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汽車腐蝕控制及基礎數據建設至關重要

2015-09-01 00:00:00 作者：班英飛來源：《腐蝕防護之友》分享至：

　　文| 楊潔中國汽車工程學會

　　耐腐蝕性作為汽車產品關鍵性能指標之一，近年來才得到國內汽車行業應有的重視。前期調研發現，無論是在國內市場還是在國際市場，我國汽車腐蝕問題都較為嚴重。一是新車上市車型使用3 年左右，就發現車身、底盤等關鍵部位或零部件出現大面積腐蝕，更有甚者，部分安全件和功能強件也出現了不同程度腐蝕；二是據國外市場反映，我國出口的部分汽車，在海運3 個月內，其底盤、發動機等均出現大面積銹蝕，為此，引起了用戶抱怨較大，也給汽車企業造成了巨大的損失。

　　隨著汽車市場競爭日益激烈，提升整車耐腐蝕性能，是汽車企業提高其產品內在品質必然選擇，也是增強用戶購買欲望和信心，提升產品在國內外市場的競爭力重要保障。

　　但是，無論作為汽車用戶，還是從事汽車產品研發的工程師均要正確地認識和理性地看待汽車腐蝕問題。一是汽車腐蝕不是我國自主汽車企業的“專利”，日本、美國、德國等汽車企業也頻現腐蝕問題，他們因為腐蝕導致的召回案例也屢見不鮮；二是在汽車全生命周期內腐蝕問題是不可避免的，不是所有零部件耐腐蝕性能與整車同壽命，如表1 所示：

表1 車身典型零部件腐蝕設計壽命

　　從表1 可以得出，排氣系統等零部件耐腐蝕設計壽命要低于車身的安全件等，但是，與安全等有關零部件或系統，其設計壽命與整車相同，在其設計壽命內不能出現因腐蝕問題導致功能喪失。

典型腐蝕零部件

　　目前，我國汽車用材還是以鋼為主的金屬材料，如車身，50% 以上選用軟鋼、高強度鋼和超高強度鋼。為了解決腐蝕問題，在整車開發中汽車開發工程師開始選用耐腐蝕電鍍鋅、熱鍍鋅等帶有鍍層的板材，其選用原則主要遵循以下幾點：

　　1、依據市場環境及法規等要求，開展典型材料腐蝕特性的檢測和評價，收集目標市場材料腐蝕數據，在車型開發中，首先定義合適的整車腐蝕壽命，然后根據材料腐蝕特性，選用不同的耐腐蝕材料及材料種類和使用區域，耐腐蝕材料定義流程如下圖“目標市場材料選型的簡易流程” 所示：

目標市場材料選型的簡易流程

　　我國沿海城市和內陸城市，其工況條件差別比較大，如沿海地區，其濕度和鹽分比較大，在這種環境下對汽車腐蝕比較嚴重，因此，針對這類市場要加大鍍鋅板的使用，表2 所示：

表2 典型的國際市場氣候環境

　　如歐洲市場，在冬天其融雪撒鹽比較普遍，汽車企業要選取一部分材料送到該類市場做腐蝕試驗，以判定在該類環境下材料的腐蝕特性，采集這些基礎的腐蝕數據，作為汽車企業產品設計的依據，對汽車企業很有意義。

　　2、如圖“車身截面圖”所示，在車輛運行中，車身不同區域受到腐蝕環境影響有差異，如圖中2 和3 區域，由于汽車在高速行駛狀態下，該區域經常受到道路上的石子等硬物體撞擊，容易產生腐蝕問題，因此，開發工程師常選用鍍鋅板，相對其他區域，選用鍍鋅板的材料，要求雙面鍍鋅，且鋅的克重較大，一般在45g/m2 以上，有些企業選用鋅克重為70g/m2。

車身截面圖

　　3、整車使用中，遇到下雨或潮濕地面等條件，地板、門檻橫梁、車門等區域或零部件，經常出現積水或濕氣聚集等情況，該區域屬于濕區，如結構設計不協調，且在整車行駛中，空氣流動不完全暢通，造成部分水分或水汽無法快速清除，極容易形成腐蝕，因此，這些區域也常選用鋅層克重為50g/m2 鍍鋅板。

進入市場一年車型腐蝕部位

　　4、針對一些特殊的零部件連接方式或特殊區域，如零部件之間的接觸面無法通過打膠或其他表面處理工藝進行防護，多選用鍍鋅板，并根據使用環境選用不同的鍍層厚度或克重的材料；針對B 柱等零部件，也選用鋁硅涂層等材料，對其進行腐蝕防護。

　　在整車開發中不同的驗證階段，汽車企業分別開展材料腐蝕性能檢測、零部件耐腐蝕性能檢測和評價，車身耐腐蝕性檢測和評價及整車道路腐蝕強化試驗。其中材料和零部件腐蝕性能檢測常用的方法有鹽霧試驗、循化腐蝕試驗等，該類試驗方法均為靜態評價方法。

底盤噴涂PVC膠

　　為了進一步將腐蝕問題提前暴露，降低后期整改周期和成本，當車身安裝完成后，還需要開展車身耐腐蝕試驗方法，如大眾汽車PV1210。該實驗主要是評價車身空腔、搭接及沖壓邊等關鍵部位的耐腐蝕特性，驗證車身空腔結構設計、材料選型及打膠、噴蠟等工藝設計是否可行，是非常有效的檢測和評價手段。

　　當各零部件具備批量狀態，汽車企業還需要對整車進行道路強化腐蝕試驗，也就是在模擬整車運行嚴苛的工況條件，分別進行道路試驗、駐坡試驗、高溫高濕及可靠性試驗等綜合性的試驗驗證，驗證中根據設計目標，可以執行100 循環或120 循環等不等，但是，我國汽車企業還沒有統一的試驗方法，如合資企業采用企業技術標準，國內汽車企業多數采用《海南汽車試驗場汽車道路強化腐蝕試驗方法》。

　　上述三類試驗方法均是汽車企業、設備企業、檢測機構等經過大量的試驗數據分析總結，但是，目前我國汽車企業采用的材料和零部件鹽霧試驗及車身腐蝕試驗方法基本上是借鑒國外的試驗方法，并轉化成企業技術標準或直接選用，這些方法在一定程度上解決了我國汽車產品的腐蝕檢測與評價問題，但是，根據我國汽車銷售市場要求，這些試驗方法還需要進一步深入研究。

側圍噴有裙邊膠

　　相對而言，海南試驗場制定的試驗方法，雖有借鑒國外經驗，但是，他們的工程技術人員，也結合我國市場特點，開展了大量基礎研究，如在典型城市進行掛片試驗，分析不同材料在不同環境下腐蝕速率等數據，并應用該數據完善試驗方法，因此，海南試驗場制定的道路強化試驗的方法能夠更好地模擬整車運行的腐蝕問題。

典型打膠方式

　　目前汽車企業也認識到汽車腐蝕控制及相關的基礎數據建設的重要性，但是，該項工作需要大量基礎數據支撐，不是一個企業能夠完成的，為此，2014 年在汽車企業倡導下，中國腐蝕與防護學會成立了汽車腐蝕與防護專業委員會，這標志著中國汽車腐蝕管控走上了新臺階。作為汽車腐蝕與防護專業委員會，除了開展材料腐蝕特性和腐蝕檢測方法等研究外，更應該結合我國汽車行業對腐蝕的需要，開展系統地、長期的規劃與實施工作，如：

　　1、開展汽車行業腐蝕現狀與需求調研工作。從整車全生命周期內，系統調研我們汽車行業腐蝕方面遇到的技術難點、關鍵技術問題等，同時，結合整車開發全過程的產業鏈和售后的腐蝕問題，梳理汽車行業的需求；

　　2、從整車- 系統- 零部件- 材料等技術鏈上，規劃出腐蝕委員會長期需要解決腐蝕的核心技術、關鍵技術，并整合汽車行業資源聯合開展腐蝕專項攻關；

　　3、識別出行業需求和企業需求，在企業需求的基礎上，聯合行業資源開展行業平臺的搭建，建立汽車腐蝕共享平臺等。