汽车腐蚀控制及基础数据建设至关重要

2015-09-01 00:00:00 作者：班英飞来源：《腐蚀防护之友》分享至：

　　文| 杨洁中国汽车工程学会

　　耐腐蚀性作为汽车产品关键性能指标之一，近年来才得到国内汽车行业应有的重视。前期调研发现，无论是在国内市场还是在国际市场，我国汽车腐蚀问题都较为严重。一是新车上市车型使用3 年左右，就发现车身、底盘等关键部位或零部件出现大面积腐蚀，更有甚者，部分安全件和功能强件也出现了不同程度腐蚀；二是据国外市场反映，我国出口的部分汽车，在海运3 个月内，其底盘、发动机等均出现大面积锈蚀，为此，引起了用户抱怨较大，也给汽车企业造成了巨大的损失。

　　随着汽车市场竞争日益激烈，提升整车耐腐蚀性能，是汽车企业提高其产品内在品质必然选择，也是增强用户购买欲望和信心，提升产品在国内外市场的竞争力重要保障。

　　但是，无论作为汽车用户，还是从事汽车产品研发的工程师均要正确地认识和理性地看待汽车腐蚀问题。一是汽车腐蚀不是我国自主汽车企业的“专利”，日本、美国、德国等汽车企业也频现腐蚀问题，他们因为腐蚀导致的召回案例也屡见不鲜；二是在汽车全生命周期内腐蚀问题是不可避免的，不是所有零部件耐腐蚀性能与整车同寿命，如表1 所示：

表1 车身典型零部件腐蚀设计寿命

　　从表1 可以得出，排气系统等零部件耐腐蚀设计寿命要低于车身的安全件等，但是，与安全等有关零部件或系统，其设计寿命与整车相同，在其设计寿命内不能出现因腐蚀问题导致功能丧失。

典型腐蚀零部件

　　目前，我国汽车用材还是以钢为主的金属材料，如车身，50% 以上选用软钢、高强度钢和超高强度钢。为了解决腐蚀问题，在整车开发中汽车开发工程师开始选用耐腐蚀电镀锌、热镀锌等带有镀层的板材，其选用原则主要遵循以下几点：

　　1、依据市场环境及法规等要求，开展典型材料腐蚀特性的检测和评价，收集目标市场材料腐蚀数据，在车型开发中，首先定义合适的整车腐蚀寿命，然后根据材料腐蚀特性，选用不同的耐腐蚀材料及材料种类和使用区域，耐腐蚀材料定义流程如下图“目标市场材料选型的简易流程” 所示：

目标市场材料选型的简易流程

　　我国沿海城市和内陆城市，其工况条件差别比较大，如沿海地区，其湿度和盐分比较大，在这种环境下对汽车腐蚀比较严重，因此，针对这类市场要加大镀锌板的使用，表2 所示：

表2 典型的国际市场气候环境

　　如欧洲市场，在冬天其融雪撒盐比较普遍，汽车企业要选取一部分材料送到该类市场做腐蚀试验，以判定在该类环境下材料的腐蚀特性，采集这些基础的腐蚀数据，作为汽车企业产品设计的依据，对汽车企业很有意义。

　　2、如图“车身截面图”所示，在车辆运行中，车身不同区域受到腐蚀环境影响有差异，如图中2 和3 区域，由于汽车在高速行驶状态下，该区域经常受到道路上的石子等硬物体撞击，容易产生腐蚀问题，因此，开发工程师常选用镀锌板，相对其他区域，选用镀锌板的材料，要求双面镀锌，且锌的克重较大，一般在45g/m2 以上，有些企业选用锌克重为70g/m2。

车身截面图

　　3、整车使用中，遇到下雨或潮湿地面等条件，地板、门槛横梁、车门等区域或零部件，经常出现积水或湿气聚集等情况，该区域属于湿区，如结构设计不协调，且在整车行驶中，空气流动不完全畅通，造成部分水分或水汽无法快速清除，极容易形成腐蚀，因此，这些区域也常选用锌层克重为50g/m2 镀锌板。

进入市场一年车型腐蚀部位

　　4、针对一些特殊的零部件连接方式或特殊区域，如零部件之间的接触面无法通过打胶或其他表面处理工艺进行防护，多选用镀锌板，并根据使用环境选用不同的镀层厚度或克重的材料；针对B 柱等零部件，也选用铝硅涂层等材料，对其进行腐蚀防护。

　　在整车开发中不同的验证阶段，汽车企业分别开展材料腐蚀性能检测、零部件耐腐蚀性能检测和评价，车身耐腐蚀性检测和评价及整车道路腐蚀强化试验。其中材料和零部件腐蚀性能检测常用的方法有盐雾试验、循化腐蚀试验等，该类试验方法均为静态评价方法。

底盘喷涂PVC胶

　　为了进一步将腐蚀问题提前暴露，降低后期整改周期和成本，当车身安装完成后，还需要开展车身耐腐蚀试验方法，如大众汽车PV1210。该实验主要是评价车身空腔、搭接及冲压边等关键部位的耐腐蚀特性，验证车身空腔结构设计、材料选型及打胶、喷蜡等工艺设计是否可行，是非常有效的检测和评价手段。

　　当各零部件具备批量状态，汽车企业还需要对整车进行道路强化腐蚀试验，也就是在模拟整车运行严苛的工况条件，分别进行道路试验、驻坡试验、高温高湿及可靠性试验等综合性的试验验证，验证中根据设计目标，可以执行100 循环或120 循环等不等，但是，我国汽车企业还没有统一的试验方法，如合资企业采用企业技术标准，国内汽车企业多数采用《海南汽车试验场汽车道路强化腐蚀试验方法》。

　　上述三类试验方法均是汽车企业、设备企业、检测机构等经过大量的试验数据分析总结，但是，目前我国汽车企业采用的材料和零部件盐雾试验及车身腐蚀试验方法基本上是借鉴国外的试验方法，并转化成企业技术标准或直接选用，这些方法在一定程度上解决了我国汽车产品的腐蚀检测与评价问题，但是，根据我国汽车销售市场要求，这些试验方法还需要进一步深入研究。

侧围喷有裙边胶

　　相对而言，海南试验场制定的试验方法，虽有借鉴国外经验，但是，他们的工程技术人员，也结合我国市场特点，开展了大量基础研究，如在典型城市进行挂片试验，分析不同材料在不同环境下腐蚀速率等数据，并应用该数据完善试验方法，因此，海南试验场制定的道路强化试验的方法能够更好地模拟整车运行的腐蚀问题。

典型打胶方式

　　目前汽车企业也认识到汽车腐蚀控制及相关的基础数据建设的重要性，但是，该项工作需要大量基础数据支撑，不是一个企业能够完成的，为此，2014 年在汽车企业倡导下，中国腐蚀与防护学会成立了汽车腐蚀与防护专业委员会，这标志着中国汽车腐蚀管控走上了新台阶。作为汽车腐蚀与防护专业委员会，除了开展材料腐蚀特性和腐蚀检测方法等研究外，更应该结合我国汽车行业对腐蚀的需要，开展系统地、长期的规划与实施工作，如：

　　1、开展汽车行业腐蚀现状与需求调研工作。从整车全生命周期内，系统调研我们汽车行业腐蚀方面遇到的技术难点、关键技术问题等，同时，结合整车开发全过程的产业链和售后的腐蚀问题，梳理汽车行业的需求；

　　2、从整车- 系统- 零部件- 材料等技术链上，规划出腐蚀委员会长期需要解决腐蚀的核心技术、关键技术，并整合汽车行业资源联合开展腐蚀专项攻关；

　　3、识别出行业需求和企业需求，在企业需求的基础上，联合行业资源开展行业平台的搭建，建立汽车腐蚀共享平台等。