乘用车强化腐蚀试验及防腐措施

厉承龙

（上海汽车集团股份有限公司技术中心）

近年来，环境问题日益严重，酸雨、雾霾等极端恶劣天气频发，这些环境因素对汽车的防腐蚀性能提出了更高的要求，汽车的防腐蚀性能严重影响汽车的美观。腐蚀试验在评价汽车的设计、环境研究、新产品开发、材料选择及质量控制中起着重要的作用。如何在整车设计阶段进行车辆的防腐蚀处理，是各整车企业必须考虑的问题。

1 整车强化腐蚀试验介绍

整车厂进行整车腐蚀试验的目的，是为了模拟整车在各工况下的表现，考察和评价汽车在结构、工艺及材料等方面存在的腐蚀问题，为提升产品的防腐蚀性能提供依据。

一般来说，整车强化腐蚀试验由以下几部分组成：试验车预处理、正式强化腐蚀试验、试后的全面检查及腐蚀结果评价。每个试验循环为24 h，道路行驶时间约为2.67 h。每个试验循环过程中各流程时间分配表,如表1所示。

表1 腐蚀试验循环中各流程时间分配表 h

整车强化腐蚀试验由若干个腐蚀循环组成，每个循环都要经过诸多流程，包括特定试验道路行驶、自然干燥及高温高湿室等过程，腐蚀试验循环示意图，如图1所示。

1.1 整车腐蚀试验主要工况

1）高温及高湿环境：主要用于模仿南方湿热地区环境；

2）盐雾喷射：用来模拟沿海地区使用环境；

3）盐水搓板路及盐水路：模仿北方道路冬季雪水环境，考察底盘的耐腐蚀能力；

4）可靠性路：可靠性路一般包括碎石路、扭曲路、石块路、搓板路等。这些强化道路目的是通过路面对汽车施加的各种形式的动态载荷，使车身在行驶过程中产生扭曲变形，底盘零部件之间产生相对位移，从而使盐水等腐蚀介质更容易进人缝隙当中，进而考核汽车及零部件在恶劣的腐蚀条件下的可靠性；

5）高速路：模拟汽车在高速公路上的实际工况，并配合紧急制动。检验试验车在腐蚀试验过程中的制动性能是否受到影响；

6）驻坡试验：主要是考核驻车制动系统在受到强化腐蚀后，其驻车制动性能是否有所衰减或失效[1]。

1.2 腐蚀结果评价

腐蚀等级的评定目前国际上还没有一个比较权威的、统一的标准，国外各大汽车公司的评定规范各不相同，目前自主品牌采用的腐蚀评判等级，如表2所示。

表2 腐蚀等级

2 整车腐蚀的种类

根据整车强化腐蚀试验的结果，并结合笔者多年从事整车腐蚀及防护的经验来看，整车腐蚀主要有以下3类：

1）穿孔腐蚀。把车辆暴露在需要的腐蚀环境中，除欧洲外其它所有的市场区域，10年内均不得发生车身钣金件穿孔腐蚀的现象，欧洲要求为12年，德国大众公司从1979年起也对所有轿车提出了6年内不能出现穿孔腐蚀的要求[2]。车身钣金包括非结构钣金件和结构钣金件。试验结束后用实际穿孔的检查来验证是否满足了10年或12年的使用性能还不够，至少在试验结束后，所有钣金件没有金属损失（脱落/片状腐蚀或通过介质除锈后在基材上有明显的腐蚀斑）才是允许的。若发现有金属损失，需要另外分析。

2）外观腐蚀。车辆进行腐蚀试验时，舱盖、车顶、行李舱盖、车身两侧、翼子板、前后保险杠以及车体钣金垂直可见的部分在5年内不能出现腐蚀。

3）功能腐蚀。任何零件在规定的腐蚀环境进行10年等效腐蚀后不得有功能丧失。除此之外，零件在规定的目标寿命后应保持功能。根据腐蚀理论，试验结束后对功能的检查来验证是否满足了10年的使用性能还不够，最少在试验结束后，所有钣金件没有金属损失（脱落/片状腐蚀或通过介质除锈后在基材上有明显的腐蚀斑）才是允许的。

3 各整车企业对于整车防腐蚀的要求

整车强化腐蚀试验方法采用QC/T 732—2005标准，源于北美标准GMW 8738，该方法每10个循环腐蚀量相当于北美最恶劣地区1年的腐蚀量（标准样板年腐蚀量约 120 μm）。

北美的腐蚀强度约是中国的1.7倍（总体），因此自主品牌做60腐蚀循环相当于北美最恶劣地区6年腐蚀量，相当于中国（总体）10年的腐蚀量，上海大众汽车和上海通用100循环相当于中国17年腐蚀量。国内主流整车企业对于整车防腐蚀要求，如表3所示。

表3 主流整车企业对于整车防腐蚀要求

4 整车腐蚀的主要原因

根据整车腐蚀试验的结果以及对腐蚀结果的分析，整车腐蚀主要由以下原因所致：

1）由于设计结构引起的涂装不足。例如天窗钣金两层板折边腐蚀问题，如图2a所示。就是由于锈点位置存在毛刺、焊渣，未进行打磨处理，喷漆操作后该位置产生油漆质量缺陷，导致锈点产生。

2）由于振动、冲击和安装不慎造成的涂层损伤。在一些零件的运输过程中，需要进行增加包装保护，避免零件划伤。如排气管这种零件比较长、运输过程中极有可能划伤而导致零件腐蚀，如图2b所示。

3）由于选材不合理造成的电偶腐蚀。这种问题比较常见，解决的措施就是提高材料耐盐雾试验的标准，一般零件720 h盐雾试验不发生锈蚀就可认定合格。

4）由于涂装不规范造成的漆膜性能不良[3]。如门钣金，如图2c所示。这个区域属于高可见度，对这一区域有更严格的防腐要求，钣金切口处应该涂装PVC胶，防止钣金腐蚀。

5）由于工艺导致的腐蚀。如外水切腐蚀问题，如图2d所示。在以前的工艺中，亮版外水切前期工艺采取挤出后切割表面蒙皮的方式，此方式易导致表面切割蒙皮时金属割伤受损。将工艺更改为亮版外水切直接挤出，无需后续蒙皮切割，不会发生金属割伤受损导致腐蚀。

5 如何改善整车的防腐蚀性能

5.1 在设计阶段防腐蚀

1）作为整车企业的设计工程师，应掌握必要的金属材料腐蚀与防护知识，了解金属腐蚀原理和各种失效模式，常用汽车材料及各种因素对材料的影响，腐蚀防护方法与效果，汽车各部位形状和腐蚀的关系等。

2）设计上避免存在比较尖锐的角和边。涂层在这些部位难以取得良好的覆盖效果，受冲击后，漆膜容易脱落，使基体产生腐蚀。若无法避免，应采取更加严格的防护措施，进行足够的腐蚀防护。

3）必须用非金属材料对密封性要求较为严格的零部件进行良好的密封。

4）应使底盘等工作环境较为恶劣的金属部件的表面防护层留有足够的腐蚀余量；注意结构平衡，避免在行驶过程中产生共振，减少应力集中；适当加大敏感区域的尺寸，确保结构件的安全性。

5.2 材料表面保护措施

1）建议发动机罩盖、车门面板和左右翼子板等部位采用7～10 μm厚的镀锌钢板。

2）发动机舱内的制动管路及一些关键零部件的油管采用镀锌+PVF涂层进行表面处理可增强耐蚀性。

3）汽车的排气/消声系统尽量选用耐腐蚀性强的不锈钢材料，特别是顾客容易查看的排气管尾端。

4）非金属材料必须选用耐候性好的材料。

5）紧固件表面应进行腐蚀防护处理，根据具体使用情况及载荷情况选用合适的处理方式。

5．3 涂装工艺防腐蚀处理

1）严格选择涂装前处理材料和涂料，加强涂装工序全过程的管理，保证涂层满足要求；另外可采取一些工艺措施，例如在白车身底部适当开一些工艺孔，以提高涂装前处理质量和电泳漆通过内腔部位的泳透力。

2）用密封胶密封焊缝，能有效防止缝隙腐蚀；在锐边处使用折边胶，在增加翻边强度的同时，还能防止因腐蚀介质渗入引起的缝隙腐蚀。

3）在无法封闭的空腔内部及发动机舱喷涂防腐蜡，能大大提高这些部位的防腐能力。

6 结论

大量整车腐蚀试验的结果表明，自主品牌车型与合资品牌车型在防腐能力上存在差距。现根据试验数据，对常见问题进行统计，并对引起腐蚀的原因进行浅析。车辆的腐蚀控制是一项复杂的系统工程，在控制成本的前提下，通过车辆设计、材料选用、制造工艺、防护设计、质量控制等方面进行防腐优化，提高整车耐腐蚀性能。目前，我国自主品牌汽车与外资品牌在防腐工艺方面存在较大的差距。只有通过加大整车道路腐蚀试验的力度，加快防腐研究成果的转化，使其在激烈的市场竞争中占有优势地位。