张普强等：电镀锌生产线导电辊腐蚀失效原因与机理 ·23· 导电辊主要是全面腐蚀。对于导电辊的腐蚀，国外已进行过一些研究1]，但都不够深入细 致，而对于类似生产条件下不锈钢导电辊出现严重局部腐蚀的现象还未见报道。我们知道： 电镀过程中，导电辊是同作为阴极的钢板接触的，因此，它应该具有同钢板一样负的电位， 这似乎意味着导电辊发生了阴极腐蚀。澄清这一问题，具有理论和实践两方面的意义。为 此，我们在实验室模拟现场条件，利用多种电化学手段，对这一问题进行了研究。 1实验方法 实验材料为纯铜和304不锈钢，在一些实验中还包括对比材料SS316L,Inconel625和 Mo4.5Cu等。实验溶液包括浸泡实验用溶液和电化学测量用溶液，均用分析纯试剂加蒸馏 水配制而成。浸泡实验用溶液组成：ZnSO,·7HzO为250g/L,Na2 SO,为120g/L,H2SO,为 25g/L,[Fe3+]为3×10-1%，[Fe2+]为1.7×10-1%，[C1]为3×10-1%。电化学测量 用溶液组成见表1。 表1电化学测量用溶液组成 Table 1 Composition of solution for electrochemical measurement 溶液编号 NaSO,与HSO,体积比 [Fe+](×10-4%) [C1-](×10-%) pH 1# 11:9 0 0 1.1 2# 11:9 500 20 1.1 3# 11:9 500 100 1.1 4 11:9 3000 300 1.1 5# 11:9 0 300 1.1 *浓度均为0.25mol/L 实验内容包括： (1)常规浸泡实验：每种材料选择3个平行试样，进行腐蚀浸泡。 (2)间断阴极状态下的浸泡实验：通过自制的通断时间控制器，在浸泡过程中实现试 样与锌之间的周期性偶接（偶接时间/断开时间=0.1s/1.1s)。浸泡实验温度为70℃。 (3)动电位极化曲线测量：采用美国EG8.GM351腐蚀测量系统。扫描速度为1mV/s。 参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为不溶性石墨电极。实验温度为45℃和70℃。 (4)电位-时间(E-t)曲线测量：测试系统同上。包括：①恒电流E-t曲线。先给试样 通10mA/cm2的阴极电流，5min后终止，测量该过程中的电位变化。②与锌周期性偶接条 件下的E-t曲线。通过通断时间控制器，控制试样与锌之间的周期性偶接（偶接时间/断开 时间=1.4s/4.1s),测量该过程中电位随时间的变化。实验温度为70C。 (5)腐蚀磨损实验：采用专门设计的球一环式腐蚀磨损试验机。试样加工成环状，外 圆表面光活度为V8。环状试样转速为14r/min,砝码重量为2kg,实验时间为1.5h。实验 溶液同浸泡实验，温度为室温。用粗糙度仪测量出磨蚀痕的平均截面积（放大10万倍），进 而得到磨蚀量（体积），以磨蚀体积(mm3)除以总的磨蚀距离(M)来评定腐蚀磨损的程 度。张普强等 : 电镀锌生产线导 电辊腐蚀失效原 因 与机理 导 电辊主要 是全面 腐蚀 。 对 于导 电辊的腐 蚀 , 国外 已进 行过一些 研 究.l[ ’ 〕 , 但都不够深入 细 致 , 而对于类似生产 条件下不锈 钢导 电辊 出现 严重局部腐蚀的现象还未 见报道 。 我 们知道 : 电镀过程 中 , 导 电辊是同作为阴极的钢板接触的 , 因此 , 它 应该具有同钢板一样 负的电位 , 这似乎意 味着 导 电辊发生 了阴极腐蚀 。 澄清这一 问题 , 具有理论 和实践两 方面 的意 义 。 为 此 , 我们在 实验室 模拟 现场条件 , 利 用多种 电化学手段 , 对 这一 问题进行了研究 。 1 实验方法 实验 材料 为纯铜 和 3 04 不锈钢 , 在一些 实验 中还 包括对 比 材料 S S 3 1 6 L , Icn on el 62 5 和 M o 4 . SC u 等 。 实验 溶液 包括 浸 泡实验 用溶 液和 电化 学测 量用溶 液 , 均 用分析纯试 剂 加蒸馏 水 配 制而成 。 浸泡实 验用溶液 组成 : Z n S O ; · 7 H Z O 为 2 5 0 9 / L , N a Z S O 。 为 1 2 0 9 / L , H Z S O ; 为 2 5 9 / L , [ F e 3+ 〕 为 3 又 1 0 一 ` % , 仁F e , + 〕 为 1 . 7 x l o 一 ` % , [ C I 一 〕 为 3 X l o 一 , % 。 电化 学测量 用 溶液 组成 见表 1 。 表 1 电化学测量 用溶液组成 T a b l e 1 C o m p o s it i o n o f s o l u t i o n f o r e l ec t r oc h e m i e a l m e a s u r e m e n t 溶液编号 N a Z S O 4 与 H : 5 0 。 体 积比 ’ [ F e 3+ 〕 ( x 1 0 一` ;石) [ C I 一 ] ( x 1 0 一 ` % ) p H 1 ” 1 1 : 9 0 0 1 . 1 2 # 1 1 : 9 5 0 0 2 0 1 . 1 3 # 1 1 : 9 5 0 0 1 0 0 1 . 1 4 # 1 1 : 9 3 0 0 0 3 0 0 1 . 1 5 # 1 1 : 9 0 3 0 0 1 . 1 , 浓度均为 。 . 25 m of / L 实验内容包括 : ( l) 常 规 浸泡 实验 : 每种材料选择 3 个平行 试样 , 进行腐蚀浸 泡 。 (2 、 间断 阴极状 态下 的浸 泡实验 : 通过 自制的通断时 间控 制器 , 在 浸泡过程 中实现 试 样 与锌 之 间的周 期性偶接 (偶接时 间 / 断开 时间 一 0 . 15 1/ . 15 ) 。 浸 泡实 验温 度为 70 ℃ 。 ( 3) 动 电位极 化 曲线测量 : 采用 美 国 E G 邑G M 35 1 腐蚀 测量 系统 。 扫描 速度为 l m V s/ 。 参 比 电极 为饱 和 甘汞 电极 , 辅 助 电极 为 不溶性石 墨 电极 。 实验温度 为 45 ℃ 和 70 ℃ 。 ( 4) 电位 一 时间 ( E 一 t) 曲线测量 : 测试 系统同上 。 包括 : ① 恒 电流 E 一 t 曲线 。 先 给试 样 通 l o m A c/ m Z 的阴极 电流 , s m in 后 终止 , 测 量该 过程 中的 电位变化 。 ②与锌 周期性偶接条 件下 的 E 一 t 曲线 。 通过通 断时 间控 制器 , 控制 试样 与锌 之 间的周 期性 偶接 (偶 接时间 /断 开 时 间 一 1 . 4 5/ 4 . 1 5 ) , 测量 该过程 中 电位随 时间的变化 。 实验温度为 70 C 。 ( 5) 腐蚀 磨损 实验 : 采用专 门设 计的球一环 式腐蚀磨损 试验 机 。 试 样加 工成环 状 , 外 圆表 面光 活度 为 甲 8 。 环状试样 转速 为 1 4 r / m in , 祛码 重量 为 kZ g , 实 验时 间为 1 . h5 。 实验 溶液 同浸泡 实验 , 温 度 为室温 。 用粗糙度仪测 量 出磨蚀痕 的平均 截面积 (放大 10 万倍 ) , 进 而 得到 磨蚀量 ( 体积 ) , 以 磨蚀体积 ( m m 3 ) 除 以 总的 磨蚀距 离 ( M ) 来评定腐 蚀磨 损的程 度