據報道，金屬腐蝕導致全世界每年每輛汽車平均損失為150～250美元， 可以估算出2013年我國因汽車腐蝕造成的經濟損失達1700多億元，造成材料、能源浪費，導致巨大的經濟損失，同時還帶來環境污染、交通事故。

    文/ 朱春東、嚴威、鄧廣新·武漢理工大學

    中國汽車工業協會發布的數據顯示中國汽車銷售加速增長，2013年，汽車產銷2211.68萬輛和2198.41萬輛，同比增長14.76%和13.87%，比上年分別提高10.2和9.6個百分點。中國已超過美國，成為全球第一大汽車市場。

    在汽車工業高速發展的同時，延長汽車服役壽命是各國追求的目標之一。事故損壞、摩擦損壞、腐蝕損壞分別是汽車損壞的三種主要形式，其中最為普遍和嚴重的是腐蝕損壞，尤其是在沿海地區以及工業發達地區腐蝕損壞已經成為影響汽車使用壽命的主要原因。

    據報道，金屬腐蝕導致全世界每年每輛汽車平均損失為150～250美元，可以估算出2013年我國因汽車腐蝕造成的經濟損失達1700多億元，造成材料、能源浪費， 導致巨大的經濟損失，同時還帶來環境污染、交通事故。在1985～1991年間對瑞典和我國汽車腐蝕調查表明，除意外交通事故損壞及部分零部件磨損外，汽車腐蝕是汽車損壞報廢的重要原因。近些年來，由于汽車零部件腐蝕而導致的汽車召回事件不在少數。加強對汽車的腐蝕防護，正確使用、合理維護與保養汽車， 對于安全運行、延長其使用壽命具有重要意義，同時這也是汽車廠家和消費者的共同愿望。圖1所示的為一些汽車腐蝕案例。
 

圖1 汽車腐蝕案例

    汽車常見的腐蝕類型

    汽車由各種金屬材料零件和非金屬材料零件組成，在汽車使用的各種環境中無論是金屬材料還是非金屬材料都會有腐蝕問題。這些腐蝕發生在汽車的各個零部件上，輕則影響汽車外觀，重則造成功能損傷，導致交通事故，危及人的生命財產安全。汽車的腐蝕形態有很多，影響因素也是多種多樣的。

    汽車腐蝕試驗

    隨著汽車腐蝕問題慢慢進入公眾的視野，汽車腐蝕所帶來的危害也開始引起人們的關注。汽車防腐越來越被重視，相關法規的頒布則加速了這種趨勢，汽車的抗腐蝕性能已成為生產廠家對汽車性能的主要考核項目之一。

    腐蝕測試能檢驗產品的防腐能力， 甄別產品的質量，提高產品的競爭能力， 因而許多汽車廠家相繼展開了相關試驗。汽車零部件的腐蝕測試主要有以下幾種： 1、鹽霧測試（中性鹽霧、乙酸鹽霧、銅加速乙酸鹽霧、交變鹽霧 ）；2、冷凝水 \水霧試驗；3、氣體腐蝕試驗；4、循環腐蝕試驗（CCT）；5、腐蝕膏試驗；6、耐溶劑試驗（耐酸堿、汽油等各種溶劑）。其中，中性鹽霧、冷凝水\水霧、氣體腐蝕和循環腐蝕試驗是最常用的加速腐蝕試驗， 在汽車零部件的防腐測試中被廣泛使用。

    中性鹽霧試驗（NSS）與實際的自然腐蝕試驗相關性很低，甚至有研究結論認為毫無相關性，但是NSS目前應用非常廣泛，被普遍認可并一直被認為是腐蝕試驗的基礎試驗。循環腐蝕試驗（CCT）在恒定鹽霧試驗基礎上引入了高溫、濕度、低溫、干燥等參量，還有部分加入紫外、氙光等老化因素，盡可能考慮了自然環境中的諸多條件因素，目的是取得了和自然環境相關性更高的試驗結構。相對于NSS而言，CCT擁有更貼近于實際腐蝕狀態，周期短，能模擬實際環境中的溫度和濕度變化，能夠更大程度上反映出鍍層或涂層的缺陷點，對工件的抗腐蝕性能要求更高等優點。正是因為這些優點，越來越多的整車廠采用新的加速循環腐蝕試驗來取代原有的中性鹽霧試驗。

    整車的防腐測試現階段則主要是道路強化腐蝕試驗，模擬沿海地區鹽霧沉降、北方冬季冰雪路面撒鹽的腐蝕環境，通過高溫高濕、高低溫交變、鹽霧噴射、鹽水路、碎石路、強化壞路行駛和高速行駛等多種試驗工況，暴露汽車產品在結構設計、材料選用和防護工藝等方面的腐蝕問題，以此來考核及評價汽車在極其惡劣的使用條件下的抗腐蝕性能，為提高產品抗腐蝕能力提供依據。海南汽車試驗研究所自1998年起，開始進行汽車腐蝕試驗的摸索，制定了《海南汽車試驗場汽車道路強化腐蝕試驗》進行發布，該方法于2005年7 月已作為汽車行業標準《乘用車強化腐蝕試驗方法》進行發布，得到了廣泛認可。

    盡管不少車企做了相關的汽車腐蝕測試的研究，但是各大廠家進行腐蝕測試實驗的周期各不相同，如中性鹽霧試驗，ISO 9227-2006推薦的試驗周期從2h到1000h不等，這些推薦時間，沒有針對性指出何種產品適用，生產廠家很難選擇。同時，大量的試驗數據處于分散的狀態，數據資源沒有共享，也沒有統一的平臺對這些數據進行整合。這些不僅導致大量重復試驗的進行，造成了資源浪費，還給汽車腐蝕測試的發展帶來了無形的阻力，進而也影響到了國內汽車防腐技術的發展。

    國內汽車防腐現狀

    我國汽車工業發展水平與世界先進水平相差較大，投入使用的汽車1～2年后就出現腐蝕，3～4年就有部件腐蝕穿孔。國內對于腐蝕防護的研究也非常落后，國外從六十年代就開始了整車道路強化腐蝕試驗，這項試驗對于汽車腐蝕防護能力的提高有著極其重要的作用，而我國在這一方面起步則相當的晚。海南汽車試驗研究所自1998年起，開始進行汽車腐蝕試驗的摸索，并于1999年正式開始汽車道路腐蝕試驗，至今，已完成百種車型的試驗任務， 積累了大量的試驗數據。其試驗結果顯示，部分自主品牌與合資品牌仍存在有一定的差距。

    國內汽車的防護設計、防腐技術的應用和工藝水平相對偏低。一些國產汽車油漆層的豐滿度、平整度和光澤度及附著力偏低；鍍層、轉化膜的質量欠佳，尤其是重腐蝕環境（酸霧、高溫等）中零件的耐蝕能力差。直接表現在使用一段時間后出現銹漬，油漆層起泡、剝落、變色、失光，油箱清潔度降低，非金屬件變形等。與國外或國內合資企業制造的品牌汽車相比，國產汽車的造型、使用的材料及工藝直接影響了產品的檔次。

    2014年，第二屆中國汽車防腐蝕與老化技術論壇召開，眾多整車企業積極參與。各企業交流汽車腐蝕與防護的經驗與想法，這對于促進汽車防腐的發展有著非常積極的作用，同時也反映出國內大環境對于汽車防腐蝕越來越重視。

    汽車腐蝕防護

    整車防腐性能的基本需求主要是從兩個方面出發，一是美觀，二是保證汽車的功能性。在保證美觀和功能的同時也應該盡量降低成本。做好防腐工作應從以下幾個方面入手：1、從結構設計上避免腐蝕； 2、汽車零部件合理選材；3、在使用保養上防腐；4、從制作工藝上防腐。

    結構設計不僅要考慮金屬零部件的力學性能和加工性能，還要考慮金屬腐蝕原理和腐蝕形態。各種防腐設計的應用和效果受如下因素的影響：溫度、排水孔的位置、空氣流通能力、氣流飛濺引起的泥土與道路鹽的沉積、不正確的搭接和縫隙處無法覆蓋電泳涂層。合理的結構設計可以使汽車的腐蝕大大減輕，并控制腐蝕的發生。在設計時應避免尖端、空腔、縫隙和容易引起雨水的沉積區域的形成等，電位差差異較大的兩種金屬的接觸容易發生電化學反應，需要在兩種材料之間增加相容的材料。

    汽車使用的金屬材料有很多種，每種材料的耐腐蝕性能都不一樣。合理選材是提高汽車耐腐蝕能力的有效方法，再與適當的防護措施相結合，可以保證汽車外觀和使用壽命的要求，如車身鋼板采用了鍍鋅鋼板或鋅合金鋼板，大大提高了車身的耐腐蝕能力，近年來鋁合金也應用于車身鋼板。寶山鋼鐵有限公司的研究發現，Zn 基鍍層熱沖壓用鋼和裸板及AISi鍍層熱沖壓用鋼相比具有更好的防腐保護作用。非金屬材料一般不會發生腐蝕，用塑料代替金屬材料也是一種提高零部件防腐能力的有效方法，如使用塑料油箱和油箱口蓋， 如圖3所示。

圖3 車用塑料油箱

    合理保養。經常對汽車進行清洗保養，也能起到很好的防腐作用。目前國內汽車雖有多級保養制度，但并不涉及防銹處理，可以建立定期清銹和防銹處理制度。

    從制作工藝上防腐則主要是指汽車防腐表面處理，目前汽車常用的表面處理方式有電化學處理（電鍍和陽極氧化）、涂裝（噴涂和電泳）、化學處理（磷化、鈍化、發黑等）、熱處（熱浸鍍、熱噴涂、熱燙印、化學熱處理等）、真空法（蒸發鍍、濺射鍍、離子鍍等）。合理的表面處理是提高零部件防腐能力最有效的方法， 根據零部件的結構、材料、性能和所服役的環境決定其表面處理方式，如高強度標準件采用達克羅處理，內部區域的標準件采用鍍鋅處理。下面簡單介紹幾種常用的汽車防腐表面處理方式：

    汽車常用表面處理工藝-電鍍鋅

    電鍍鋅，行業內又稱冷鍍鋅，就是利用電解，在制件表面形成均勻、致密、結合良好的金屬或合金沉積層的過程。電鍍鋅的工藝：上夾具-前處理-水洗-鈍化-水洗-干燥。其中鈍化處理是為了提高鍍鋅零部件的抗蝕性和裝飾性。按照電鍍工藝中使用原材料可以將電鍍鋅分為堿性鍍鋅和酸性鍍鋅。

    （一）堿性鍍鋅

    （1）氰化物鍍鋅。包括高氰、中氰、低氰和微氰鍍鋅。其優點是氰化鍍鋅對于金屬雜質不太敏感，鍍液分散能力和深鍍能力好，鍍層結晶細致，純度高，結合力和耐蝕性性能好，能得到厚鍍層。合適復雜零件的電鍍。但是氰化物有劇毒，對環境影響大，以后的發展趨勢是發展無氰堿鋅。

    （2）鋅酸鹽鍍鋅。主要成分有氫氧化鈉、氧化鋅和相應的添加劑。優點是鍍液分散能力和深鍍能力接近氰化鍍液，鍍層結晶細致，光澤性好，槽液穩定，對設備無腐蝕。缺點是溫度范圍窄，鍍層厚度超過15μm有脆性。

    （二）酸性鍍鋅

    （1）氯化物鍍鋅。包括氯化銨鍍鋅、氯化鉀鍍鋅和氯化鈉鍍鋅。優點是鍍鋅電流效率高，鍍速快，鍍液簡單。鍍液分散能力和深鍍能力好，氫脆性較小，鍍層結晶細致，光澤性好。缺點是鍍層雜量大， 純度低，對設備有腐蝕。

    （2）硫酸鹽鍍鋅。其優點是配方簡單，技術成熟，電流效率高，沉積速度快，導電性好，價格低廉等。缺點是分散能力差、極化能力小、鍍層結晶粗糙、鍍層外觀發暗，表面光潔度差。

    電鍍鋅的后處理涉及到除氫處理、鈍化處理、鍍鋅層著色和膜層封閉。鈍化處理過去一直使用六價鉻，由于六價鉻具有很強的光敏性和致敏性，可導致臨床明顯的接觸性濕疹，并且六價鉻屬于致癌物質，故各國相繼開始對六價鉻實行禁令。使用三價鉻或者其他材料替代六價鉻也是鍍鋅的一個發展趨勢。

    汽車常用表面處理工藝-達克羅

    達克羅，國內命名鋅鉻涂層，是一種以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐涂料。達克羅層外觀為均勻的銀白色，涂層中80%為鋅、鋁， 其余是鉻酸鹽。工藝流程為：有機溶劑除油--機械拋光--噴涂--烘烤--二次噴涂--烘烤--干燥。圖4所示的為經達克羅處理的零件。

圖4 達克羅件

    達克羅是一種新型的表面處理技術， 與傳統的電鍍工藝相比，達克羅是一種“綠色電鍍”。其優勢有以下幾點：1，優異的防腐性能；2，無氫脆性；3，耐高溫強；4，對油漆的著附力強；5，生產工藝全程閉路循環，對環境無污染。達克羅涂層雖然有很多優點，但它也有一些不足之處，如部分達克羅層中含有對人體有害的六價鉻。達克羅件常用于重載汽車上的各種高強度底盤中小支架、連接件、外露件及緊固件、發動機周圍等高熱環境金屬制件、各種彈性零件以及各種形狀復雜的管類、腔類零部件的防腐。

    汽車內腔噴蠟工藝

    資料報道顯示，乘用車內腔是頻發腐蝕部位之一，瑞典和中國防腐專家對市場乘用車腐蝕損壞的調查結論之一：內腔采用防銹蠟保護的車型，使用7年后，避免了腐蝕的發生。內腔沒用采用防銹蠟保護的車型，使用三年后，50%發生了嚴重腐蝕。

    汽車內腔用蠟主要有兩大類：一種是溶劑型防銹蠟，另一種是固體蠟。空腔噴蠟分為：室溫、加溫注蠟和灌蠟三種方式。內腔室溫注蠟工藝說明：1、注蠟前處理，運輸鏈將車身吊至適宜工位，用專門的橡膠或塑料帽堵上底板處的進漆孔。2、高工位進行底板橫梁、縱梁等的噴涂，低工位進行前蓋、立柱、車門、后蓋內腔等的噴涂。3、室溫晾干，用溶劑潤濕過的白紗布或無紡布擦去多余的蠟，堵上底板處的注蠟孔，檢查合格后送往內飾。

    結語

    隨著汽車行駛里程和使用年限的增加，汽車各部位的腐蝕現象將逐漸加劇。汽車腐蝕現象不僅會破壞汽車的外觀，還直接影響到整車的質量和使用壽命。因此， 汽車防腐是汽車制造及使用中的一個重要部分，汽車防腐技術的發展對于車輛的使用具有重要意義。

    國內的大部分汽車廠還沒有成立專業的部門對汽車的防腐進行統一負責，使得防腐工作過于分散，缺乏系統性。應組建專業防腐部門統一負責防腐，建立起防腐體系，來提高整車的防腐水平。而且，隨著汽車工業的發展，汽車行業應該建立一套針對于國內汽車的防腐標準。

    汽車腐蝕的試驗數據處于分散的狀態，數據資源沒有共享，導致大量重復試驗的進行，造成了資源浪費，影響國內汽車防腐技術的發展，因此，建立統一的平臺對這些數據進行整合勢在必行。