浅谈汽车腐蚀与防护技术

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1车辆腐蚀主要影响因素分析

1.1大气环境下金属腐蚀因素影响分析

我国地域跨越大，气候种类多，各地区的气候特点都会引起相应的腐蚀发生。随着经济的发展，有些工厂忽略了环境引发的腐蚀，所以腐蚀的问题也随之增加。大气环境造成车辆腐蚀的原因很多，总结起来主要受温度、湿度、酸性气体以及电解质四方面的影响。图1为湿度对钢铁腐蚀的影响。

1.2涂装喷漆对金属腐蚀影响因素分析

涂装漆膜与金属表面的界面区域是金属发生锈蚀的主要区域，为了减缓或避免涂装金属的锈蚀，我们一般在金属表面做涂层。喷漆涂装保护层对水的渗透率严重影响金属喷漆涂装表层的附着力，而氧的渗透率则很大程度上影响金属的锈蚀性能。

1.3生产制造过程中的腐蚀影响因素分析

整车零部件在机械加工过程中由于在高温切削时，通常会因高温使极压剂分解而引起零部件腐蚀；此外大部分金属紧固件、卡箍等在紧固过程中由于紧固扳手或其他相关紧固设备同为金属材质，导致在紧固过程中将其表面的防腐涂层磨损掉，另外在焊接后再焊缝处产生氧化皮，如未及时清除则会导致后期的电泳缺陷，导致过早产生锈蚀。

1.4结构设计腐蚀影响因素分析

整车各部位零部件形状与腐蚀密切相关，在设计过程中由于结构设计经验不足，导致部分零部件结构出现封闭区引起的电泳涂装困难问题；由于结构设计引起毛细渗透和腐蚀物长期滞留问题；以及由于结构设计引起的通风、排水不畅通等问题造成车身及零部件过早产生腐蚀，甚至车门下部出现穿孔锈蚀问题。

1.5运输及储存腐蚀影响因素分析

大部分零部件本身防护效果较好，或者已经采取了正确的防护方式，但是因为在物流运输过程中未有效防护，导致运输过程漆面、镀层磕碰划伤，遇到雨雪、潮湿天气导致制件零部件后期产生腐蚀现象，另外经防锈处理后的零部件入库后，没有考虑先进先出的原则或者因库存量过大导致使用不及时，导致零部件过早产生锈蚀。

2车辆腐蚀对主机厂的影响

2.1海外市场实单保修要求的影响

为了保护消费者利益，减少环保方面的压力，一些国家和地区制定了汽车的腐蚀政策法规要求，以此来提高整车的防锈水平。表1列出了代表国际最高水平的汽车防腐要求。

2.2腐蚀与防护技术对主机厂的影响

车内空气质量对主机厂的影响主要有以下两个方面：①品牌：整车防腐质量的好坏已经成为人们评价汽车质量好坏的指标之一，除影响品牌美誉度外，良好的防腐质量，有助于提高顾客满意度，且可以促进汽车品牌形象的提升。②销量：良好的防腐质量，能成为车型的卖点，反之，较差的防腐质量，直接影响顾客的购买欲，进而影响整个品牌的销量。③利润：整车防腐质量的好坏直接影响到主机厂销售利润的增长，尤其在海外市场的影响较大，目前海外市场顾客对于整车防腐质量的要求日益严格，各国相继出台了相关政策及要求，如实单保修、配件保修、例行保养等要求，且维权意识较强，如不加以严格控制会直接影响海外市场的品牌形象及销售利润。

3整车开发腐蚀与防护设计理念

3.1控制思路

对整车防腐的控制遵循由点到面控制原则，即从零部件防腐能力控制入手，对底盘、车身及非金属电镀零部件用材及所用表面处理提出严格的要求，从根源上解决零部件腐蚀问题。核心控制技术体现在三个方面：①选材控制。通过掌握不同材料对腐蚀及工艺影响的信息，向零部件供应商推荐低成本、高性能材料，从而掌握零部件材料选用的主动权。②结构设计控制。通过对整车结构设计过程中防止腐蚀介质的积聚以及尽量避免封闭区域或保持封闭系统通风和良好排水性等方面的考虑，对整车防腐结构设计提出指导。③生产制造及工艺控制。根据实际情况实行“腐蚀划分原则及要求”的控制策略，即把整车控制目标分解到各个零部件中去，通过对各零部件的控制来实现整车控制的目标。

3.2实现手段

根据上述控制思路，对整车防腐采取了合理的控制手段，主要有以下几点：①建立合理的防腐标准体系。要想实现对车辆防腐质量的有效控制，必须制定合理的防腐检测标准，以对一级、二级零部件供应商进行有效的约束。根据“腐蚀划分原则及要求”的目标值实现策略，制定系统的零部件防腐要求标准，为有效限制各零部件的防腐质量提供标准依据。②与零部件供应商通力合作。从车型研发初期就已将整车防腐质量控制工作提上日程，通过合理选择零部件供应商及对零部件供应商提出相应的零部件防腐相关试验限值要求，来达到整体控制零部件防腐蚀的目标。③采用“双管齐下”的试验验证手段。采取整车强化腐蚀试验与零部件试验相结合的“双重管控”的试验方法，通过对零部件的检测来验证整车防腐性能，同时通过整车强化腐蚀试验来验证零部件的防腐性能，这种检测手段体现了“由整体到局部”的目标分解思想及“由局部到整体”的分级达标的控制策略。

3.3实现过程

开发工程师应熟悉腐蚀原理与腐蚀形态、汽车用材及各种因素对材料的影响、腐蚀的防护方法与其失效形式以及汽车各部位形状和腐蚀的关系才能进行优良的防护设计。预防几种类型腐蚀的设计。①预留足够的“腐蚀余量”；②尽量避免搭接产生缝隙结构，或用密封胶来封闭缝隙；③在异金属连接处，必须采取有效的绝缘措施，或者尽量选用电位相近的金属连接；④设计中应尽量减少部件承受拉应力，避免应力集中，减少焊缝应力与断面变化应力叠加。封闭部分与滞留处设计。设计中应尽量避免产生封闭区，或让封闭区域通风与排水良好。由于涂漆或喷蜡、注蜡工艺的需要，部分零部件如下边梁等需开孔，其位置应有利于喷枪嘴覆盖全部表面。此外，进口孔位置要能防止水气与碎石的直接进入，排水孔应位于封闭区和滞留处的最底点。零部件外形设计。高垂直凸起零件，有些部位朝向地面面积暴露较大，不仅承受固体撞击，而且直接暴露于腐蚀环境中。设计时应降低总的水平面区，保持金属表面与轮胎溅起石块方向成一定角度，尽可能减弱石块撞击，从而降低腐蚀速率。特殊电器零部件设计。电器设备与接头应尽量避免暴露在水、水气、碎石中，灯罩和开关应布置在汽车内侧，或用橡胶堵盖覆盖，或用塑料盒隔离。车灯在严重的道路飞溅下，薄弱点多在没有封闭的装饰条螺钉处，因此必须用橡胶密封良好。发动机舱、电喷车的中央控制单元、手制动拉索、油门拉索和门锁等易腐蚀的零部件，应加以封闭；对于不能封闭的零部件应尽量布置在水分和灰尘不易进入的地方。建议发动机罩、行李箱盖、车门外板、左右翼子板和顶蓬等零部件材料采用7～10μm的厚镀锌钢板；发动机进回油管、暖风管和制动油管如采用金属材料必须在管路外表面涂覆保护层；汽车的排气消声系应选用耐腐蚀性强的、不锈钢或镍基合金；像加油口盖、后视镜座及支架、左右翼子板等零部件在保证功能的前提下尽量选用非金属材料、铝合金和复合材料；螺栓、螺钉和卡箍都等紧固件应选用耐腐蚀性好的合金材料制作。使用阴极电泳底漆，中涂选用抗石击涂料，车身底板采用低密度PVC涂料。另外，除车身或驾驶室外，其它汽车零部件普遍采用磷化前处理工艺，以提高涂层的附着力。各种焊接处应用焊缝密封胶能有效防止缝隙腐蚀。在有锐边处使用均匀的折边胶，既增加翻边的强度，又能防止水分和道路泥土渗入引起缝隙腐蚀。在汽车全部装配完成后，专门设立一个工位对装配过程中涂层受损的零部件补漆，以预防对因装配及过程中磕碰划伤导致的后期腐蚀问题的发生。

4结论

经过对造成车辆腐蚀的原因分析，从设计源头建立了涵盖整车、零部件、材料及工艺等方面系统的车辆腐蚀防护设计控制体系，通过产品设计、选材控制、产品表面处理工艺控制来实现对各零部件及整车防腐质量的控制，进而来保障整车防腐目标的实现，最终成功实现对整防腐质量的有效控制。

本文作者：闫会杰杨洁杨红新工作单位：长城汽车股份有限公司技术中心