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浅 谈 汽 车 整 车 腐 蚀
发布时间:2008-05-09 11:57:36  来源:阿里巴巴商人论坛 作者:



1      前言

    汽车是由各种金属材料和非金属材料制成的零部件所组成的,因此在使用过程重不可避免的会遇到腐蚀问题。汽车腐蚀给社会造成的经济损失是巨大的,据我国1996~2000年间对重庆市公共汽车的腐蚀调查表明,每年重庆市因汽车腐蚀所造成的直接和间接经济损失达2600多万元,而据20世纪80年代的统计,美国每年因汽车腐蚀所造成的损失高达200亿美元。不仅如此,汽车腐蚀还造成了社会资源的极大浪费和生活环境的污染,甚至可能由此引发严重的交通事故。因此,无论是政府部门,还是汽车生产企业、消费者,都有必要对汽车的腐蚀问题给予足够的重视。
 
2      汽车常见腐蚀类型

2.1斑状腐蚀

   斑状腐蚀一般在车身和底盘部位发生较多,主要表现为油漆涂层起泡、脱落、锈蚀,露出底层基体金属。斑状腐蚀的原因是多方面的,底盘部位零部件及车架表面的腐蚀多是因为路面沙石飞溅破坏漆层所致;而车身面板的腐蚀常常是因为油漆处理工艺存在缺陷或车身钢板腐蚀性能较差所致。

2.2缝隙腐蚀

   缝隙腐蚀是汽车腐蚀中最常见也是最严重的腐蚀形式,所有的金属及其合金都会发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀的原因,简单的说,就是由于缝隙的存在,缝隙内外氧含量、离子浓度等条件不同而导致腐蚀发生。在铆接、焊接及螺栓连接的位置都极易发生此类腐蚀,而含C1的环境更会极大的加快缝隙腐蚀的速度,对缝隙腐蚀比较敏感的宽度是0.025mm~0.1mm。

2.3点腐蚀

   点腐蚀多发生在表面能够生成钝化膜的金属上(如不锈钢、铝及铝合金等),或者是表面有阴极保护镀层的金属上(如镀铜、镀铬、镀镍金属表面)。由于C1离子能够破坏金属表面的钝化膜,所以在海洋大气环境及撒有融雪盐的道路上,汽车点腐蚀就更为严重。

2.4双金属腐蚀

   当电位不同的两种金属相互连接时,电位较低的金属会先发生腐蚀,电位相差越大,腐蚀越严重。预防双金属腐蚀的最简单办法就是,在两种金属间加入高电阻物质,将其隔离开。

2.5晶间腐蚀

   由不锈钢、铝合金制造的汽车零部件,在制造过程中由于加热、焊接会引起金属晶粒和边界附近的化学成分发生变化,这种变化可能导致零部件在使用过程中发生晶间腐蚀,金属强度降低过早损坏,如空调系统中的冷凝器和发动机系统中的散热器、排气管等。

2.6其他腐蚀

   在腐蚀环境下,汽车上的零部件若承受周期性的交变载荷,则可能发生腐蚀疲劳,如减振弹簧和制动管;若某种金属在使用中承受较大的张应力,当与特定的腐蚀介质接触时,则可能发生应力腐蚀,如在C1含量较高的腐蚀环境中的不锈钢部件;若承受周期性的微小振动,则可能发生微动腐蚀,如出现微小松动的紧固螺栓和轴承。
 
3      汽车常见腐蚀部位

3.1车身

   前后翼子板、发动机舱盖、行李箱盖及车门边缘,常见为油漆涂层较薄或质量缺陷等问题,导致表面漆膜起泡脱落生锈。一些面板搭接部位还常由于折边胶涂覆不充分,而导致发生缝隙腐蚀。同时,车门、前翼子板及发动机舱盖受路面沙石飞溅和融雪盐的影响较严重,焊接处可能因为涂层不完整或未涂密封胶而引发缝隙腐蚀。目前,世界各大汽车公司开始逐渐采用激光焊接技术制造汽车车身,大大减少了焊点和搭接缝隙,从而极大地减少了车身的腐蚀。

3.2底盘

   汽车纵梁、地板及车轮护罩板等处离地面较近,长期经受路面沙石和盐水、灰尘的冲击,若防护措施不当,会很快出现大面积的锈蚀。另外,钢板搭接位置若没有密封胶或PVC涂层的保护,在汽车行驶过程中,腐蚀物质也很容易进入搭接缝隙而造成腐蚀。

  副车架、前轮摆臂、横向稳定杆、转向节、传动轴、减振器、螺旋弹簧等零件虽然也常采用阴极电泳处理,并在表面涂以黑漆,但在路面沙石冲击及盐水、灰尘的综合作用下,同样会很快出现表面漆层破损、脱落生锈的现象,某些车型采用零件表面喷塑技术,取得了较好的防腐效果。有些中高档车型采用铝及铝合金制作前轮摆臂等重要部件,基本避免可锈蚀的发生。

  排气系统部件是汽车腐蚀最严重的地方,某外部处于底盘恶劣的腐蚀环境中,内部受到高温废气和低温冷凝水的交替腐蚀,易造成腐蚀穿孔。采用镀铝钢板制作排气管路可以对腐蚀起到一定的缓解作用,但防腐效果也不是非常理想,目前广为认可的措施是采用专用的不锈钢材料制作。

  油管、制动管早年常采用薄壁镀锌钢管,在C1含量较多的潮湿环境中,极易发生早期腐蚀穿孔或断裂,尤其是制动管内部有波动的压力,还容易引发腐蚀疲劳。现在多采用镀铜一镍钢管或不锈钢管,也有的采用金属管外再涂一定厚度的高分子复合材料,油管由于不象制动管那样需要承受很高的压力,因此也有个别车型直接使用一些特殊的工程塑料制作油管。

3.3发动机系统

    发电机、起动机、空调压缩机都是发动机系统中较易发生腐蚀的部件,尤其是当底盘发动机舱部位无防护或半防护时,路面的积水、盐水、尘土极易进入发动机舱,并通过轮系甩到各个部位,造成发动机舱部件的严重腐蚀。有些车型在进行发动机系统设计时,有意将发电机、起动机等易腐蚀的部件布置在发动机舱上部,这样就减少了这些部件与路面飞溅上来的雨水和尘土接触的机率,从而很好的降低了这些部件的腐蚀速度。一些国外车型,尤其是欧洲的中高档车型,一般发动机舱底部都采用全防护,极大的降低了发动机舱内部件的腐蚀。同时,发动机舱内部件的腐蚀还与发动机舱内零件布置的紧凑程度关系很大,一般来说结构紧凑的布置,腐蚀情况相对要轻很多。

3.4车身内、外附件

  组合车灯周围、雨刮器刮臂组件等由于缝隙的存在,容易因泥沙水分的积存而引发缝隙腐蚀;散热器横隔栅镀铬装饰条、镀铬门把手等部位若处理不好也较容易出现表面氧化点饰的现象;车窗密封条因高温老化、盐分侵蚀等原因而容易发生缩短、变形,导致车窗密封不良,腐蚀物质进入车门空腔,使玻璃升降器和门锁机构过早地生锈,有时还会因密封条发粘导致车窗玻璃升降困难;车内地板铺有毛毡和地毯,若通风不良,容易因长期处于潮湿条件下而发生均匀腐蚀;另外,车内座椅导轨、铰链等也都是容易发生腐蚀的部位。

3.5紧固件

   汽车上的紧固件,尤其是底盘部位的螺栓、管箍、弹性夹等,在使用过程中处于及其恶劣的环境下,通常腐蚀比较严重,甚至由于锈蚀而导致无法拆卸,因此要求这类零件必须具有良好的防腐性能。目前采用的比较普遍的方法是对其表面进行镀锌、镀锌合金及磷化、发黑等处理。另外,近年来速度发展起来的达克罗技术是目前解决紧固件腐蚀问题的最有效手段,国外很多汽车公司已经明确规定,汽车上一些部位的紧固件必须采用达克罗工艺进行处理。

4      汽车常见防腐措施

4.1选用耐腐蚀性能优良的材料

   采用不锈钢材料制作车身装饰条、排气系统、发动机燃油导轨等;采用铝合金材料制作车轮毂、热交换器、排气系统隔热板、邮箱吊带、前轮摆臂及管路支架、管箍等;采用工程塑料制作保险杠、燃油箱及底盘护板等;采用双面镀锌或锌合金钢板制作车身面板。另外,铸造的耐腐蚀性也要比钢好很多。

4.2汽车设计过程中的防腐措施

   在汽车设计中,对于一些粗重的部件,尤其是铸铁件,应预留足够的腐蚀裕量,确保零件的安全性;并应尽量避免不同金属之间的直接接触,减少缝隙结构,当不同金属连接时,应采取有效的绝缘措施,或尽量选用电位相近的两种金属;要尽量防止易导致泥沙积存的“袋状”结构,并注意零件外形与路面沙石飞溅方向的垂直面积应尽可能小,以降低路面沙石的冲击;中空结构零件上的工艺孔要注意密封,并根据情况在低位预留排水孔;要避免不利于涂料装的尖角结构等。
 
4.3零件表面涂镀技术
零件表面涂镀技术是汽车腐蚀防护方法中最为广泛采用的一种方法。零部件表面涂镀层主要是镀锌、镀铜、镀镍、镀铬及近年来速度发展起来的达克罗涂层。汽车上的很多冲压件、标准件都采用镀锌层作为零件防腐的手段。而镀铜层常作为镀层的底层,在其上面再镀镍层或铬层;镀镍层具有极好的稳定性,常用于汽车铝合金轮毂及一些金属管路;镀铬层具有优良的耐蚀性能及较高的硬度盒极佳的装饰性,一般用于镀层的最外层和一些装饰性零件的表面镀层。

   另外,达克罗涂层由于具有优异的防腐性能、耐热性能,与各种涂料附着性较强,且在生产过程中不会出现氢脆现象等诸多优点,在欧美及日本汽车企业中正逐步取代传统的镀锌工艺。达克罗涂层技术是将侵入达克罗处理液中,使用刷涂或喷涂方法使处理液粘附于工件表面,然后经高温固化从而形成含有锌、铝及铬元素的无机转化膜。目前,达克罗涂层技术主要应用在汽车的弹性元件及紧固件上。

4.3.3广泛采用防锈蜡、折边胶、密封胶及PVC涂料

    在汽车车身及车门等部位,由焊接形成的焊缝、夹层和空腔等处几乎没有涂料膜,只有磷化膜,这些部位容易因水分和灰尘的积存而发生腐蚀,甚至腐蚀穿透。目前比较理想的解决措施是,在油漆工艺结束后,采用浸蜡或注蜡的方式,在汽车的夹层和空腔部位涂敷一层防锈蜡保护模,可以使汽车空腔的防锈性能大幅度提高。大众几乎全部的国产车型都采用了车身空腔注蜡技术,达到了非常高的防腐水平。另外,在紧固件与钢板的接合处也可以涂抹防锈蜡,比如有些车型的行李箱支撑杆位于密封条外侧,支撑杆铰链处的固定螺栓在强腐蚀环境中很容易发生腐蚀,若在螺栓与面板的接缝周围涂抹一圈防锈蜡,可以起到非常好的防腐效果。

  在车身面板褶边处应涂覆折边胶,可以有效的避免这些部位缝隙腐蚀的发生。

  汽车底盘地板离地面很近,行驶过程中溅起的石块会打坏不锈钢板表面的电泳涂层,加速底盘的腐蚀,可以在底盘部位喷涂一层保护性的PVC抗石击涂料,以提高底盘的耐锈蚀能力和抗石击能力。这种涂层还能减轻发动机及汽车行驶过程中的振动,降低发动机、传动系产生的噪声。
 
5      结束语

    国内汽车企业在汽车整车及零部件产品防腐技术方面起步较晚,在产品设计、制造工艺、结构防护、材料选择等方面与国外汽车企业相比,整体的防腐技术水平较低,虽然近年来已经对汽车防腐性能的重要性有了一定的认识,但在企业的产品开发体系中还没有成立专门的腐蚀评价部门,在产品设计过程中也缺乏腐蚀评审流程。所以,转变国内汽车企业的观念,提高企业对汽车防腐性能的认识,建立企业自己的腐蚀评价体系已是当务之急。

 

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