20世紀80年代汽車防腐蝕技術在國內并未得到足夠的重視。隨著汽車市場的不斷擴大，汽車競爭日益激烈，用戶對車身的涂裝要求越來越高。為此，生產廠家對車身的防銹、涂料的褪色、調色、光澤度等非常重視，并給予特別的關注。應用創新的防腐蝕技術，不僅可提高汽車的外觀質量，更重要的是還可提高汽車的內在質量，延長汽車的使用壽命，提高汽車檔次，甚至可成為帶動產品銷售的一個增長點。

    1金屬腐蝕及危害

    汽車零部件制造所用的材料以金屬為主，使用中金屬材料的腐蝕是難以避免的。金屬零部件在腐蝕性氣體或液體環境中，其在表面發生化學腐蝕或電化學腐蝕，生成腐蝕層，摩擦就會使其剝落而導致零件損壞，此現象即為腐蝕磨損。

    汽車發動機的磨損程度，除燃料中硫含量外，主要取決于汽缸的冷卻程度。發動機溫度越低，酸性物質越易在缸壁生成，腐蝕作用強烈；當溫度升高時，這些酸性物質呈蒸氣狀態隨廢氣排出，腐蝕要小得多；但溫度過高時，潤滑油黏度變低，油膜不易形成，抵抗腐蝕的作用減小，使磨損加劇。

    車輛金屬零件的腐蝕，不僅會降低其品質和壽命，而且因其腐蝕異常損壞的零件極易引發交通事故，甚至造成車毀人亡的慘劇。隨著車輛使用年限或行使里程的增長，各部位機件的腐蝕逐漸加劇，常見腐蝕比較嚴重的部位是板金件部分，如駕駛室、車大箱、客車殼體、車底板、擋泥板、車頭（翼子板、面罩）等。這些部位常與泥沙、碎石和水接觸，如車輪飛濺碎石、泥沙撞擊汽車表面的防護層，極易劃傷漆層，破壞其完整性、連續性，使金屬裸露在外，當接觸到水和空氣中的氧，就會起化學作用而產生銹蝕。

    2影響車輛腐蝕的主要因素

    引起車輛腐蝕的主要因素有使用環境因素和其自身結構因素。汽車使用環境比較惡劣且多變，造成汽車零部件腐蝕損壞。①濕氣的影響：在車身下部積存的泥沙、污垢和水分會加速腐蝕。②濕度的影響：在相對濕度高的地區（如沿海地區），腐蝕將加速，而在氣溫持續冰點以上，有大氣污染的地區腐蝕更為嚴重。③溫度的影響：溫度升高，處于通風不良處的零件會加速腐蝕。

    含有濕氣的污垢或碎屑物積留在車身板部分、空間或其他部位；汽車內部產生的腐蝕環境如發動機產生的高溫和含硫、氯離子等的燃燒廢氣，蓄電池產生的酸霧、漏液；工作中振動、沖擊產生的應力，摩擦、碰撞引起的局部破損等也是引起汽車零部件腐蝕損壞的主要原因。

    3金屬腐蝕的機理

    金屬腐蝕變化過程通常是從表面開始的，然后逐步向內層侵蝕，最終造成難以挽救的損失。其表現先是外表失去光澤，使光滑表面變得粗糙不平，并蓋滿一層金屬氧化物，也就是金屬腐蝕產物。如鐵由于腐蝕而蓋滿一層褐色銹，就是由鐵的氧化物構成的鐵銹。金屬腐蝕的主要機理是原金屬轉化成金屬氧化物，造成結構件或元件生銹、損壞甚至不能修復而報廢。而油漆、橡膠、玻璃鋼纖維等非金屬材料的老化，主要是受環境綜合作用后，材料的高分子結構發生裂解、降解、溶解等物理和化學變化，導致外觀和性能下降。當金屬零件摩擦表面之間存在著氧和酸性物質時，就會出現化學腐蝕，使表面局部腐蝕，并不斷地擴大延伸，導致顆粒狀剝落，使零件表面形狀變化造成早期磨損。可見汽車本身的設計結構、應用的材料、工藝及防護措施直接決定其耐蝕能力。

    電化學腐蝕是當不同電位金屬相接觸，由于電位差的不同而出現電流，這時失去正電荷離子的金屬被銹蝕，在銹蝕中伴有電流的產生。

    4汽車耐蝕性及防腐技術的應用狀況

    國內汽車的防護設計、防腐技術的應用和工藝水平相對偏低。一些國產汽車油漆層的豐滿度、平整度和光澤度及附著力偏低&鍍層、轉化膜的質量欠佳，尤其是重腐蝕環境（酸霧、高溫等）中零件的耐蝕能力差。直接表現在使用一段時間后出現銹漬，油漆層起泡、剝落、變色、失光，油箱清潔度降低，非金屬件變形等。與國外或國內合資企業制造的品牌汽車相比，國產汽車的造型、使用的材料及工藝直接影響了產品的檔次。目前占據國內汽車市場較大份額、且技術上國內領先的是東風、解放等品牌汽車，其外觀質量近幾年有明顯提高，所采取的防腐技術和應用現狀具有一定的代表性。由此可見，提高汽車的防腐性能需從結構設計、制造工藝的各個環節采取綜合措施才能取得最好的效果。

    4.1從汽車結構設計上避免腐蝕

    在汽車整體布置上考慮要防止腐蝕介質的積聚，盡量避免封閉區域，或保持封閉系統通風和排水良好，如考慮整車的通風、散熱；發動機產生的尾氣排放或通過凈化、降溫等；在外形設計上注意防護、避免積存水汽和塵土。國外先進汽車非常注重造型設計，如一些品牌汽車，造型流暢，既體現美感和功能設計，又不易積水和積垢，十分值得借鑒。注意外露件的保護，電器件與接頭布置在內側，或加防護罩殼。整車外露易腐蝕和易進水的部位設防塵罩。零部件設計時考慮其均勻腐蝕，選擇一種或幾種組合防腐方式。汽車常用的防護方式有涂層、電鍍、轉化膜和涂防銹油脂等。不同的工藝，具有不同的耐腐蝕性能。通過完善表面處理要求，提高零件設計的合理性，以及有效規范表面處理工藝，促進了產品外觀質量和耐蝕性的提高。

    4.2明確油漆涂層的特性和質量指標

    如車身結構件涂層強調裝飾性和耐蝕性；前后橋等的涂層強調保護性；蓄電池箱的涂層強調耐酸性；排氣管等的涂層強調耐熱性等。注意避免縫隙腐蝕、電化學腐蝕、應力腐蝕開裂。對不可避免的縫隙結構如發動機罩拼焊縫隙用密封膠封閉。不同金屬連接時應盡量選取電位接近的金屬，或采取絕緣措施避免電化學腐蝕。零件的結構要便于防護工藝的實施，必要時開設工藝孔。例如，油箱上開孔的位置要有利于噴槍嘴覆蓋全部表面進行噴丸處理。對化學前處理的工件要開設工藝孔，防止積液。考慮選用性能優良的耐腐蝕材料，如鍍鋅板、彩卷板、復合材料和工程塑料等。玻璃鋼具有工藝性好、強度高、成本低的特點，配合隔熱墊可以起到一定的隔熱和降低噪聲的效果，已廣泛應用于汽車發動機罩、蓄電池箱蓋和普通護罩等。目前應用的玻璃鋼零件普遍是以不飽和聚酯樹脂和無堿玻璃纖維為主要原材料，配合鋼板加強筋疊壓制作而成，可獲得良好的外觀質量，無焊接造成的焊棱和油漆難以掩飾的點焊疤痕，但耐久性差，易老化，適合試制小批量產品。對批量大的罩殼類定型零件，選用工程塑料（ABS工程塑料）取代玻璃鋼，可獲得更好的裝飾性和耐久性。發動機罩受環境影響較大，采用薄鋼板或鍍鋅板配合涂層防護更為合理，汽車將更多地應用新型材料。

    4.3應用投入少、見效快的防腐新工藝和新材料

    改進涂裝生產工藝，提高汽車外觀質量和耐蝕性。常見國產汽車的涂裝采用可低溫烘干的自干型油漆，目前所用面漆正由低固體分溶劑型向高固體分溶劑型及粉末涂料過渡，由丙烯酸工程磁漆過渡到裝飾性強、耐蝕性好的聚氨酯或丙烯酸聚氨酯磁漆；底漆和中間層良莠不齊，有些仍在使用醇酸底漆和過氯乙烯鐵紅底漆及過氯乙烯膩子、二道漆等，而有些已在使用耐蝕性較好的磷化底漆及鐵紅環氧酯底漆、不飽和聚酯膩子（原子灰）。因大批量生產的需要，汽車涂裝已由地攤式改為流水線生產，將裝配、調試后再整車涂面漆的生產工序改為分部涂裝，即零部件完成涂裝后再裝配、調試、精整入庫，用進口的空氣輔助式噴槍或高壓無氣噴槍取代普通的空氣噴槍進行噴涂，提高油漆材料的利用率和涂裝效率，將漆膜自然干燥改為烘干，提高涂膜的附著力和硬度，加快了生產速度。既滿足大批量生產的需要，又避免了整機涂裝所造成的車身內污染、漆膜不全、附著力和硬度低等弊病。

    4.4改進前處理工藝

    國內汽車零件的前處理主要是噴丸處理和化學前處理。目前噴丸處理主要應用于厚板結構件和鑄件，以除銹、除氧化皮為主要目的，材質的表面并沒有形成保護膜，零件的耐蝕性取決于表面涂層。化學前處理主要應用干氧化皮較少的薄板結構件‘如發動機罩、儀表架等。目前主要應用的較成熟的中溫磷化技術是“脫脂除油→除銹→水洗→中溫磷化→水洗→中溫鈍化→烘干→涂裝”。經磷化和鈍化后處理的零件，表面形成的磷化膜在大氣中有較好的耐蝕性，能有效提高涂層的附著力。

    5汽車制造中的金屬機件防腐措施

    5.1金屬表面處理和表面除油

    金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。由于材料種類不同故表面處理方法也有一定差別，金屬表面處理可分為：除銹、除油、磷化、純化等幾種。汽車零部件在制造加工、保管和使用中，常常接觸到各種潤滑油而形成油污或因保管不當而銹蝕。在車身涂裝前，須經過除油、除銹等表面處理。最常用的方法有溶劑除油法、堿液清洗法和表面除銹法。

    5.2使用防腐裝飾涂料

    現實生活中有70%以上的鋼鐵制品暴露在易于腐蝕的環境中，如橋梁、交通工具、各種機械設備等，長期受到風吹雨淋，酸、堿、鹽和微生物的腐蝕，使設備的機械性能下降、使用價值降低，甚至造成提前報廢。防腐涂料涂膜有很強的附著力，起著隔離水分、煙霧以及外來腐蝕物質侵蝕的作用，使被涂物體表面受到保護。因此防腐涂料作為金屬防腐最廣泛的應用方法。

    底漆的作用是防止金屬表面的氧化腐蝕、增強金屬表面與膩子、膩子與面漆之間的附著力。由于附著力和耐腐蝕性能主要依靠底漆層，因此車用底漆具備的特性有：①對經過表面處理的車身表面有良好的附著力；②所形成的漆膜應具極好的機械強度（耐沖擊強度、硬度、彈性）；③漆膜必須具有極好的耐腐蝕性、耐水性和抗化學腐蝕性；④必須有合理的配套作用；⑤有良好的施工性能，能適應先進的汽車涂裝工藝。底漆的附著力和漆膜的強度除了與成膜物質有關，還與涂膜的厚度、均勻度、干燥程度、稀釋劑的正確使用及施工環境、表面清潔處理（如除銹、去油）等有關。常用底漆有：國產客車鋼鐵表面用F06-1鐵紅酚醛底漆，鋁及鋁合金等輕金屬用F06-1鋅黃酚醛底漆；中高級或進口轎車可用進口防護底漆。具體可根據制造商提供的產品說明書選用。施工以噴涂為主，要求噴涂均勻、無漏涂、無流痕。

    瀝青是一種熱塑材料，是歷史悠久的涂料品種。由于其具有材料來源豐富、價格低廉、施工方便的特點，得到了廣泛應用。主要品種有純瀝青漆、加油瀝青涂料、加樹脂瀝青涂料。其主要特點：優異的耐水性，良好的耐化學性能和絕緣耐熱性，是一種很好的防腐裝飾涂料。常用于化工、機械、船舶、地下管道、輕工制品、小五金等。

    5.3納米涂料

    汽車涂層除要求高裝飾性外，還要求有優良的耐久性，包括抵抗大氣紫外線、水分、化學物質及酸雨的侵蝕和抗石擊性能。在影響汽車使用壽命的各項性能中，最為重要的莫過于耐候性了。汽車外部零件如保險杠、擋泥板以及車門的鑲邊等所選擇的涂料其耐候性是最突出的要求，另外也要求能夠有較好的耐介質性和耐磨性。因此汽車上那些經常受到外界因素摩擦、沖擊的部位，最好采用具有防護作用的涂料。納米材料的特性為其廣泛的應用奠定了基礎，開發納米材料的應用領域正是納米科學研究的主要方向。利用納米材料特殊的抗紫外線、抗老化、高強度和韌性、良好的靜電屏蔽效應、色澤變換效應及抗菌消臭功能等，開發和制備性能優異的新型汽車涂料，具有廣闊的應用和發展前景。

    利用納米粉體材料較強的紫外光反射特性，將納米粉體按一定比例加入到涂料中，可以有效地遮蔽紫外線，免受紫外光損害。

    利用納米SiO2、MgO等的透明性和對紫外光的吸收特性，在制備某些防護材料或產品時添加少量（一般不超過總量的2%）這樣的納米材料，就大大減弱紫外線對這些防護材料或產品的損傷作用，使之更具有耐久性和透明性。這種涂料可以用于汽車有機玻璃的涂層材料，防止有機玻璃老化、透明度下降。用納米TiO2或SiO2改性的塑料膜，貼在汽車玻璃上具有保溫效果，可以降低空調的能耗。汽車車體最貼近地面的部分，往往受到各種濺石、瓦礫的沖擊，這就需要性能良好的抗石擊涂料。在汽車窗導槽等經常摩擦磨損部位，應該用具有低摩擦系數的涂料，從而減少對汽車的傷損。在涂料中添加納米Al2O3、納米SiO2等可提高涂層的表面強度和耐磨性。由于靜電的作用會引起諸多麻煩，因此汽車內飾件涂料及塑料部件用防靜電涂料的開發和應用日益廣泛。美國用納米材料可作為靜電屏蔽涂層，日本利用納米氧化物制成多顏色的靜電屏蔽涂料，還研發了汽車塑料部件用無裂紋抗靜電透明涂料。

    6汽車車身表面防護處理措施

    （1）采用鍍鋅鋼板。為了防止鋼板件銹蝕，所有的外部沖壓件都是采用鍍鋅鋼板，鍍鋅層厚度10?m。鍍鋅鋼板置于自然環境下，每年鍍鋅層自然減薄2?m,基本可以維持車身壽命5年。

    （2）磷酸處理。磷酸處理亦稱涂裝前的預處理。在對車身鋼板進行脫脂清洗之后，應給車身涂上一層磷酸鋅，涂了這層磷酸鋅（很薄的一層，僅3?m）既能起到第一次保護的作用，也有利于下一道涂料的黏附。

    （3）陰極電泳處理。陰極電泳處理亦稱為上底漆，電泳涂層較厚（30~50?m）該涂料為水溶性涂料，實施過程中應采用電解方式對所有暴露在外的鋼板表面和車身底部進行處理。也即是將車身的一頭接正極，并浸泡在電解槽內進行電解沉積處理。電泳底漆的主要步驟為-入槽浸泡（至少2min）；F溶液（亦稱超濾液）沖洗4道，其中浸泡清洗一次，目的是使夾縫、封閉梁內部清洗干凈；用去離子水沖洗2道；烘干[（180±5）℃]。烘干過程中也可使車身焊裝時采用的點焊密封膠固化。

    （4）密封——涂抗石擊涂料。這道工序的操作必須仔細、耐心和認真，其主要目的是防止水、灰塵、氣味進入車廂內，車廂底部的涂料能保證車廂底部不銹蝕和不致被碎石塊撞壞，這種涂料彈性好，可以吸收和緩沖碎石的撞擊能量，涂料以噴涂方式覆蓋于輪罩內部、底板外表面，車身側面下裙部。在所有外部可見的鋼板搭接處用噴涂或擠涂的方式涂密封膠6,必要時用刷子對縫隙進行密封，此外對發動機罩蓋和骨架間采用這種膠，按工藝要求進行逐點填充式擠涂。

    （5）中涂。中涂油漆覆蓋于車身所有外表面。涂層較厚，一般為40?m,在迎風面還要厚一些，中涂油漆物理性能與底漆、面漆不同，它的彈性較強，底漆與面漆則比較脆硬。中涂層油漆的功能主要是吸收灰、砂等對面漆的沖擊力；加強底漆與面漆之間的附著力；使面漆豐滿，起填補的效果。中涂后需進行烘干，烘烤溫度為（140±5）℃，中涂后的烘烤也同時使抗石擊涂料和密封膠得以固化。

    （6）面漆。面漆物理化學性能穩定，除了使汽車外觀更美觀漂亮以外，同時也能承受自然環境對汽車的侵蝕，如潮濕、氧化、雨水、含鹽物質、含酸物質、陽光輻射、砂石撞擊等。

    （7）存放防護涂層。對于長期（3個月以上）露天存放的車身其外表面應噴涂一層水溶性防護蠟。該防護蠟加有紫外線吸收劑，使用前用皂類洗滌劑和清水沖洗掉防護蠟使油漆重現光彩。

    7汽車應用中金屬機件的防腐措施

    （1）應用防銹劑對車身進行處理。購到新車后要盡快防銹）一旦鐵銹已經開始產生，過了微細粉末狀階段，再防銹就費事了+,在易附著水分及泥土較多的地方，密封或半密封的部位，如面板底部、底板下面、車門內側、護板襯墊內、擋泥板的接合部、燈類裝設處等容易生銹的地方，噴涂一層含蠟的自行封閉的防銹劑。，專業的防銹工作，包括在正確的位置鉆孔，通過所鉆的孔噴漆防銹。孔的具體位置在不同車型上是不盡相同的，應根據具體車型的詳細說明進行。噴漆后要用橡膠或塑料塞子，將鉆的孔塞住。

    （2）平時及時作好除銹工作，在換季維護時，做有計劃的防銹處理。

    （3）經常刷洗汽車，定期打蠟，以保護噴漆層并保持涂膜光亮。

    （4）經常用水管對車身進行沖洗，沖洗車身底板下面、翼子板下面和易于生銹的其他部位，同時要清洗掉車門檻上的污垢。不要使用較高水壓的水噴洗，以防淋到車身各處，特別是車窗、發動機罩蓋及行李箱蓋接合之處引起銹蝕。

    （5）如果車門底部和后擋板有排水孔，應保持其暢通，以避免積水并引起腐蝕。

    （6）雨天和行駛泥濘道路后，要及時擦拭車輛，除去泥污。清洗時，應盡量少用地下水，洗后用干布擦拭。

    （7）噴漆的部件如果缺漆，應及時補漆和打蠟7沒有噴漆的部件，應經常檢查，發現缺油，及時維護。車輛在二級維護時，應分解除銹、以免銹死。

    （8）汽車封存防腐，選擇和改善停放環境，注意通風、除塵、保溫等。經常檢查車輛是否有較小的損傷，如有損傷應及時進行修理。金屬部件表面盡可能做保護處理，如采用電鍍、噴鍍等金屬覆蓋層，法蘭和磷化（即金屬件表面形成一層氧化膜），非金屬覆蓋層（如油漆、橡膠瀝青等），暫時覆蓋層（如涂抹潤滑油脂等）。

    8汽車應用防腐技術的發展方向

    8.1應用陰極電泳底漆

    在目前的各種油漆施工工藝中，陰極電泳底漆防腐能力最強，這一點在瑞典腐蝕研究所所做的調查中得到證明。陰極電泳涂裝生產可實現全自動化，施工安全、效率高，以水為溶劑，可做到無排放和幾乎無污染；漆膜均勻并具有優良的抗蝕性，在磷化處理后電泳，耐鹽霧能力強；漆膜結合力與韌性及硬度指標皆具有優勢，此項防腐技術已經在汽車產品上得到廣泛應用并日益成熟。國產汽車上應用只需對現有工藝進行完善。“基材前處理（包括磷化）→清洗→去離子水洗→陰極電泳底漆→去離子水洗→清洗→固化→面漆涂裝”，在現有的磷化前處理生產線上增設電泳涂裝設備就能實現。陰極電泳漆目前較多采用丙烯酸樹脂、環氧樹脂和聚氨酯等，與汽車所用面漆（丙烯酸或聚氨酯磁漆）具有良好的配套性。

    陰極電泳涂裝工藝經30年的不斷完善，現已成為汽車涂裝中最成熟的涂底漆（或底面合一涂層）的先進技術之一。

    8.2水性涂料的靜電涂裝工藝

    汽車涂裝中的VOC排放量要達到環保法規的要求，主攻方向是中涂和面漆，因底漆幾乎實現了水性化。據資料介紹，中涂層涂料的VOC釋放比率約占汽車涂料VOC總排放量的25%,汽車面漆的VOC釋放比率約占60%（其中金屬閃光底色漆占40%,罩光清漆占20%）。為適應環保的要求，進入20世紀90年代以來，歐美等國汽車車身涂裝線都采用水性中涂和水性底色漆，日本也都采用水性中涂、面漆。我國現今采用的汽車中涂面漆仍是傳統的有機溶劑型涂料。為保護環境，汽車中涂和面漆實現高固體分化、水性化和粉末涂裝無害化是勢在必行的。高固體分涂料還可采用常規的涂裝方法及設備進行涂裝。可是水性涂料和粉末涂料無法采用常規的涂裝方法及設備進行涂裝。采用水性涂料可望大大減少中涂和面漆的VOC,但因水性涂料本身是導電的，因此要求開發一種在涂裝線上使用水性中涂和面漆的靜電噴涂生產技術，并仍能保持常規高速杯式自動靜電噴涂的質量和涂著效率。

    8.3應用達克羅技術

    達克羅即片狀鋅基鉻酸鹽防護涂層，亦稱鋅鉻膜，是當今國際表面處理的高新技術。經達克羅處理的金屬制品性能優異，耐蝕性強，一般涂層厚6~8?m就可保證在鹽霧試驗中480~1000h不出紅銹，是電鍍鋅5~7倍。高耐熱性（可耐熱至300℃），表面涂膜即使長時間置于高溫條件下也不會被腐蝕，而電鍍鋅法（有色鉻酸鹽處理），在100℃左右，表面的鉻酸鹽涂膜就開始變化，抗腐蝕性急劇下降；無氫脆性，適用于高強度受力件。在汽車及配件上開始大量使用，并獲得了極高的評價。隨著國內達克羅技術的發展，生產成本的降低，國產汽車亦有可能對重蝕環境（高溫、高腐蝕性環境）中的零件應用鋅鉻膜防護。

    9結語

    汽車表面需要涂料的保護和裝飾，涂層質量是對汽車質量的直觀評價，它將直接影響汽車的市場競爭力。對于現代汽車尤其是轎車，人們不僅追求線條流暢的外形，而且對汽車的外觀質量、汽車的裝飾和使用壽命也提出很高的要求。這尤其表現在要求汽車滿足人們在視覺、嗅覺和聽覺等方面的追求。汽車業的發展變化對涂料提出高品質、低消耗和環保技術等要求。這些都對現代汽車涂層材料和工藝提出挑戰。提高汽車的耐蝕性和外觀質量，著重是提高設計的合理性及應用先進的防腐工藝和材料。

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責任編輯：王元

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