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汽车腐蚀试验中典型腐蚀问题分析 点击返回
汽车腐蚀试验中典型腐蚀问题分析

信息来源于:互联网 发布于:2021-09-20

随着汽车工业的不断发展,人们对汽车质量的要求越来越高,汽车的防腐性能已经成为原始设备制造商和消费者评估汽车质量的重要项目。汽车腐蚀危害严重,不仅导致汽车报废和环境污染,还带来严重的安全隐患[1]。汽车强化腐蚀试验是验证汽车耐腐蚀性有效的手段之一,在国内外许多汽车行业得到了应用。本文介绍了汽车行业普遍关注的汽车强化腐蚀试验过程中的腐蚀问题、原因分析及对策,旨在探索和提高汽车的耐腐蚀性能。

1.整车强化腐蚀试验。
大众、通用、福特等国际知名汽车厂商都设立了专门的汽车腐蚀状况评价机构,但目前国际上还没有统一的汽车腐蚀强化试验标准和评价体系。国内汽车企业对汽车耐蚀性的研究起步较晚,车辆强化腐蚀试验一般按照QC/T 732-2005《乘用车强化腐蚀试验方法》进行。试验过程包括高温高湿、盐雾、盐水路面、可靠道路行驶、高速行驶等试验条件,以模拟沿海地区盐雾沉积、北方地区冰雪路面撒盐等腐蚀环境,从结构、工艺、材料等方面通过试验检验,评价产品的存在。

车辆强化腐蚀试验的一个周期为24小时。一般10个周期的腐蚀结果相当于一个腐蚀年。通常,进行60或100次循环来模拟车辆6年或10年的腐蚀状态。在测试过程中,通常会悬挂标准腐蚀样品,以控制腐蚀强度。腐蚀强度以中国恶劣大气环境下的年腐蚀量为基础。高温高湿盐雾的喷射时间每10个周期调整一次,确保腐蚀强度符合要求。根据QC/T 732-2005,进行了100次循环试验。

2.强化腐蚀试验中的典型腐蚀问题。
经过密集的腐蚀试验,车身、底盘、发动机舱等区域的零件会发生不同程度的腐蚀。由于位置、环境和材料的不同,腐蚀形式呈现出不同的形态特征,主要有点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀。60次循环试验后的典型问题如下。

2.1车身。
根据腐蚀形式,车身腐蚀问题主要分为缝隙腐蚀、锐边腐蚀、空洞腐蚀等。发生缝隙腐蚀的地方包括门的边缘、铰链与侧壁之间的安装面、机舱钢板的焊接处等。锐边腐蚀情况,如门排水孔、加油口盖边缘腐蚀;内腔腐蚀主要包括下门槛内腔和后轮罩内腔。产生腐蚀问题的原因包括:(a)材料因素:门、侧壁等防腐区域使用的板材耐腐蚀性不足,未使用镀锌钢板等耐腐蚀材料;(b)胶封:由于钣金的焊缝、包边、结合面未用胶有效密封,水蒸气进入后发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀是车身腐蚀中常见的问题。要解决这个问题,需要进行合理的涂胶设计,根据设计要求改进涂胶工艺。(c)结构设计:由于型腔金属板之间空间较小或工艺孔设计不合理,导致轮盖等型腔部位型腔电泳作用不佳;孔的设计不仅要考虑开孔的尺寸、位置和数量,还要考虑孔的密封性,这将导致后期进水和腐蚀。(d)工艺实施:钣金冲压过程中产生的锐边和毛刺、焊接过程中产生的焊渣等飞溅物均直接影响后期电泳,导致电泳漆膜厚度等关键指标不符合防锈要求。除了合理的设计,现场过程控制也极其重要。

2.2底盘。
(1)排气系统在焊接过程和使用过程中,由于排气和冷凝液的高温氧化,容易发生高温腐蚀、冷凝液腐蚀和晶间腐蚀。腐蚀严重的部位主要包括排气管与消声器的焊缝、排气管与主消声器的安装法兰。

(2)整车试验时,底盘区域的黑漆和标准件容易腐蚀。一方面与底盘恶劣的腐蚀环境有关,在车辆试验过程中,底盘区域的部件容易受到沙子、盐水等外界条件的影响。此外,零件的表面涂层选择、性能指标和工艺控制直接影响产品的耐腐蚀性。

(3)汽车传动轴作为汽车重要的传动部件,如果不加以保护,其表面容易生锈。由于表面处理成本较高,国内主机厂对传动轴进行喷漆或未进行表面处理。

2.3机舱。
(1)整车盐雾试验后,发动机和变速器总成的铝及铝合金零件表面会出现白色腐蚀产物。在大气环境下,铝铸件表面会形成一层氧化膜,使铝具有更好的耐腐蚀性。盐雾试验中,高浓度的氯离子破坏了铝铸件表面的氧化膜,造成点蚀。

(2)高压油泵、涡轮增压器、EGR管道等部件经强化腐蚀试验后腐蚀严重。由于这些部件在高温环境下工作,一般不进行表面处理,容易造成严重腐蚀。对于这种腐蚀问题,可以适当增加表面处理或使用耐腐蚀性更好的金属材料。

(3)电池压板、散热器安装支架等电泳黑漆部件由于缺乏表面处理性能指标控制(如附着力不足、耐湿热等项目控制)、产品质量一致性差等因素,在试验过程中容易生锈。

汽车腐蚀试验中典型腐蚀问题分析


2.4内部和外部零件。
车标、门把手、散热器格栅等装饰电镀件。由于涂层厚度、镍层电势差和其他指标,没有适当地要求和控制。被盐雾腐蚀后,表面变暗,甚至产生腐蚀点蚀。

3.改进措施和建议。
汽车的防腐性能与整车及其零部件的结构设计、材料、防腐技术、表面处理和现场工艺质量控制等密切相关。

3.1整车及零部件结构设计。
(1)尽量减少尖角和棱角的存在,控制毛刺的大小和方向。锐边和毛刺的电泳作用差,容易产生腐蚀。在设计中,翻边可以设计在锋利的边缘,冲孔处的毛刺应该朝向钣金内部。

(2)为了达到良好的腔体电泳作用,需要结合电泳SE分析合理设计腔体钣金间距和工艺孔。钣金间距的设计与电泳工艺关系很大,一般设计在5 mm以上;

(3)设计时,应尽可能避开封闭区域,或在封闭区域内保持良好的通风和排水作用,避免腐蚀性介质堆积造成缝隙腐蚀。裂纹腐蚀有感的裂纹宽度一般为0.025-0.1毫米..

3.2材料选择。
(1)镀锌钢板具有良好的耐腐蚀性能,因此在外覆盖件(门、挡泥板、发动机罩)、侧壁、地板、机舱等腐蚀环境严重的区域,建议使用7-10微米厚度的镀锌钢板;

(2)汽车的排气/消声系统应采用耐腐蚀性强的不锈钢制造,考虑到耐高温、成本等因素。排气/消声系统大部分由436、439和441车型制成,排气尾管和装饰罩由304型不锈钢制成。

(3)选材时应考虑不同材料重叠造成电偶腐蚀的风险,可选择电位相近的金属组合进行连接,或在双金属之间进行绝缘处理。

3.3表面保护和工艺选择。

(1)螺栓、螺钉、夹具等紧固件的防锈性能较重要,可根据应用部位选择合适的表面处理方法,如在机舱和底盘区域采用高耐蚀性的锌铝涂层或电镀锌镍合金;

(2)对于黑漆件、电镀件等外购生产件,应对性能指标(附着力、膜厚等)进行合理的要求和控制。)与盐雾试验和表面涂层有关。用于机舱和底盘零件(黑漆零件、标准件等。)其中市场上经常反馈腐蚀问题,建议增加喷蜡保护。喷蜡对零件海运等短期防护较有效;

(3)为解决铝铸件白锈问题,可对铝铸件表面进行钝化处理,对温度较低的区域进行喷蜡保护。整车强化腐蚀试验表明,喷蜡对铝铸件防锈较有效。

(4)为了提高车身底部区域的防腐性能,有必要保护车身底部地板、侧梁底部和侧面以及轮罩等石头撞击风险区域。一般是喷涂PVC防石击涂料或加塑料保护罩保护。

(5)车身型腔是车身防腐的关键区域,需要通过合理的工艺孔设计实现型腔的良好电泳。腔体的电泳膜厚低要求一般为10μm,车身腰线以上的A/B柱、车顶纵梁等腔体区域电泳性能较差。由于该区域的腐蚀环境相对较好,可以适当降腔体的电泳膜厚。另外,在腔体电泳难以满足的情况下,需要进行腔体喷蜡保护,包括下侧门槛、车门下部、后轮罩等区域;

(6)为防止缝隙腐蚀的发生,车身区域的钣金焊接部位和包边处应采用胶水密封,并根据应用部位合理制定涂胶工艺,达到目标防腐作用。

4.结语。
整车强化腐蚀试验能很好地反映整车及其零部件的防锈性能。通过试验结果,分析了其在结构设计、涂胶喷蜡、表面处理工艺、材料选择等方面的不足。汽车产品的质量问题可以有针对性地解决,从而不断提高汽车产品的质量。
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