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某国产汽车强化腐蚀试验分析

2020-11-02 20:15:01·  来源：汽车材料网  
　
摘 要：基于行业标准QC/T 7322005《乘用车强化腐蚀试验方法》进行某国产汽车整车道路强化腐蚀试验，介绍了汽车强化腐蚀的试验前准备、试验过程及腐蚀等级评定等
摘 要：基于行业标准QC/T 732—2005《乘用车强化腐蚀试验方法》进行某国产汽车整车道路强化腐蚀试验，介绍了汽车强化腐蚀的试验前准备、试验过程及腐蚀等级评定等。通过对强化腐蚀结果的分析，对该国产汽车抗腐蚀能力进行客观的评价。
 
关键词：强化腐蚀；划痕；等级评定
 
引 言
随着近几年汽车行业的持续发展，消费者对汽车质量的要求越来越高，汽车企业为了满足消费者日益高涨的需求，会对每款汽车进行严格的国际化标准的品质试验验证。整车强化腐蚀试验是其中一项重要的试验，汽车腐蚀不仅影响整车外观，对整车的性能、可靠性和安全性也有重要的影响。
 
现在国内各大汽车厂也纷纷开展整车强化腐蚀试验，对车辆上市前进行整车防腐性能验证。目前，国内主要的汽车厂进行的整车腐蚀试验测试方法主要是参照QC/T 732—2005《乘用车强化腐蚀试验方法》进行。按照此标准对某一国产汽车进行强化腐蚀试验，对腐蚀试验结果进行分析，对抗腐蚀能力进行客观的评价，其中试验地点选择为海南汽车试验场。
 
1、试验前准备
整车装载质量按企业给定的最大装载质量的60%，汽车载荷应均匀分布，其比例符合GB/T 12534—1990《汽车道路试验方法通则》中的规定。装载质量参数见表1。
试验样车按照GB/T 12534—1990进行磨合。试验车进行调整维护，在试验车辆上面安装电源切断开关并且配备灭火器（防腐式），试验样车燃油加注量不超过油箱容积的一半。
表1 车辆装载质量参数 kg
 
QC/T 732—2005中规定一个试验循环的周期为24h，每10个循环相当于1个使用年[1]。汽车通常的腐蚀评价标准分3个阶段，分别为腐蚀30循环、腐蚀60循环、腐蚀100循环。各个阶段对车辆的考核重点不同。第1阶段主要考察车辆车身腐蚀；第2阶段侧重考察功能性部件的腐蚀；第3阶段主要考察涉及整车安全和环保的零部件腐蚀。此次试验选择第2阶段，对试验车辆进行了60循环，相当于6个自然使用年。
 
首先对试验样车进行预破坏处理，以70 km/h的车速跟随前车（4WD）行驶通过碎石路，车距保持在10 m左右，行驶20 km（图1）。在行驶过程中对试验车辆所有灯具进行保护，预破坏后用彩色不干胶标注破坏的部位并且拍照记录。
按照QC/T 732—2005中规定部位对试验车进行划线处理，主要是考察车辆涂层被碰伤后抵抗腐蚀蔓延的能力（图2）。
 
图1 预破坏处理
 
图2 划线
 
在试验样车规定的部位进行监控钢板挂样，以便监控腐蚀试验强度。试验车设计的每个腐蚀年的汽车底部腐蚀量为70 mm，可以通过监控钢板挂样腐蚀量不断地调整腐蚀强度。
2、试验过程
整车强化腐蚀试验是在试验道路上进行的车身盐雾喷射、底盘盐水输入、碎石击打和环境舱停放等内容的试验。根据试验样车的市场销售区域调整了腐蚀强度，试验流程及工况如图3所示。
图3 试验工况流程图
 
其中高温高湿环境舱主要模拟中国南方湿热地区的车辆使用环境；驻坡和可靠性行驶试验主要是模拟汽车在非铺装路面上行驶时碎石击打对漆膜破坏的影响；盐雾喷射试验主要是模拟沿海地区含盐的空气环境；强化坏路行驶主要模拟北方冬季道路含盐水（撒盐化雪）的环境[2]。
按照图3的试验工况流程每进行一次试验为一个循环，然后重复进行，一直到60循环结束。如果期间车辆主要总成重点考核的部件损坏，功能衰退严重或者强化腐蚀零部件损坏频繁，一星期内无法完成一个循环，则终止试验。
3、结果分析
每10个循环结束后，对试验样车进行全面的清洗（包括底盘）和拍照，对车身划线的扩散量进行测量，对试验车各个部位的腐蚀程度进行腐蚀等级评定。
3.1 划痕扩散
车身划线部位为发动机罩左/右，行李厢盖左/右、顶盖前/后、左前门、右前门、左后门、右后门、前翼子板左/右、后翼子板左/右共14处。在60个循环内各部位划痕扩散曲线结果如图4～图11所示。
图4 前门划痕扩散曲线
 
图5 后门划痕扩散曲线
 
图6 前翼子板划痕扩散曲线
 
图7 后翼子板划痕扩散曲线
 
图8 机舱盖板划痕扩散曲线
 
图9 行李厢盖划线扩散曲线
 
图10 顶盖前部划痕曲线
 
从图4～图11各部位的划痕曲线可以看出，前翼子板右侧的垂直和水平划线、前机舱盖板左侧纵向划线扩散量比较大，也比较快，在第60个循环时，最大的扩散量达到14 mm（图12），说明前翼子板和前机舱盖板的底漆附着力比较差，导致划线大幅度扩散，周边有大量漆膜腐蚀脱落。
3.2 腐蚀等级评定
现在国内主流汽车企业对整车腐蚀等级的评价方法还是参考了QC/T 732—2005，在标准基础上结合实际腐蚀情况制定了腐蚀等级评定（表2）。
表2 腐蚀等级评定
 
试验过程中每10个循环结束后对部件拍照，并且按表2进行腐蚀等级评定。腐蚀部件分析主要集中在内饰、机舱、车身及附件、底盘的零部件中。试验样车在经过60个循环强化腐蚀后，对每个零部件的腐蚀情况进行了分析统计。
在强化腐蚀结果中所有内饰零部件没有出现轻度腐蚀及以上的等级评定，只有前排座椅头枕支柱出现了轻微腐蚀（图13）。
图12 发动机舱盖划线扩散
 
图13 前排座椅头枕支柱腐蚀
 
在强化腐蚀等级评定结果中，发现机舱腐蚀比较严重的部件主要集中在紧固件上，有些紧固件腐蚀等级已经达到7或8级（图14～图16）。比如进气滤清器盒螺栓、点火线圈螺栓、发动机悬置螺母/螺杆、制动总缸螺母、制动真空管卡箍、蓄电池罩爪螺母/螺杆等，这些位置都有大量的锈垢堆积，并且伴随着开裂和脱落。
图14 进气滤清器盒螺栓腐蚀
 
图15 蓄电池罩爪螺母/螺杆腐蚀
 
紧固件腐蚀不仅影响车身外观，对车辆的安全性、功能性都有重要的影响。因为机舱内部件比较多，布置比较紧凑，容易积水，所以机舱内的紧固件表面需要抗腐蚀表面处理 工艺。
在车身及附件的腐蚀等级评定中，除了部分紧固件腐蚀严重以外，一些装饰件腐蚀也比较严重（图17），比如车窗饰条腐蚀等级达到了7级。主要是因为车窗饰条的基材选用的是不锈钢，装饰件边缘与胶条的缝隙易积水，引起缝隙腐蚀。
图16 点火线圈螺母腐蚀
 
图17 车窗饰条腐蚀
 
在最终的试验结果中，底盘的腐蚀最为严重，统计底盘的零部件中62.8%的部件腐蚀等级都在5级以上，45.7%的部件在7级以上，被评定为8级腐蚀强度的占到总零部件的24.8%（图18～图19）。
图18 排气管腐蚀
 
图19 制动管路铆接头腐蚀
 
车辆在行驶过程中，底盘一直受到石块和泥水等强烈撞击，造成零部件损伤，在经过盐水泥浆路面时，会把盐水溅入到试验车底盘内，并且车辆底盘没有任何保护，存在尖角、锐角、封闭角等易腐蚀的区域，导致试验车腐蚀比较严重。
 
4、结 论
汽车防腐蚀是一个系统工程，需要从工艺、设计、制造、选材等方面综合考虑，提高整车的抗腐蚀性能。对某一国产汽车进行了强化腐蚀试验，对其抗腐蚀能力进行了分析研究，得出以下结论：
（1）针对试验车划痕扩散比较严重的区域，需要在车辆涂装前对钢板表面进行彻底冲洗，如果清洗不彻底，微量电解质留在钢板表面，会造成漆膜腐蚀脱落。
（2）汽车选择紧固件必须具有良好的防腐性能，可以选用对其表面进行了电镀锌、磷化、钝化及达克罗[3]等工艺处理的紧固件。
（3）合理的设计可以有效地降低腐蚀，延长汽车的使用寿命。例如在底盘增加防护板；如果必须有封闭区，可以设计开孔，让封闭区通风排水；零部件的外形设计上尽量避免锐角，减少粗糙面。
（4）试验车的排气管选用耐腐性强的不锈钢材料或者镀铝钢板。
来源：期刊-《北京汽车》；作者：刘 兵，王玉磊，刘 策 Liu Bing，Wang Yulei，Liu Ce
（中国汽车技术研究中心有限公司） 
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