腐蝕 悄無聲息

    汽車由各種金屬零部件和非金屬零部件組成，在其服役的各種環(huán)境中，無論是金屬材料還是非金屬材料都會遇到腐蝕問題或者耐候性、抗老化等耐久性問題。一般來說，除意外交通事故或部分零部件磨損外，汽車腐蝕是汽車損壞報廢常見的重要原因。

    當(dāng)前，我國已是世界上最大的汽車生產(chǎn)國和銷售國。據(jù)統(tǒng)計，2015 年中國以2450.33 萬輛的汽車產(chǎn)量位居榜首，以實(shí)現(xiàn)2459.76 萬輛汽車銷量成為唯一一個銷量超過兩千萬輛的國家。

    對中國的汽車生產(chǎn)企業(yè)來說，出現(xiàn)了趕超世界一流汽車主機(jī)廠的重大機(jī)遇，同時也面臨著核心技術(shù)自主創(chuàng)新、綠色節(jié)能汽車開發(fā)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。想要發(fā)展成為世界一流汽車企業(yè)，其關(guān)鍵一點(diǎn)是必須改變目前比較落后、污染大的防腐工藝技術(shù)，研究并應(yīng)用環(huán)保防腐新技術(shù)，生產(chǎn)出環(huán)保綠色汽車，符合盡可能多的國家的相關(guān)法規(guī)，減輕對環(huán)境的危害。

    汽車腐蝕分為金屬腐蝕和非金屬老化。

    金屬腐蝕是指金屬與周圍環(huán)境（介質(zhì)）之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞或變質(zhì)，如制動卡鉗銹蝕、發(fā)動機(jī)托架銹蝕。

    非金屬老化是非金屬材料由于在環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、機(jī)械和物理作用下，出現(xiàn)老化、龜裂、腐爛和破壞的現(xiàn)象，如安全警示按鈕變色、車燈塑料罩黃化、密封膠條粉化開裂等，這是由于化學(xué)鍵在紫外作用下斷裂而導(dǎo)致失效。所用材料和技術(shù)未來都應(yīng)該繼續(xù)向輕量化、高防腐、環(huán)保技術(shù)的方向發(fā)展。

    為保證汽車服役壽命，國內(nèi)外各汽車廠商對汽車防腐目標(biāo)及壽命提出了要求，防腐目標(biāo)基本為4~6 年無表面銹蝕，10~13 年無穿孔及功能腐蝕失效。

    汽車腐蝕的危害

    腐蝕不僅會破壞汽車的外觀，更重要的是使零部件尺寸減薄，降低其機(jī)械強(qiáng)度，嚴(yán)重的會出現(xiàn)裂紋、脆性斷裂和穿透，造成滲漏甚至喪失原有的功能，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故，危及生命。此外，汽車腐蝕還會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、社會資源（材料和能源）的巨大浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染。

    （1）汽車腐蝕常給交通安全帶來隱患腐蝕造成汽車零部件減薄、穿透、開裂，使其失去原有的強(qiáng)度，甚至失去原有功能，這就給汽車的正常行駛帶來極大的安全隱患，特別是一些承載零部件、關(guān)鍵零部件的腐蝕破損，帶來的危險就更大。例如，若汽車車底支承彈簧發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，汽車將失去平衡；若制動油管發(fā)生腐蝕疲勞斷裂，將導(dǎo)致剎車失靈。上述腐蝕問題均帶來巨大的安全隱患。

    （2）汽車腐蝕造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失汽車腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。據(jù)20 世紀(jì)80 年代的統(tǒng)計，全世界每輛汽車因腐蝕造成的損失平均每年為150~250 美元。中國汽車工程學(xué)會汽車防腐蝕老化分會牽頭成立了由來自各大汽車企業(yè)、科研院所15 人組成的汽車行業(yè)腐蝕調(diào)查專家組，完成了《汽車行業(yè)腐蝕調(diào)查研究報告》，包括汽車行業(yè)腐蝕總成本分析、汽車腐蝕環(huán)境及體系、整車動態(tài)腐蝕、車身腐蝕、動力總成腐蝕、底盤腐蝕、腐蝕老化試驗、金屬材料及腐蝕、非金屬材料及老化、電鍍防腐技術(shù)、涂裝防腐技術(shù)、汽車防銹包裝儲運(yùn)。2015 年中國汽車銷量2459.76 萬輛，平均每輛車的腐蝕成本約為6792.3~8882.3 元，將產(chǎn)生總腐蝕成本約為1670.7 億~2184.8 億元。

    （3）汽車腐蝕造成社會資源的巨大浪費(fèi)汽車發(fā)生腐蝕時，均勻腐蝕使零件尺寸減薄，點(diǎn)腐蝕使零件出現(xiàn)麻點(diǎn)、小坑，縫隙腐蝕、電偶腐蝕使零件局部出現(xiàn)穿透，應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞使零件出現(xiàn)裂紋，直至斷裂。腐蝕也使得非金屬材料失去透明性、絕緣性等一系列特殊物理性能。為保持汽車的完好，保證其安全行駛，就要去定期修補(bǔ)、更換被腐蝕的零部件。汽車腐蝕越嚴(yán)重，零部件的修補(bǔ)和更換周期就越短，這必然要消耗大量的備品備件，造成各種材料的極大浪費(fèi)。破舊材料的回收、再生產(chǎn)，備品備件的加工制作，修復(fù)部位的再次涂裝等，都需要耗費(fèi)大量能源，這部分能源的耗費(fèi)都是由汽車腐蝕帶來的額外消耗。

    （4）汽車腐蝕帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染汽車腐蝕帶來的環(huán)境污染有兩層含義：一方面是由于腐蝕造成零件損壞，各種有害物質(zhì)進(jìn)入大氣環(huán)境中造成污染；另一方面是損壞零部件后要求更換備件，增加了備件制作過程中有害物質(zhì)向大氣中的排放。

    汽車腐蝕原因

    大氣環(huán)境的影響

    影響汽車腐蝕的因素復(fù)雜多變，而最主要的影響因素即是汽車所處自然環(huán)境下的大氣腐蝕。一般認(rèn)為，其主要影響因素有：相對濕度、溫度、降雨、酸雨、氯化物和固體塵粒等。

    道路環(huán)境的影響

    道路環(huán)境包括泥沙、水、人工噴撒的融雪鹽和防塵鹽，它們對汽車腐蝕造成了極大影響，這也是汽車底部的腐蝕比其他部位嚴(yán)重的原因。

    汽車腐蝕與防護(hù)的發(fā)展概況及展望

    汽車防腐蝕與企業(yè)形象、品質(zhì)、成本、市場表現(xiàn)、用戶感知等因素相關(guān)，車身、部件的銹蝕直接影響汽車的使用壽命、安全，因此國內(nèi)外各整車企業(yè)十分重視，并把整車腐蝕與防護(hù)作為一個系統(tǒng)工程來建設(shè)。

    隨著中國品牌汽車的快速發(fā)展，以及汽車“三包”法規(guī)的實(shí)施，消費(fèi)者對汽車的品質(zhì)要求越來越高。汽車的腐蝕與老化，消費(fèi)者一眼就能感知到。不少汽車企業(yè)出現(xiàn)了重大腐蝕召回事件，汽車腐蝕已成制約汽車企業(yè)提質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

    由于我國汽車腐蝕與防護(hù)技術(shù)起步比較晚，目前無論行業(yè)還是汽車企業(yè)，與腐蝕防護(hù)有關(guān)的技術(shù)積累也比較少，與世界先進(jìn)的汽車生產(chǎn)國家相比，我國汽車企業(yè)普遍缺乏對我國各種大氣環(huán)境（汽車服役環(huán)境）的針對性研究，沒有提出差異性的技術(shù)要求，在汽車防腐蝕設(shè)計、防腐蝕技術(shù)應(yīng)用、防腐工藝制造、腐蝕試驗方法及評價、防護(hù)包裝技術(shù)等方面還存在一定差距。

    汽車腐蝕與防護(hù)是涉及材料、冶金、環(huán)境、力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備等多學(xué)科交叉滲透的邊緣性技術(shù)科學(xué)，汽車腐蝕與防護(hù)發(fā)展離不開從事金屬材料理論和防護(hù)科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)和管理等領(lǐng)域的高級技術(shù)人才。

    圖1 汽車防腐蝕技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

    國內(nèi)各主要汽車企業(yè)已開始重視腐蝕與防護(hù)，都陸續(xù)設(shè)立了專門的研究開發(fā)團(tuán)隊。2015 年12 月3 日，中國汽車工程學(xué)會成立了汽車防腐蝕老化分會，組織對腐蝕與汽車行業(yè)經(jīng)濟(jì)、安全的關(guān)系研究，對汽車腐蝕與老化方面的理論、宏觀管理、行業(yè)發(fā)展、法規(guī)政策等軟科學(xué)的研究，建立了貫穿汽車產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計、制造、運(yùn)輸及儲存、使用等整個生命周期的標(biāo)準(zhǔn)體系（圖1），加強(qiáng)了與國內(nèi)國際相關(guān)行業(yè)交流，促進(jìn)了我國汽車工業(yè)防腐蝕技術(shù)進(jìn)步，促使中國汽車向更高品質(zhì)發(fā)展。

    本文摘編自“十三五”國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項目中國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究叢書之中國汽車工程學(xué)會汽車防腐蝕老化分會組編《汽車腐蝕與防護(hù)工程》文前及第一章，內(nèi)容有刪減。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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