羅恩洲 德國漢諾威大學理學博士 廣東電鍍行業協會副會長

    汽車產業是當今全球化程度最高的產業之一，世界汽車強國無一例外都是汽車產品出口大國。我國屬于汽車大國，汽車產業是國民經濟重要的支柱產業之一，然而“大而不強”是不爭的事實。如何我國的汽車產業在百舸爭流的國際大環境中，擠入世界的前列呢？除了大力發展先進的制造技術外，研發先進的防腐技術和高性能新材料也是重要的舉措之一。

    眾所周知，汽車行業是一個交叉學科，是多種學科的結合體，腐蝕與防護學科在汽車行業的發展中占有舉足輕重的地位。腐蝕損壞是造成汽車損壞最嚴重的形式之一，據了解，我國每年汽車因腐蝕而損失千億。全面發展汽車防腐新技術、創新高性能汽車材料勢在必行。為此，記者特邀請到美特（中國）化學有限公司汽車 OEM 經理羅恩洲博士做相關方面的精彩解讀。

    羅恩洲，德國漢諾威大學理學博士。現任安美特（中國）化學有限公司汽車OEM 經理、廣東電鍍行業協會副會長、中國汽車工程學會防腐蝕與老化分會副主任；中國汽車工程學會標準：防腐蝕老化分技術委員會委員。在汽車防腐老化研究方面有較廣的經驗和較深造詣。

    記者：請您大致談談汽車腐蝕環境及體系？

    羅博士：汽車在服役過程中，主要受到大氣環境的腐蝕。大氣潮濕環境中含有鹽分的水凝結在金屬表面形成電解液，屬于電化學腐蝕。因此，相對濕度，溫度，降雨，氯化物和固體塵埃等是這類腐蝕的重要參數。同時，還會受到不同服役地區特殊環境的影響，如沿海地區的海水鹽霧，工業地區的酸雨，北方冬季融雪劑，南方梅雨季節潮濕空氣等與區域有關的腐蝕因素。在同一個大氣環境下，汽車上不同的功能區，其腐蝕微環境也有差別。

    比如駕駛艙內的腐蝕微環境就要比發動機艙，底盤，車身等的腐蝕微環境就要弱很多。另外，一些特殊汽車零部件，由于特殊的腐蝕微環境，而與大氣腐蝕環境相關性比較小，但需要特別的考慮，如尾氣排放管的腐蝕。

    記者：請結合您的科研領域和科研經驗，大體談談汽車行業的腐蝕防護包括哪些方面？關鍵應該怎么做？尤其是在您的科研領域內。

    羅博士：汽車行業的腐蝕防護的主要包括以下幾個方面：

    a） 對汽車服役地區大氣腐蝕環境，特別是汽車上不同功能區腐蝕微環境的準確了解：從而在汽車設計過程中根據腐蝕（微）環境，防腐目標做出相應的防腐設計。由于腐蝕是一個漫長的過程，在這方面數據積累需要很長的時間。中國品牌汽車發展時間比較短，這方面積累的參考數據不多，與國外品牌相比，差距比較大。目前，主機廠通過處理客戶投訴的失效分析，拆解，對標，在典型區域設立實驗站或試驗場（如海南試驗場）路試等各種方法，在積累對腐蝕（微）環境的更細致的了解。

    b） 防腐技術的選擇：目前汽車防腐的技術主要是：（1）在金屬表面覆蓋保護層。例如，在金屬表面噴涂（比如車身涂覆），電鍍（比如裝飾性電鍍鉻），或用化學方法形成致密耐腐蝕的氧化膜或鈍化膜（如鋼鐵材料的磷化，鋁合金的陽極氧化）等，使金屬與周圍腐蝕介質隔離，從而防止或延緩腐蝕；（2）在金屬上覆蓋一層比被保護基材更活潑的金屬層，使得在服役過程中，覆蓋層優先腐蝕，達到保護基材的目的。這種以電化學犧牲陽極的方法主要有熱鍍鋅或電鍍鋅或鋅合金，鋅鋁涂覆技術。在汽車防腐中扮演非常重要的角色。（3）加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等，這種方法主要適合短期防腐，比如汽車或零部件在儲存，海運過程中的包裝等。

    汽車防腐的最低目標是保證在汽車服役過程中的安全，任何因腐蝕失效而產生的功能性失效或安全事故都是絕對不可接受的。隨著消費者要求的提高，目前的趨勢是除了功能性防腐外，還要兼顧外觀，特別是外露件。上面提到的各種主要防護技術，從技術層面上來說，大部分已經相當成熟。而且已經在廣泛應用。各種技術都有相應的性價比。目1定在 5 年無表面銹蝕（外觀），12 年無穿孔及功能腐蝕失效。如果大量采用防腐性能較高的防護技術，這些目標是不難實現的。同時，車廠又面臨降成本的壓力。因此，車廠目前遇到的挑戰是技術和成本的平衡。

    c） 新技術的開發：為解決這個矛盾，有兩個途徑，一是優化防腐設計，根據汽車各功能區的微腐蝕環境來選用不同的防護技術，即有針對性地采用防腐技術。對重腐蝕環境區域采用高成本的高防護技術，而對輕腐蝕環境采用成本低，但能滿足要求的防護技術，以降低總體成本。第二個途徑是倚靠技術進步，開發性價比更高的防護技術。比如，電鍍鋅是成本較低的犧牲陽極法防腐技術，但防腐能力有限，不能滿足一些重要零部件的防腐要求。而電鍍鋅鎳（Ni%12 ~ 16）合金是防腐能力最好的技術，但成本較高，很多車廠都在抱怨用不起。鍍鋅和鋅鎳合金的防腐性能見圖1。這樣，開發新的鋅合金鍍層，比如電鍍鋅鐵合金層，希望能具有與鋅鎳合金相當的防腐性能，同時能降低成本。另如目前廣泛用于緊固件的鋅鋁涂覆技術，新技術開發的目標是減少浸涂次數，把調節摩擦系數的面涂取消，把潤滑劑直接加入底涂當中，減少工序和材料，以降低成本。因此，符合成本效益的防護技術的選擇，使用和開發是汽車防腐的關鍵之一。

    d）防腐壽命的準確預估，這是目前比較關鍵和挑戰的問題。常用的加速腐蝕測試（如中性鹽霧 NSS 或銅加速酸性鹽霧 CASS）和近來發展的循環腐蝕測試（CCT）結果與服役的實際結果的相關性目前是一個比較大的問題。我在與汽車界的同行們在交流時，他們都有同樣的感覺和迷茫。因此，也有些人把加速腐蝕測試僅僅當作一個參考，或者是規范供應商的質量控制指標。這方面，需要做的事很多，包括開發新的加速腐蝕測試方法，的確需要大學，科研機構，車企以及供應鏈的通力合作，而且需要時間。

    圖1 鍍鋅和鋅鎳合金的防腐性能比較

    記者：新的環保要求對汽車防腐技術帶來哪些新的挑戰？應該如何應對？

    羅博士：新的環保要求對汽車防腐技術帶來的挑戰主要來自兩個方面：車用有害物資的禁用，如《汽車產品限制使用有害物資和可回收利用率管理辦法》（俗稱中國版的 ELV 指令）和汽車和零部件生產過程中環保要求，比如《環境保護法》，《大氣污染防治法》，《清潔生產促進法》等法律或行政指令。

    第一個問題，關于汽車材料的禁限物資，中國版的 ELV 基本上是套用歐盟版的 ELV 指令，在汽車材料中禁用了鉛（Pb），（Cd），汞 （Hg） 和六價鉻 Cr（VI），并于 2016 年 1 月 1 號生效。與汽車防腐相關的主要是原來常用的 Cr（VI） 鈍化和含Cr（VI） 的達克羅涂層。這兩種技術，已經完全可以被取代。據我所知，經過各方面的努力，大部分主機廠已經或將在法律生效過渡期間全部切換成環保的產品，能滿足法律要求。目前，滿足這一法律不存在很大的挑戰。

    第二個問題，汽車生產過程中的環保問題，對汽車廠家和供應鏈的確是個挑戰。這里又分兩個方面：（1）非環保和落后工藝的淘汰或取代，如電鍍中的無氰鍍鋅，含六價鉻的電鍍，車身涂裝前處理的磷化工藝等。其解決方法是依靠技術進步和創新，開發替代工藝和產品。比如無氰鍍鋅已經基本上被淘汰了，三價裝飾性鍍鉻技術已經成熟，塑料電鍍中不含六價鉻的粗化的研究已經取得了很大的進展，目前正在等待市場化。涂裝前處理的非磷化工藝已經在一些車廠推廣，據說，目前國內已經有約20 條（包括在建的）汽車涂裝線已經使用非磷化工藝。（2）生產過程中的環保控制，如電鍍污水排放中重金屬排放標準，COD，氨氮等污染指標的不斷降低，涂裝過程中 VOC 排放的控制等。應對方法是新技術的采用和創新，比如水性涂料的大量使用，VOC 的末端處理，提高環保意識，加強管理。

    記者：根據車輛輕量化和外觀設計的需要，越來越多的塑料材質零部件在車輛使用，并較多的采用了裝飾性電鍍鉻工藝。請給我們分享一下您印象深刻的典型案例。

    羅博士：塑料材料由于其力學性能比較差，不適合用于結構部件上。但他們在裝飾性零部件上的確有很多的應用，如前格柵，車標，字符，儀表盤，車門把手，內外裝飾條等等。不但減輕了重量，而且還節約了成本。裝飾性電鍍鉻是常見的塑料材料表面處理方法之一，優點是它能帶來金屬質感，以滿足造型和外觀的要求。一個裝飾性部件，如果發生腐蝕生銹，并不會影響車輛的功能，也不會造成安全事故。雖然裝飾性零部件的防腐不是功能性的，但它們的關注度極高，直接影響消費者的感觀和汽車的形象，也容易引起客戶的投訴。最近，一消費者買了一輛車，一個月以后，車上的外飾條和字符（塑料基材上的裝飾性電鍍）就生銹了，繼而投訴。相關主機廠咨詢我們。我們對收到的失效樣品進行了解剖和失效分析，發現是電鍍工藝用錯了。由于腐蝕環境比較強，外飾裝飾件是需要電鍍三層鎳（半光亮，光亮或啞光，微孔鎳）。但實際零件上缺少了最外層的微孔鎳，采用的是用于內飾的電鍍工藝。發生這種事情，應該是主機廠與供應商之間的溝通出現問題。

    記者：作為安美特（中國）化學有限公司通用五金電鍍部中國汽車 OEM 經理，請您談談如何提高中國汽車產品防腐蝕及老化設計，推廣防腐蝕與老化最新材料和技術的應用，進而提升自主品牌的知名度，并走向世界呢？

    羅博士：我擔任這一職位已經快四年了，我的團隊與公司的產品經理們一起，積極推廣安美特可靠的和新的技術。我主要與中國品牌汽車企業的朋友們接觸和溝通，也參與了不少行業協會的活動，見證了四年來的中國品牌汽車在防腐和老化方面的重大變化和進步。至少，主機廠已經意識到防腐和防老化是車的品質和競爭力的一個部分，也是消費者的需求和關注點。這是市場競爭和消費者需求提高的一個必然結果。我認為，中國品牌汽車在防腐蝕及老化方面品質的提高主要取決于車企本身對這一問題的重視。汽車主機廠應盡快制定或完善與其防腐目標相對應得的技術標準體系，這方面已經開始，但還有很多東西需要完善。另外一個就是要借鑒合資品牌汽車廠的經驗，把技術標準切實貫徹到供應鏈中去，加強對供應鏈的管理和監控。建立自己的質量控制實驗手段，加強對供應商制造過程審核。同時，我認為，為中國品牌汽車供貨的各級供應廠商，要大力提高技術水平和管理水平，提高產品質量的穩定性，因為中國品牌汽車廠的要求會越來越高。總之，在汽車主機廠的主導之下，中國品牌汽車和供應鏈在這方面會不斷進步，我對此有充分信心。

    后記：

    三十功名塵與土，八千里路云和月。大家行動起來，在大力發展先進的制造技術、材料技術的同時，開發先進的防腐新技術，為祖國汽車工業的美好明天而努力吧！

    人物簡介

    羅恩洲，1982 年畢業于湖南大學應用物理系，理學學士。1985 年畢業于中科院金屬研究所，工學碩士。1987 年任湖南大學應用物理系和材料測試中心講師。1989-1993 赴德國留學，1993 年畢業于德國漢諾威大學，獲理學博士學位。1994 至 2002 年，先后在香港科技大學和香港中文大學從事先進的薄膜，納米，材料檢測技術的研究工作，在國內外雜志上發表論文 40 多篇。1999 年 -2001 年被聘為湖南大學材料工程學院兼職教授。2002 年加入安美特（中國）化學有限公司，任中國區技術中心經理，2013 年起任該公司汽車 OEM 經理。2014年起任廣東電鍍行業協會副會長。2016 年起任中國汽車工程學會防腐蝕與老化分會副主任；中國汽車工程學會標準；防腐蝕老化分技術委員會委員。