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QB/T 3828-1999 铜盐加速乙酸盐雾试验(CASS)详解:轻工产品金属镀层耐腐蚀性评估的核心方法

标题:QB/T 3828-1999 铜盐加速乙酸盐雾试验(CASS)详解:轻工产品金属镀层耐腐蚀性评估的核心方法

在轻工制造业中,如卫浴五金、灯具、家具配件、钟表外壳、拉链及小家电结构件等产品,常通过电镀(如铜-镍-铬)或化学转化膜(如锌钝化、铝阳极氧化)提升外观与耐蚀性。为快速、有效评估这些表面处理层的抗腐蚀能力,中国轻工行业标准 QB/T 3828-1999《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 铜盐加速乙酸盐雾试验(CASS 法)》提供了标准化的加速腐蚀测试程序。本文将系统解析该标准的原理、操作流程、适用范围及工程应用价值。


一、标准基本信息

  • 标准编号:QB/T 3828-1999

  • 中文名称:轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 铜盐加速乙酸盐雾试验(CASS 法)

  • 等效国际标准:ASTM B368、ISO 9227 中的 CASS 试验方法

  • 适用对象

    • 装饰性多层电镀层(如 Cu-Ni-Cr、Ni-Cr)

    • 防护性镀层(如镀锌+钝化、镀镉)

    • 铝合金阳极氧化膜(需封孔处理)

  • 不适用:无机涂层(如喷漆)、非金属材料、厚达数毫米的防腐涂层

✅ 核心目的:通过强腐蚀性盐雾环境,加速暴露镀层孔隙、裂纹或结合力缺陷,评估其耐蚀等级。


二、CASS 试验原理:为何比普通盐雾更严苛?

CASS(Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray)是在传统中性盐雾(NSS)基础上添加氯化铜与冰醋酸,显著提升腐蚀速率:

表格

试剂浓度作用
NaCl(氯化钠)50 ± 5 g/L提供 Cl⁻,引发点蚀
CuCl₂·2H₂O(氯化铜)0.26 ± 0.02 g/L催化腐蚀反应,加速铜离子沉积
CH₃COOH(冰醋酸)调节 pH 至 3.1–3.3降低 pH,增强酸性腐蚀

🔬 腐蚀机制
在酸性含铜盐雾中,镀层微孔处的底层金属(如铜、铁)优先溶解,Cu²⁺ 被还原为金属铜沉积于阴极区,形成电偶腐蚀电池,使腐蚀迅速向纵深发展。

⚡ 加速效果
CASS 试验 1 小时 ≈ NSS 试验 8–24 小时,特别适合评估装饰性镀铬层的微孔腐蚀行为。


三、QB/T 3828-1999 核心试验条件

表格

参数要求
试验溶液 pH3.1–3.3(35°C 下测量)
盐雾沉降率1.0–2.0 mL/80 cm²·h
试验温度50 ± 1°C(高于 NSS 的 35°C,进一步加速反应)
连续喷雾不得中断(除非取样检查)
样品放置角度与垂直方向成 15°–30°,确保盐雾均匀覆盖

四、试样要求与结果评定

1. 试样制备

  • 使用实际产品或代表性样片

  • 表面不得有油污、指纹、机械划伤;

  • 切割边缘需用防腐涂料封边,防止边缘效应干扰。

2. 试验周期

  • 常见考核时间:6h、24h、48h、96h

  • 轻工产品典型要求:

    • 普通卫浴件:≥6h 无基体腐蚀

    • 高档水龙头:≥24h 或 ≥48h(依据客户标准)

3. 腐蚀评级(按 QB/T 3832 或 ISO 10289)

  • 主要观察指标

    • 是否出现红锈(基体铁腐蚀)?

    • 是否出现白锈(锌镀层腐蚀)?

    • 镀铬层是否起泡、剥落?

  • 评级示例

    • 9 级:无任何腐蚀

    • 7 级:轻微变色,无腐蚀产物

    • 4 级:局部红锈,面积 <1%

    • 1 级:大面积基体腐蚀

📌 判定原则以是否露出基体金属(红锈)作为失效临界点。


五、CASS 与其它盐雾试验对比

表格

试验类型标准温度pH腐蚀速率主要用途
NSS(中性盐雾)GB/T 10125 / ISO 922735°C6.5–7.2基准通用金属防护层
AASS(酸性盐雾)ASTM G85 Annex A235°C≈3.1中等装饰性镀层
CASS(铜加速)QB/T 3828 / ASTM B36850°C3.1–3.3极高Cu-Ni-Cr 多层镀层

✅ 轻工行业首选 CASS:因其对微孔穿透性腐蚀极为敏感,能有效区分镀层质量优劣。


六、常见失效模式与改进方向

表格

失效现象根本原因改进措施
早期红锈(<6h)镍层太薄或孔隙率高增加半光亮镍厚度(≥15μm),采用双层镍
镀铬层起泡镀前除油不净或结合力差优化前处理,增加活化步骤
白雾状腐蚀铬层微裂纹过多调整镀铬电流密度,控制裂纹密度
边缘优先腐蚀边缘镀层薄采用辅助阴极改善边缘覆盖

七、注意事项与局限性

⚠️ 局限性

  • CASS 是加速试验,不能直接换算为户外寿命;

  • 单层镀层(如纯镍)区分能力较弱;

  • 不适用于评估有机涂层(应选用循环腐蚀试验)。

✅ 最佳实践

  • 将 CASS 作为来料检验与工艺控制工具;

  • 结合孔隙率测试(如铁氰化钾法)进行综合评估;

  • 对关键产品,补充实际使用环境暴露试验(如湿热+盐雾)。


结语

QB/T 3828-1999 所规定的 CASS 试验,是轻工产品表面处理质量控制的“金标准”。它以科学的加速机制,将数月甚至数年的腐蚀过程浓缩至几十小时内,为企业提供快速、可比、可重复的质量判据。然而,工程师需清醒认识到:CASS 合格 ≠ 永不生锈,而是代表在特定工艺下达到了行业可接受的耐蚀水平。唯有将标准测试与过程控制、材料设计深度融合,才能真正打造出“历久弥新”的轻工精品。


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