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某國(guó)產(chǎn)汽車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)分析
2020-11-02 20:15:01· 來(lái)源：汽車(chē)材料網(wǎng)
摘 要：基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 7322005《乘用車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行某國(guó)產(chǎn)汽車(chē)整車(chē)道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，介紹了汽車(chē)強(qiáng)化腐蝕的試驗(yàn)前準(zhǔn)備、試驗(yàn)過(guò)程及腐蝕等級(jí)評(píng)定等
摘 要：基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 732—2005《乘用車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行某國(guó)產(chǎn)汽車(chē)整車(chē)道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，介紹了汽車(chē)強(qiáng)化腐蝕的試驗(yàn)前準(zhǔn)備、試驗(yàn)過(guò)程及腐蝕等級(jí)評(píng)定等。通過(guò)對(duì)強(qiáng)化腐蝕結(jié)果的分析，對(duì)該國(guó)產(chǎn)汽車(chē)抗腐蝕能力進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞：強(qiáng)化腐蝕；劃痕；等級(jí)評(píng)定
引 言
隨著近幾年汽車(chē)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，汽車(chē)企業(yè)為了滿(mǎn)足消費(fèi)者日益高漲的需求，會(huì)對(duì)每款汽車(chē)進(jìn)行嚴(yán)格的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的品質(zhì)試驗(yàn)驗(yàn)證。整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)是其中一項(xiàng)重要的試驗(yàn)，汽車(chē)腐蝕不僅影響整車(chē)外觀，對(duì)整車(chē)的性能、可靠性和安全性也有重要的影響。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠也紛紛開(kāi)展整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，對(duì)車(chē)輛上市前進(jìn)行整車(chē)防腐性能驗(yàn)證。目前，國(guó)內(nèi)主要的汽車(chē)廠進(jìn)行的整車(chē)腐蝕試驗(yàn)測(cè)試方法主要是參照QC/T 732—2005《乘用車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行。按照此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)某一國(guó)產(chǎn)汽車(chē)進(jìn)行強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，對(duì)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)抗腐蝕能力進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，其中試驗(yàn)地點(diǎn)選擇為海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)。
1、試驗(yàn)前準(zhǔn)備
整車(chē)裝載質(zhì)量按企業(yè)給定的最大裝載質(zhì)量的60%，汽車(chē)載荷應(yīng)均勻分布，其比例符合GB/T 12534—1990《汽車(chē)道路試驗(yàn)方法通則》中的規(guī)定。裝載質(zhì)量參數(shù)見(jiàn)表1。
試驗(yàn)樣車(chē)按照GB/T 12534—1990進(jìn)行磨合。試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行調(diào)整維護(hù)，在試驗(yàn)車(chē)輛上面安裝電源切斷開(kāi)關(guān)并且配備滅火器（防腐式），試驗(yàn)樣車(chē)燃油加注量不超過(guò)油箱容積的一半。
表1 車(chē)輛裝載質(zhì)量參數(shù) kg
QC/T 732—2005中規(guī)定一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)的周期為24h，每10個(gè)循環(huán)相當(dāng)于1個(gè)使用年[1]。汽車(chē)通常的腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分3個(gè)階段，分別為腐蝕30循環(huán)、腐蝕60循環(huán)、腐蝕100循環(huán)。各個(gè)階段對(duì)車(chē)輛的考核重點(diǎn)不同。第1階段主要考察車(chē)輛車(chē)身腐蝕；第2階段側(cè)重考察功能性部件的腐蝕；第3階段主要考察涉及整車(chē)安全和環(huán)保的零部件腐蝕。此次試驗(yàn)選擇第2階段，對(duì)試驗(yàn)車(chē)輛進(jìn)行了60循環(huán)，相當(dāng)于6個(gè)自然使用年。
首先對(duì)試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)行預(yù)破壞處理，以70 km/h的車(chē)速跟隨前車(chē)（4WD）行駛通過(guò)碎石路，車(chē)距保持在10 m左右，行駛20 km（圖1）。在行駛過(guò)程中對(duì)試驗(yàn)車(chē)輛所有燈具進(jìn)行保護(hù)，預(yù)破壞后用彩色不干膠標(biāo)注破壞的部位并且拍照記錄。
按照QC/T 732—2005中規(guī)定部位對(duì)試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行劃線處理，主要是考察車(chē)輛涂層被碰傷后抵抗腐蝕蔓延的能力（圖2）。
圖1 預(yù)破壞處理
圖2 劃線
在試驗(yàn)樣車(chē)規(guī)定的部位進(jìn)行監(jiān)控鋼板掛樣，以便監(jiān)控腐蝕試驗(yàn)強(qiáng)度。試驗(yàn)車(chē)設(shè)計(jì)的每個(gè)腐蝕年的汽車(chē)底部腐蝕量為70 mm，可以通過(guò)監(jiān)控鋼板掛樣腐蝕量不斷地調(diào)整腐蝕強(qiáng)度。
2、試驗(yàn)過(guò)程
整車(chē)強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)是在試驗(yàn)道路上進(jìn)行的車(chē)身鹽霧噴射、底盤(pán)鹽水輸入、碎石擊打和環(huán)境艙停放等內(nèi)容的試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)樣車(chē)的市場(chǎng)銷(xiāo)售區(qū)域調(diào)整了腐蝕強(qiáng)度，試驗(yàn)流程及工況如圖3所示。
圖3 試驗(yàn)工況流程圖
其中高溫高濕環(huán)境艙主要模擬中國(guó)南方濕熱地區(qū)的車(chē)輛使用環(huán)境；駐坡和可靠性行駛試驗(yàn)主要是模擬汽車(chē)在非鋪裝路面上行駛時(shí)碎石擊打?qū)ζ崮て茐牡挠绊?；鹽霧噴射試驗(yàn)主要是模擬沿海地區(qū)含鹽的空氣環(huán)境；強(qiáng)化壞路行駛主要模擬北方冬季道路含鹽水（撒鹽化雪）的環(huán)境[2]。
按照?qǐng)D3的試驗(yàn)工況流程每進(jìn)行一次試驗(yàn)為一個(gè)循環(huán)，然后重復(fù)進(jìn)行，一直到60循環(huán)結(jié)束。如果期間車(chē)輛主要總成重點(diǎn)考核的部件損壞，功能衰退嚴(yán)重或者強(qiáng)化腐蝕零部件損壞頻繁，一星期內(nèi)無(wú)法完成一個(gè)循環(huán)，則終止試驗(yàn)。
3、結(jié)果分析
每10個(gè)循環(huán)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)行全面的清洗（包括底盤(pán)）和拍照，對(duì)車(chē)身劃線的擴(kuò)散量進(jìn)行測(cè)量，對(duì)試驗(yàn)車(chē)各個(gè)部位的腐蝕程度進(jìn)行腐蝕等級(jí)評(píng)定。
3.1 劃痕擴(kuò)散
車(chē)身劃線部位為發(fā)動(dòng)機(jī)罩左/右，行李廂蓋左/右、頂蓋前/后、左前門(mén)、右前門(mén)、左后門(mén)、右后門(mén)、前翼子板左/右、后翼子板左/右共14處。在60個(gè)循環(huán)內(nèi)各部位劃痕擴(kuò)散曲線結(jié)果如圖4～圖11所示。
圖4 前門(mén)劃痕擴(kuò)散曲線
圖5 后門(mén)劃痕擴(kuò)散曲線
圖6 前翼子板劃痕擴(kuò)散曲線
圖7 后翼子板劃痕擴(kuò)散曲線
圖8 機(jī)艙蓋板劃痕擴(kuò)散曲線
圖9 行李廂蓋劃線擴(kuò)散曲線
圖10 頂蓋前部劃痕曲線
從圖4～圖11各部位的劃痕曲線可以看出，前翼子板右側(cè)的垂直和水平劃線、前機(jī)艙蓋板左側(cè)縱向劃線擴(kuò)散量比較大，也比較快，在第60個(gè)循環(huán)時(shí)，最大的擴(kuò)散量達(dá)到14 mm（圖12），說(shuō)明前翼子板和前機(jī)艙蓋板的底漆附著力比較差，導(dǎo)致劃線大幅度擴(kuò)散，周邊有大量漆膜腐蝕脫落。
3.2 腐蝕等級(jí)評(píng)定
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主流汽車(chē)企業(yè)對(duì)整車(chē)腐蝕等級(jí)的評(píng)價(jià)方法還是參考了QC/T 732—2005，在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際腐蝕情況制定了腐蝕等級(jí)評(píng)定（表2）。
表2 腐蝕等級(jí)評(píng)定
試驗(yàn)過(guò)程中每10個(gè)循環(huán)結(jié)束后對(duì)部件拍照，并且按表2進(jìn)行腐蝕等級(jí)評(píng)定。腐蝕部件分析主要集中在內(nèi)飾、機(jī)艙、車(chē)身及附件、底盤(pán)的零部件中。試驗(yàn)樣車(chē)在經(jīng)過(guò)60個(gè)循環(huán)強(qiáng)化腐蝕后，對(duì)每個(gè)零部件的腐蝕情況進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì)。
在強(qiáng)化腐蝕結(jié)果中所有內(nèi)飾零部件沒(méi)有出現(xiàn)輕度腐蝕及以上的等級(jí)評(píng)定，只有前排座椅頭枕支柱出現(xiàn)了輕微腐蝕（圖13）。
圖12 發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋劃線擴(kuò)散
圖13 前排座椅頭枕支柱腐蝕
在強(qiáng)化腐蝕等級(jí)評(píng)定結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)機(jī)艙腐蝕比較嚴(yán)重的部件主要集中在緊固件上，有些緊固件腐蝕等級(jí)已經(jīng)達(dá)到7或8級(jí)（圖14～圖16）。比如進(jìn)氣濾清器盒螺栓、點(diǎn)火線圈螺栓、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置螺母/螺桿、制動(dòng)總缸螺母、制動(dòng)真空管卡箍、蓄電池罩爪螺母/螺桿等，這些位置都有大量的銹垢堆積，并且伴隨著開(kāi)裂和脫落。
圖14 進(jìn)氣濾清器盒螺栓腐蝕
圖15 蓄電池罩爪螺母/螺桿腐蝕
緊固件腐蝕不僅影響車(chē)身外觀，對(duì)車(chē)輛的安全性、功能性都有重要的影響。因?yàn)闄C(jī)艙內(nèi)部件比較多，布置比較緊湊，容易積水，所以機(jī)艙內(nèi)的緊固件表面需要抗腐蝕表面處理 工藝。
在車(chē)身及附件的腐蝕等級(jí)評(píng)定中，除了部分緊固件腐蝕嚴(yán)重以外，一些裝飾件腐蝕也比較嚴(yán)重（圖17），比如車(chē)窗飾條腐蝕等級(jí)達(dá)到了7級(jí)。主要是因?yàn)檐?chē)窗飾條的基材選用的是不銹鋼，裝飾件邊緣與膠條的縫隙易積水，引起縫隙腐蝕。
圖16 點(diǎn)火線圈螺母腐蝕
圖17 車(chē)窗飾條腐蝕
在最終的試驗(yàn)結(jié)果中，底盤(pán)的腐蝕最為嚴(yán)重，統(tǒng)計(jì)底盤(pán)的零部件中62.8%的部件腐蝕等級(jí)都在5級(jí)以上，45.7%的部件在7級(jí)以上，被評(píng)定為8級(jí)腐蝕強(qiáng)度的占到總零部件的24.8%（圖18～圖19）。
圖18 排氣管腐蝕
圖19 制動(dòng)管路鉚接頭腐蝕
車(chē)輛在行駛過(guò)程中，底盤(pán)一直受到石塊和泥水等強(qiáng)烈撞擊，造成零部件損傷，在經(jīng)過(guò)鹽水泥漿路面時(shí)，會(huì)把鹽水濺入到試驗(yàn)車(chē)底盤(pán)內(nèi)，并且車(chē)輛底盤(pán)沒(méi)有任何保護(hù)，存在尖角、銳角、封閉角等易腐蝕的區(qū)域，導(dǎo)致試驗(yàn)車(chē)腐蝕比較嚴(yán)重。
4、結(jié) 論
汽車(chē)防腐蝕是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要從工藝、設(shè)計(jì)、制造、選材等方面綜合考慮，提高整車(chē)的抗腐蝕性能。對(duì)某一國(guó)產(chǎn)汽車(chē)進(jìn)行了強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，對(duì)其抗腐蝕能力進(jìn)行了分析研究，得出以下結(jié)論：
（1）針對(duì)試驗(yàn)車(chē)劃痕擴(kuò)散比較嚴(yán)重的區(qū)域，需要在車(chē)輛涂裝前對(duì)鋼板表面進(jìn)行徹底沖洗，如果清洗不徹底，微量電解質(zhì)留在鋼板表面，會(huì)造成漆膜腐蝕脫落。
（2）汽車(chē)選擇緊固件必須具有良好的防腐性能，可以選用對(duì)其表面進(jìn)行了電鍍鋅、磷化、鈍化及達(dá)克羅[3]等工藝處理的緊固件。
（3）合理的設(shè)計(jì)可以有效地降低腐蝕，延長(zhǎng)汽車(chē)的使用壽命。例如在底盤(pán)增加防護(hù)板；如果必須有封閉區(qū)，可以設(shè)計(jì)開(kāi)孔，讓封閉區(qū)通風(fēng)排水；零部件的外形設(shè)計(jì)上盡量避免銳角，減少粗糙面。
（4）試驗(yàn)車(chē)的排氣管選用耐腐性強(qiáng)的不銹鋼材料或者鍍鋁鋼板。
來(lái)源：期刊-《北京汽車(chē)》；作者：劉 兵，王玉磊，劉 策 Liu Bing，Wang Yulei，Liu Ce
（中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司）
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