各國汽車整車防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)

    汽車由各種金屬零部件和非金屬零部件組成，在使用過程中不可避免地會遇到腐蝕問題，給社會造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著社會的發(fā)展和人類生活水平的提高，人們對汽車舒適性和耐久性的要求也日益提高；另外，隨著消費者維權(quán)意識的不斷加強(qiáng)，因汽車腐蝕導(dǎo)致的召回事件也越來越多，這就要求汽車整車的防腐蝕性能必須與其使用壽命相適應(yīng)。為此，發(fā)達(dá)國家的汽車廠商都制定了針對汽車整車的防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

    汽車防腐蝕應(yīng)對措施

    2.1 汽車產(chǎn)品設(shè)計過程中的防腐蝕措施

    2.1.1 汽車產(chǎn)品用板材的選擇

    車身板材的選擇非常重要，世界各國汽車行業(yè)普遍使用單面鍍鋅鋼板或雙面鍍鋅鋼板提高車身的耐腐蝕性能。根據(jù)瑞典腐蝕研究所的調(diào)查，7~ 10 μm厚的鍍鋅層具有良好的耐腐蝕性，2~5 μm厚的鋅-鎳層防腐能力小于7年。在青島海洋腐蝕研究所的腐蝕試驗場，發(fā)現(xiàn)采用相同涂裝工藝、但板材不同的2 個轎車車門8 年后的腐蝕情況出現(xiàn)了明顯差別：冷軋板車門由于空腔部位沒有泳上電泳漆或電泳漆膜偏薄，在第3年就已經(jīng)出現(xiàn)銹蝕；而采用鍍鋅板的車門8 年后基本無腐蝕，見圖1。

    目前國內(nèi)絕大部分汽車廠的車身仍全部采用冷軋鋼板，只有個別合資企業(yè)生產(chǎn)的轎車車身車門等部位采用鍍鋅鋼板。因此，車身外表面用板材推薦采用電鍍鋅板和熱鍍鋅板等，車身內(nèi)表面用板材推薦采用電鍍鋅、熱鍍鋅、鋁板、塑料和復(fù)合材料等。

    目前為滿足車身輕量化的需求，高強(qiáng)度鋼板和超高強(qiáng)度鋼板、鋁合金板、復(fù)合材料（包括玻璃纖維、碳纖維和天然纖維增強(qiáng)塑料，熱塑性塑料和熱固性塑料）等在汽車上的應(yīng)用會越來越廣泛。

    2.1.2 汽車車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計

    為保證整車防腐質(zhì)量，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)特別注意以下幾個方面。

    2.1.2.1 接縫處的設(shè)計

    接縫處的設(shè)計要保證外觀平整、光滑，且便于密封和/或防腐處理；同時，應(yīng)按照汽車行進(jìn)方向和水飛濺方向設(shè)計接縫開口，使之朝向水難以進(jìn)入的方向，見圖2。

    2.1.2.2 板斷面部位的設(shè)計

    在圖3中，設(shè)計方式

    ①色圈內(nèi)區(qū)域的漆膜易產(chǎn)生邊角效應(yīng)，漆膜變薄，同時棱邊漆膜容易被石擊破壞，不利于車身的防腐；

    ②和③的設(shè)計方案比較好，板斷面底部漆膜有一個保護(hù)面，還可以采用噴涂PVC 的方式來防止漆膜過早腐蝕；

    設(shè)計方式④的圈內(nèi)的區(qū)域容易堆積淤泥并因此引起銹蝕，不利于車身防腐。

    目前，歐洲市場的汽車普遍采用第②種設(shè)計方式。

    2.1.2.3 工藝孔的設(shè)計

    眾所周知，目前車身（駕駛室）100%采用電泳涂裝，為了保證良好的涂裝性（泳透性），車身（駕駛室）必須合理設(shè)置工藝孔的位置、大小和數(shù)量。

    一般應(yīng)遵循以下幾條原則。

    a.通常電泳工藝孔的間距設(shè)置為150~200 mm。間距為150 mm 時，孔的直徑φ為15 mm；間距為200 mm時，孔的直徑φ為20 mm；

    b.在封閉區(qū)域，內(nèi)、外板應(yīng)該交叉開孔；

    c.車身搭接的板材之間一般要有3 mm左右的間隙；

    d.盡量“借用”總裝裝配孔、焊接定位孔和沖壓定位孔；

    e.增設(shè)電泳工藝孔時，盡量使其兼?zhèn)渑乓嚎准胺罋馀菘椎墓δ埽员闶拱总嚿沓霾郏撝⒘谆⒓兯吹龋r攜帶的液體在工藝時間內(nèi)及時排除，一般瀝液時間≤30 s。

    f.增設(shè)電泳工藝孔時要考慮是否影響整車的密封性。

    圖4為某轎車B柱開工藝孔的簡要說明。

    2.2 汽車涂裝技術(shù)的防腐蝕措施

    2.2.1 汽車耐腐蝕涂層結(jié)構(gòu)

    根據(jù)汽車總成及零部件在車上的位置、使用工況和涂層性能（包括耐腐蝕性能）要求不同，使用的涂裝材料及采用的涂裝工藝也不同。國內(nèi)外各大汽車公司都有相應(yīng)的關(guān)于汽車油漆涂層的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)目前有效的標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T484－1999《汽車油漆涂層》。

    該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)汽車零部件的使用條件和涂漆質(zhì)量要求，將涂層結(jié)構(gòu)分為10 個組、17 個等級，每個級別都規(guī)定了不同的耐腐蝕性能。

    隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)亟需修訂。作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗、大量試驗結(jié)果及目前汽車涂裝材料的性能，按汽車各個部位推薦幾種耐腐蝕的涂層結(jié)構(gòu)及涂層所能達(dá)到的耐腐蝕性能，見表2。

    注：

    a.為必須采用的工藝；

    b.為可以取消的工藝；

    c.載貨車車架推薦采用環(huán)氧電泳涂料+噴涂快干聚脲底面合一涂料，中性鹽霧時間≥720 h，耐候性能≥500 h；

    d.鑄鍛件涂裝要根據(jù)鑄鍛件表面粗糙度確定最佳膜厚。

    經(jīng)驗值是，涂膜厚度為產(chǎn)品材質(zhì)表面粗糙度值的3倍以上，才能獲得良好的耐腐蝕性能。

    2.2.2 汽車特殊部位的防腐措施

    2.2.2.1 車底噴涂PVC涂料、裙邊噴涂抗石擊涂料汽車底板和輪罩等部位在汽車行駛過程中經(jīng)常受到泥沙、碎石、鹽和污水等撞擊腐蝕，一般需要噴涂PVC 車底涂料；另外，轎車車門裙邊、發(fā)動機(jī)艙蓋和A 立柱等部位距離地面較近，一般要噴涂抗石擊涂料。

    2.2.2.2 PVC焊縫密封

    為提高車身抗腐蝕能力，所有粘接、焊縫或接縫部位在電泳涂裝后都應(yīng)涂覆密封膠，避免水等介質(zhì)的浸入而造成腐蝕。

    2.2.2.3 內(nèi)腔注蠟（灌蠟）、發(fā)泡

    汽車內(nèi)腔部位（如乘用車的前翼子板支撐板、立柱空腔、和車門下部空腔等）因焊接形成的焊縫、夾層和空腔由于屏蔽作用，電泳漆膜較薄、防腐蝕能力較差。為此，通常對這些部位進(jìn)行噴蠟或注蠟（灌蠟）處理（內(nèi)腔防銹蠟）；高檔客車和微型車等進(jìn)行發(fā)泡處理來提高整車耐腐蝕性能。

    2.3 汽車儲運過程中的防腐蝕措施

    為保證汽車（尤其是出口汽車）涂層在儲運過程中完好如初、無銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生，目前在儲運過程中普遍應(yīng)用的防腐蝕措施有以下幾種，這些措施可以有效防止海水、鹽霧、高溫/高濕和日曬對涂層的侵蝕。

    a.車身（駕駛室）噴涂面漆保護(hù)蠟、車身保護(hù)膜、貼附塑料保護(hù)膜、車身護(hù)衣等；

    b.發(fā)動機(jī)和變速器等部位噴涂發(fā)動機(jī)保護(hù)蠟；

    c.其它底盤件（如車架、車橋、傳動軸等）噴涂底盤防銹蠟；

    d.車門、行李廂等活動鉸鏈處等噴涂合頁蠟。

    汽車涂層耐腐蝕試驗方法及評價

    3.1 試驗室樣板、樣件涂層的耐蝕性評價

    20世紀(jì)90年代以前，都采用單純的中性鹽霧試驗來考核汽車涂層的耐蝕性能，依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T-1771《色漆和清漆耐中性鹽霧試驗的測定》。第1版標(biāo)準(zhǔn)GB/T-1771-1991只有鹽霧試驗方法，沒有評價方法；目前最新版本是GB/T-1771-2007，增加了采用ISO方法對試驗結(jié)果進(jìn)行評價的內(nèi)容。

    90年代中期，德國大眾PV1210循環(huán)交變腐蝕試驗方法被普遍用來考核涂層（當(dāng)時只考核試驗室樣板及樣件涂層的耐腐蝕性能）的耐腐蝕性能，比單純的鹽霧試驗更接近汽車涂層的實際使用工況；日本馬自達(dá)公司也有相應(yīng)的循環(huán)腐蝕試驗方法。

    3.2 整車涂層耐腐蝕性能評價

    2000年以后，海南汽車試驗研究所起草了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T732-2005《乘用車強(qiáng)化腐蝕試驗方法》，2005年7月1日實施，用來考核整車涂層耐腐蝕性能，試驗場地是海南瓊海，目前只能對乘用車涂層耐腐蝕性能進(jìn)行考核。德國大眾考核整車道路循環(huán)腐蝕試驗的方法是EP003.09，試驗場地在美國的鳳凰城。有關(guān)試驗方法的對比見表3～表5。

    每種試驗方法的試驗條件各不相同，筆者通過大量試驗得出了幾種試驗方法之間的對比關(guān)系，見表6。

    無論采用QC/T732 方法還是采用EP003.09 方法，做完整車道路腐蝕試驗后，都要拆車按評價等級進(jìn)行腐蝕評價，見圖5。

    3.3 涂裝線現(xiàn)場拆車進(jìn)行泳透力測試

    電泳質(zhì)量（尤其是車身內(nèi)部、縫隙、空腔部位的電泳漆膜厚度），直接影響整車的耐腐蝕性。目前，最普遍、也是最有效的辦法是對電泳涂裝后的整車進(jìn)行剖車，驗證電泳涂裝的泳涂性，并根據(jù)泳透力結(jié)果，對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行修正。某汽車公司的評價方法是：在電泳涂裝前確定車身內(nèi)表面（內(nèi)腔）每個部位需檢測膜厚的位置及檢測的點數(shù)，然后剖解電泳涂裝后的被涂物（車身），按規(guī)定的部位及檢測點數(shù)測定漆膜厚度，與目標(biāo)膜厚進(jìn)行比較，合格率達(dá)到90%以上為合格。

    圖6（圖中1～9是檢測的位置）是某轎車后車門內(nèi)表面檢測部位及檢測點數(shù)的示意圖。

    目前，國內(nèi)外汽車公司公認(rèn)的車身內(nèi)表面、內(nèi)腔電泳漆膜厚度的標(biāo)準(zhǔn)是：乘用車，車身內(nèi)表面膜厚≥12μ m、內(nèi)腔膜厚≥10 μm；中重型車，駕駛室內(nèi)表面膜厚≥10 μm、內(nèi)腔膜厚≥8 μm。

    結(jié)束語

    與國外先進(jìn)汽車企業(yè)相比，國內(nèi)汽車企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、防護(hù)工藝和材料選擇等方面還存在一定差距。在汽車防腐技術(shù)方面，整車防腐水平與國外相當(dāng)，但底盤零部件的防腐水平較低。雖然近年來已經(jīng)對汽車防腐性能的重要性有了一定認(rèn)識，但在企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)體系中還沒有成立專門的腐蝕評價部門，在產(chǎn)品設(shè)計過程中也缺乏腐蝕評審流程。所以應(yīng)盡快轉(zhuǎn)變國內(nèi)汽車企業(yè)的觀念，提高企業(yè)對汽車防腐性能的認(rèn)識，建立企業(yè)自己的腐蝕評價體系已是當(dāng)務(wù)之急。

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責(zé)任編輯：王元

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