商用车铸件防腐基础分析与建议

白克非，冯力伟，龙 袁，曹荣新

（1.北京福田戴姆勒汽车有限公司，北京 116026；2.首钢技术研究院，北京 100041）

0 引言

金属材料分类主要包括铸铁件、铸钢件、高合金和有色金属铸件等，其中铸铁件、铸钢件广泛应用在重卡上，如支架、支座类产品，其主要作用是将功能性零部件固定在车架上，使用范围很广，致使整车所使用的铸件质量约占整车总质量的10 %。由于这些零部件一般都是外露状态，经过雨打风吹日晒后易出现早期锈蚀现象，主要表现为点蚀与死角锈蚀。

1 锈蚀问题现象

2021年7月，公司对车辆底盘外观质量进行调研，涉及冲压焊接件、铸件等20余种零部件，其中铸件的锈蚀问题较突出，主要为表面点蚀（图1）和死角锈蚀（图2）。

图1 铸件表面点蚀示意图Figure 1 Diagram of casting surface pitting

图2 铸件死角锈蚀示意图Figure 2 Diagram of casting dead angle rust

2 锈蚀问题分析

铸件死角或表面发生锈蚀的直接原因就是表面漆膜质量差，未起到防锈功能，导致金属表面发生早期锈蚀。

2.1 铸件死角锈蚀初步分析

对入厂零部件相同部位进行确认，发现死角存在漆膜不完整，有轻微点蚀的问题，如图3所示。

图3 铸件死角状态Figure 3 Dead angle state of the castings

2.2 铸件表面点蚀初步分析

对入厂的零部件表面质量进行确认，铸件表面漆膜呈现明显凹凸不平，并带有凸显的毛刺，且在死角处有明显的凹坑，如图4所示。

图4 铸件表面状态Figure 4 Surface state of the castings

3 铸件锈蚀根因分析

3.1 铸件成型分析

采取铸造业中应用广泛的一种蜡模铸造成型工艺，成型后铸件表面呈现明显的凹凸不平。

3.2 锈蚀铸件漆膜表面分析

采用日本日立公司的S3400N电镜对样品的3个区域漆膜进行微观形貌分析，结果如表1和图5所示。

表1 漆膜检测Table 1 Paint film detection μm

图5 铸件漆膜微观形貌Figure 5 Microstructure of casting paint film

4 铸件锈蚀原因确认

4.1 锈蚀发生的机理

当空气中含有的水、腐蚀介质（Cl-）等以液体状态凝结于金属零部件表面后，在与金属接触的情况下发生锈蚀反应，形成锈蚀产物［1］。

对于造型较复杂的铸件，在电泳过程中，铸件死角会存在“气室”现象［2］，导致死角部位漆膜较薄或无漆膜。

4.2 铸件锈蚀机理确认

涂装前，经抛丸后的铸件表面粗糙度一般为Ra≥15 μm；涂装工艺采用电泳，漆膜厚度18～25 μm，则在零部件表面波峰与漆膜波谷处易出现漆膜的薄弱点，与铸件漆膜微观状态确认情况一致，如图6所示。这些薄弱点成为锈蚀反应的发生点。

图6 铸件表面与漆膜的微观状态Figure 6 Microstate of casting surface and paint film

4.3 锈蚀腐蚀原因总结

由于铸件表面相对较粗糙，仅电泳工艺后存在漆膜薄弱点，易出现早期锈蚀；而复杂造型产品死角存在“气室”现象，导致漆膜较薄或无漆膜，出现早期锈蚀。

5 铸件锈蚀改进验证

针对表面点蚀和死角锈蚀，结合供应商生产现场状况，采用复合涂层［3］，如电泳后再进行喷漆或喷粉，弥补表面薄弱点和死角问题。改进前后的验证测验结果见表2和图7。

表2 改进前后对比试验结果Table 2 Comparative test results before and after improvement

图7 改进前后的盐雾试验结果示意图Figure 7 Schematic diagram of salt spray test results before and after improvement

6 结语

（1） 铸件产品由于其自身粗糙度特性，采用单纯的电泳工艺易发生点蚀问题，对于造型复杂的零部件，死角也易发生锈蚀；

（2） 针对铸件死角、表面点蚀问题，建议采用复合涂层工艺，如电泳+喷漆或电泳+喷粉等。