文/楊潔　長(zhǎng)城汽車股份有限公司

 

    本文首先簡(jiǎn)單地介紹了汽車運(yùn)行中受到復(fù)雜的腐蝕環(huán)境下，汽車易出現(xiàn)腐蝕的部位，并從材料選型、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，給出了汽車地板腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)的一般原則和手段，然后根據(jù)汽車產(chǎn)品受到腐蝕環(huán)境的差異，明確了典型位置或產(chǎn)品的腐蝕設(shè)計(jì)年限的要求。最后，結(jié)合汽車企業(yè)整車腐蝕體系的整體建設(shè)要求，指出汽車企業(yè)應(yīng)該加大腐蝕關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)多方合作，加快汽車全過程腐蝕控制體系建設(shè)的趨勢(shì)。

 

    概述

 

    近年來，汽車已經(jīng)成為家庭生活重要工具之一，長(zhǎng)期為人類的生活提供了越來越多的便利，但是，在使用過程中也發(fā)現(xiàn)，在潮濕、多雨沿海地區(qū)，或在經(jīng)過融雪劑處理的道路，汽車覆蓋件、底盤等系統(tǒng)發(fā)生銹蝕，還有因銹蝕產(chǎn)生了零部件斷裂等功能失效，它不僅影響汽車的外觀質(zhì)量，還給安全、經(jīng)濟(jì)等造成極大的損失。據(jù)報(bào)道，金屬腐蝕導(dǎo)致全世界每年汽車平均損 失為150- 250美元/車，美國(guó)汽車工業(yè)因腐蝕而造成的年損失約為200億美元。汽車腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為汽車企業(yè)整車設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。

 

    1、腐蝕部位及整車腐蝕設(shè)計(jì)

 

    1.1 汽車典型腐蝕部位

 

    汽車在使用過程中，機(jī)蓋板、底盤及輪罩等位置，常受到地面雨水、雪、鹽水等侵蝕（如圖1所示），容易造成整車漆面的涂層脫落，汽車板外漏，加快了汽車產(chǎn)品的腐蝕，同時(shí)，酸性或堿性成份進(jìn)入縫隙等空間，也進(jìn)一步加劇腐蝕發(fā)生。

 

    因此，整車開發(fā)階段，汽車企業(yè)把復(fù)雜的腐蝕環(huán)境作為設(shè)計(jì)輸入重要參數(shù)，而圖1中陰影部分也是汽車腐蝕與防護(hù)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注的部位。
 

 

 

圖1 整車砂石沖擊區(qū)域示意圖

 

    1.2 整車腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)

 

    1.2.1 整車及系統(tǒng)腐蝕設(shè)計(jì)

 

    基于整車開發(fā)過程中受到多種因素制約，如自然環(huán)境、消費(fèi)者關(guān)注程度、零部件使用工況和成本因素等，產(chǎn)品工程師將整車劃分不同區(qū)域。

 

    在整車腐蝕控制中，區(qū)域3直接受到路上雨水、鹽霧、砂石打擊，是腐蝕多發(fā)區(qū)域，在控制過程中，該區(qū)域?qū)儆趶?qiáng)腐蝕區(qū)， 因此，在整車開發(fā)過程中，該區(qū)域腐蝕控制較為嚴(yán)格。在材料選用上，產(chǎn)品工程師均采用鍍鋅板，國(guó)內(nèi)自主汽車企業(yè)采用的是10/10μm雙面熱鍍鋅板，歐洲汽車企業(yè)采用的是10/10μm雙面電鍍鋅板材；

 

    在工藝控制上，一是采用高泳透電泳漆，并對(duì)電泳的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確保電泳層的厚度達(dá)到20μm以上；二是對(duì)地板與下邊梁等形成的空腔區(qū)域進(jìn)行噴蠟或注蠟處理，噴蠟的蠟層濕膜厚度為200μm左右， 注蠟工藝的蠟?zāi)ず穸纫咭恍浞栏Ч茫蝗沁x用密封膠等對(duì)焊縫、搭接邊等進(jìn)行密封處理。

 

    由于地板下部受到砂石沖擊，對(duì)表面電泳破壞較大，加速了零部件的腐蝕，因此，還需要對(duì)其進(jìn)行做PVC噴涂等處理， PVC防護(hù)的厚度達(dá)800μm -1500μm。在銷售過程中，對(duì)一些國(guó)外市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商還會(huì)對(duì)地板底部噴上150μm以上的防護(hù)蠟；

 

    1.2.2 整車及系統(tǒng)腐蝕壽命設(shè)計(jì)

 

    由于汽車運(yùn)行中不同部位受到工況條件影響不同，反映在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)要求也有所差異。比如排氣系統(tǒng)，一是受到高溫環(huán)境的熱沖擊影響；二是易遭受砂石沖擊，而且部分地區(qū)石油中含硫量較高，會(huì)形成酸性氣氛，也加速了排氣系統(tǒng)的腐蝕失效，因此，在設(shè)計(jì)階段，排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求明確為，5年內(nèi)允許出現(xiàn)腐蝕，但不容許在5 年內(nèi)出現(xiàn)功能喪失。

 

    除了滿足使用壽命要求，在消費(fèi)者購(gòu)車時(shí)特別關(guān)注機(jī)蓋板、車門等覆蓋件及機(jī)艙等可視區(qū)域，如有生銹，將會(huì)影響消費(fèi)者購(gòu)買欲望，但是在使用過程中，由于其產(chǎn)品特性決定的，該區(qū)域又不可避免地出現(xiàn)局部生銹，因此，在設(shè)計(jì)階段，不影響產(chǎn)品使用功能和壽命情況下，對(duì)其做了定義。

 

    2、整車腐蝕設(shè)計(jì)系統(tǒng)管控

 

    2.1 汽車腐蝕關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)

 

    近10年來我國(guó)汽車工業(yè)得到快速發(fā)展，但部分企業(yè)把主要精力放在產(chǎn)品開發(fā)和市場(chǎng)拓展上，對(duì)技術(shù)投入和關(guān)注是不夠的， 企業(yè)要保持可持續(xù)發(fā)展，開展汽車腐蝕關(guān)鍵技術(shù)研究是汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

 

    基于海洋性氣候和高寒等應(yīng)用背景， 開展汽車板及其構(gòu)建腐蝕服役行為研究，建立汽車產(chǎn)品腐蝕失效模式，并研究溫度、應(yīng)力、腐蝕多因素聯(lián)合作用下的腐蝕疲勞的失效，對(duì)解決英國(guó)、俄羅斯等海外市場(chǎng)和中國(guó)海南、青島、天津等沿海城市復(fù)雜環(huán)境具有重要工程意義。

 

    汽車在運(yùn)行中，處于應(yīng)力-環(huán)境-運(yùn)動(dòng)等多因素聯(lián)合作用，形成了汽車構(gòu)件的高溫、高壓、高速、復(fù)雜載荷、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)等復(fù)雜工況，造成了構(gòu)件微觀損傷與破壞，對(duì)整車安全和駕駛性影響較大，因此，開展復(fù)雜工況下汽車產(chǎn)品耐久性專項(xiàng)研究，是汽車企業(yè)提升產(chǎn)品性能和完善質(zhì)量體系的基礎(chǔ)。
 

 

圖4 整車腐蝕管控技術(shù)體系簡(jiǎn)易模型

 

    2.2 整車腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)體系建設(shè)

 

    汽車腐蝕與防護(hù)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，采取傳統(tǒng)的“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的方式遠(yuǎn)不能解決汽車工業(yè)的腐蝕問題，因此，建立系統(tǒng)的腐蝕控制體系是企業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，也是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。如在整車開發(fā)階段，即要有詳細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母g設(shè)計(jì)要求、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和操作流程， 也要有嚴(yán)格的試驗(yàn)規(guī)范、試驗(yàn)和可靠的處理數(shù)據(jù)方法；同時(shí)，在供應(yīng)商開發(fā)階段，需要建立明確質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法等，如圖4所示。

 

    2.2 多方合作 資源共享

 

    在整車開發(fā)全過程中涉及到材料企業(yè)、零部件供應(yīng)商、高校、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、整車企業(yè)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)單元，其中汽車企業(yè)是需求單位。隨著市場(chǎng)不斷完善，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些汽車企業(yè)逐漸意識(shí)到，以其需求整合了材料企業(yè)、零部件供應(yīng)商等資源，開展縱向產(chǎn)業(yè)合作；同時(shí)，汽車企業(yè)也不斷地與高校、研究院所和檢測(cè)機(jī)構(gòu)等開展橫向合作，開展腐蝕機(jī)理及失效模式等關(guān)鍵技術(shù)研究。同時(shí)，汽車企業(yè)也在借助行業(yè)平臺(tái)，開展汽車腐蝕共性技術(shù)開發(fā)與共享，加快技術(shù)開發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)行業(yè)資源的共享和共同進(jìn)步。