汽车腐蚀试验的强化

汽车腐蚀试验的强化

0加拿大和日本随着中国汽车行业的快速发展，人们对汽车质量的要求也越来越高。不同的汽车厂不仅要以汽车的可靠性、安全性和便利性为评估项目，还要以汽车的耐腐蚀性为主要评估项目。调查表明,除交通事故和零部件磨损外,汽车腐蚀是汽车损坏报废的最重要原因,不仅直接影响汽车的质量和使用寿命,还会导致环境污染和严重的交通事故。加拿大早在1978年就制定了机动车辆的耐腐蚀性能法规,向汽车制造厂商提出了更高的要求,而德国大众公司从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。很多欧美、日本的知名汽车厂商对自己销售的汽车,都有着非常明确的防腐保证承诺。北美地区2003年度销售的一些车型的防腐保证年限见表1(来源于《汽车世界》杂志2004年公布的数据)。影响汽车抗腐蚀性能的因素很多,结构设计、制造工艺、材料选择乃至使用和维护保养等任何一个环节,都可能导致汽车上的部件发生腐蚀,汽车强化腐蚀试验是目前考核汽车防腐性能的最快速、最有效的手段。近年来,国内的一些汽车企业已经逐步意识到了汽车强化腐蚀试验的重要性,但对这方面的研究还鲜有报道,进行汽车强化腐蚀试验对各汽车企业具有极大的现实意义。1盐雾腐蚀环境试验汽车道路强化腐蚀试验是汽车及其材料、零部件的重要检测试验之一,是模拟沿海地区盐雾沉降、北方冬季冰雪路面撒盐的腐蚀环境,通过高温高湿、高低温交变、盐雾喷射、盐水路、碎石路、强化坏路行驶及高速路行驶等多种试验工况,来考核及评价汽车在极其恶劣的使用条件下的抗腐蚀性能。1.1海南汽车道路腐蚀试验目前,在国际上还没有统一的汽车道路腐蚀试验标准,各汽车企业的腐蚀试验评价流程也有所不同。国际上通常通过对试验过程中环境腐蚀强度的控制,将10个腐蚀循环等效为1个腐蚀年,但各公司所采用的试验方法和腐蚀强度各不相同。海南汽车试验研究所自1998年起,开始进行汽车腐蚀试验的摸索,制订了《海南汽车试验场汽车道路强化腐蚀试验方法》。该方法于2005年7月已作为汽车行业标准《乘用车强化腐蚀试验方法》进行发布,目前已得到国内包括丰田、本田等很多合资企业在内的汽车厂商的认可。海南所整车强化腐蚀试验由下列几部分组成: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24h,道路行驶时间约为160min,其余的时间均在室内或环境试验室内进行,所以外界环境条件的变化不会对试验结果造成太大的影响,重复性较好。每个试验循环过程中各流程时间分配表及示意图见表2和图1。1.2试验车及结果分析这个过程主要包括试验车的磨合、全面清洗、拍照及状态检查,尤其要注意汽车容易出现腐蚀的部位及已经出现的一些早期的腐蚀问题。同时,还要对试验车进行下列准备工作:①对试验车典型部位的油漆厚度进行测量,作为日后分析油漆涂层抗石击性能和防腐性能的一个参考;②试验车要进行碎石路跟随行驶,安排这个流程的目的是,模拟车辆使用过程中车身面板和底盘部件因路面碎石冲击而破损的情况,考核车辆防护涂层在受损状态下的腐蚀性能;③为了考核油漆涂层的附着性能和抗腐蚀性能,在试验车的典型部位进行油漆划痕处理。在油漆涂层上划出两个相互垂直但不相交的透至钢板的直线,检查试验过程中划痕两侧涂层的变化情况,划痕宽度一般为0.5mm左右;④为了保证腐蚀试验结果的稳定性,我们需要监控整个腐蚀试验过程中各个阶段的腐蚀强度。为此在底盘左右两侧分别挂上特制的标准钢板,测量标准钢板在试验过程中的腐蚀量,并与目标腐蚀量进行对比,以便对腐蚀试验的强度进行及时的调整。1.3正式侵蚀试验中的典型环节(1)汽车腐蚀目前国际上比较通用的试验条件是相对湿度95%,温度50℃,这种环境条件对汽车腐蚀具有明显的加速作用。我们通过对底盘位置标准钢板腐蚀量的监控,来调整湿热试验的存放时间,从而达到控制试验腐蚀强度的目的。有些汽车企业也将试验车湿热试验与干燥放置合二为一,通过对试验室湿度的控制来对试验车进行加湿和干燥。(2)干燥方式一般采用专用的干燥室(室温18℃～28℃,相对湿度40%～60%)或自然状态下通风两种干燥方式,干燥的目的是使水分及盐分能够充分渗透到车身的各个部位。(3)耐盐雾腐蚀试验在热带、亚热带沿海地区,温度高湿度大,空气中含盐分较多,加之带盐分的雨水对车身部件的长期侵蚀,会造成汽车尤其是车身部位的快速腐蚀,且盐分中的Cl-具有破坏金属表面钝化膜的作用。此试验流程主要是模拟沿海地区盐雾沉降在车身外表面的实际情况,在盐雾室中进行静态盐雾喷射并保持一定的时间,使盐雾颗粒沉降并深入到车身表面及各处的缝隙中,考核车门、车窗及各空腔部位的密封性能,以及车身耐盐雾腐蚀的能力。也有一些汽车公司采用动态盐雾喷射的方式,让试验车以不同车速多次通过两侧有盐水喷射装置的路段,从而达到类似的效果。(4)汽车原料的撒盐。在路面欧洲、北美以及我国北方的一些城市,因冬季严寒且时间漫长,为了确保汽车在冰雪覆盖的道路上安全行驶,一般都要在路面上撒融雪盐。如果路面上的撒盐量很大,将会引起汽车车身下部和底盘的严重腐蚀。此试验流程主要是模拟冰雪地区路面撒融雪盐的实际情况,使试验车通过盐水路及盐水搓板路,盐水飞溅到底盘及车身下部,以此来考核试验车底盘及车身下部的耐腐蚀能力。(5)不同国际场所的工况可靠性路一般包括碎石路、扭曲路、石块路、搓板路等,具体的路面设置还要根据不同试验场的具体情况而定。其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。(6)比例的紧急制动模拟汽车在高速公路上的实际工况,并配合一定比例的紧急制动。紧急制动的目的,一是对制动片进行除锈,以保证试验车的制动性能,二是检验试验车在腐蚀试验过程中的制动性能是否受到影响。(7)驻坡试验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。1.4汽车腐蚀的检测每经过10个循环,对试验车进行全面的腐蚀检查、拍照,对车身各部位划痕的扩散量进行测量,随后根据各个部位的腐蚀程度对其进行腐蚀等级评定。当全部试验结束后,对汽车进行拆解,尤其是车身的空腔、夹层,这些位置在整车的试验过程中是不可见的,汽车厂商若想对试验车的腐蚀情况有一个比较全面的了解,就必须对试验车进行彻底的拆解。比如,国外某些汽车公司在整个试验结束后,会将车身面板的每一个焊点都拆开,然后对所有的腐蚀问题分门别类的进行研究。1.5针对两组品牌的使用目前,根据车辆的市场定位不同,海南所腐蚀试验的周期分为两类。一类是针对中低档车型,推荐60循环,相当于北美强腐蚀地区使用6年;另一类是针对中高档车型,推荐100循环,相当于北美强腐蚀地区使用10年。在整个试验过程中,汽车10循环和30循环后的腐蚀状态尤为值得关注,对于大多数汽车用户来说,1年内出现腐蚀是难以接受的;而国内销售的汽车基本保修年通常为2～3年,欧美地区一般要3～5年,因此对于一些中高档汽车,3年内出现腐蚀也是用户不愿看到的,因此对于10循环和30循环内出现明显腐蚀的部位,汽车厂商必须予以足够的重视。2对腐蚀试验结果的评价方法2.1汽车公司的评价标准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,目前国内汽车行业使用的评价标准是2005年发布的,具体内容见表3。2.2螺栓腐蚀的分析整个试验结束后,对汽车抗腐蚀性能的判定是一个非常重要的环节,它并没有一个非常确定的评价标准,需要腐蚀技术人员根据车辆的不同部位及腐蚀情况,确认其是否在可接受范围之内,对于那些无法接受的腐蚀情况,需要进行大量的后期分析工作,以找出发生腐蚀的真正原因。比如在车身某个部位的镀锌螺栓锈蚀很严重,它锈蚀的原因可能有很多种,第一可能是设计人员本身给出的技术要求无法满足苛刻的使用环境,第二可能是在螺栓加工过程中镀锌层不合格,没有达到规定的技术指标,第三可能是在装配过程中,螺栓的镀锌层受到损伤,从而导致腐蚀过早的发生。如果我们没有搞清楚螺栓锈蚀的真正原因,也就不可能采取切实有效的改进措施。一般来说,判定汽车抗腐蚀性能主要依据以下几个方面。一是根据发生腐蚀的部位,一般来讲,车身外观和内饰的防腐要求最高,因为对于普通车主来说,车身外观出现可见的腐蚀是其最不愿意看到的,其次是发动机舱,再其次是底盘部位;二是根据发生腐蚀部件的类型,一般安全件的抗腐蚀性能要求最高,因为它涉及到用户的安全问题,应该确保这类部件即使在最恶劣的环境条件下也不会因腐蚀而失效,其次是一些功能件,再其次是那些普通的结构件;三是根据试验车辆的档次,很自然对于档次越高的车辆,用户对其抗腐蚀性能的要求也会越高;另外,对于汽车上一些需要经常拆卸的零部件,尤其是紧固件,要保证其防腐性能,以免给日后的维修和保养造成拆卸上的困难。3影响汽车腐蚀因素与国外一些汽车公司相比,国内汽车企业汽车腐蚀试验才刚刚起步,无论试验方法还是评价方法都有待进一步的完善。汽车腐蚀试验的完善一定要注意与汽车腐蚀实际情况