体内，工作面与垂直方向呈20°，盐雾试验到达预定时间后取出试样进行观察。

2 试验结果及分析

2.1 三种铝合金基体的耐盐雾腐蚀性能对比

图2为三种铝合金基体经过1080h AASS试验后的表面宏观形貌。由图可知，三种铝合金均发生点蚀，6063-T6铝合金腐蚀最轻，6082-T6铝合金次之，点蚀面积稍大，数量增多，6005A-T6铝合金腐蚀最严重，不仅发生点蚀，而且基体金属还产生脱落现象。主要因为三种铝合金中的Cu含量不同，Cu能够使铝合金的腐蚀电位正移，导致铝合金的耐蚀性下降。

2.2 铝合金不同表面处理的耐盐雾腐蚀性能

铝合金不同膜层样品经过不同时间的AASS试验后，划痕两侧按照GB/T 30789.8-2014[8]和GB/T 30789.9-2014[9]方法进行测量扩蚀宽度以及丝状腐蚀最长细丝长度L和最频繁出现细丝的长度M，其余膜层按照GB/T 6461-2002[10]进行评定，评定结果见表2。

(a)6063；(b)6082；(c)6005A图2 铝合金基体经过1080h AASS试验后的表面宏观形貌Fig.2 Macroscopic surface morphology of aluminum alloy substrate after 1080h AASS test

表2 铝合金不同复合涂层AASS试验后的评定结果

2.2.1 同一种铝合金经过不同表面处理的腐蚀性能

由表2可知，6063铝合金分别经过阳极氧化、阴极电泳和粉末静电喷涂三种表面处理，经过不同时间的AASS试验之后，划痕两侧分别在180h、 1080h和540h时观察时出现扩蚀现象，然而其余膜层表面无腐蚀现象，保护等级均为10级。结果表明，三种表面处理都能够提高6063铝合金表面的耐腐蚀性，主要因为阳极氧化能够在铝合金表面产生非常致密的氧化膜[11]，阴极电泳和粉末静电喷涂能够在其表面形成高分子有机聚合物膜[12]，都能抑制铝合金表面发生电化学腐蚀，达到防腐蚀效果，其中阴极电泳的防腐蚀效果最好，粉末静电喷涂次之，阳极氧化稍差。同时，阳极氧化、阴极电泳和粉末静电喷涂三种表面处理也能够提高6082和6005A铝合金表面的耐腐蚀性能，防腐蚀性能强弱顺序与6063铝合金相同。

2.2.2 不同铝合金经过同一种表面处理的腐蚀性能

通过对三种铝合金经过阳极氧化处理，经过不同时间的AASS试验，由表2可知，每一个时间点划痕两侧的扩蚀宽度由小到大为：6063<6082<6005A。结果表明，三种铝合金经过阳极氧化表面处理之后，抗腐蚀性能由强到弱为：6063>6082>6005A。同时从表2中也可以看出，三种铝合金分别经过阴极电泳和粉末静电喷涂处理之后的抗腐蚀性能强弱与经过阳极氧化表面处理后一致。

3 结论

(1)6063、6082和6005A三种铝合金基体的耐腐蚀性能由强到弱为：6063>6082>6005A。

(2)三种铝合金经过阳极氧化、阴极电泳和粉末静电喷涂表面处理之后，铝合金耐腐蚀性能都有所提高，提高强度由强到弱为：阴极电泳>粉末静电喷涂>阳极氧化。

(3)三种铝合金经过相同表面处理，铝合金的耐腐蚀性由强到弱为：6063>6082>6005A，这与铝合金基体的耐腐蚀性一致。