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  2. 3.3.3 汽車不同部位的腐蝕
    2018-06-07 15:46:26 作者:侯保榮等來源:

        汽車的腐蝕部位主要為車身、車架附近、熱交換器、發動機系統等。路上的沙子等打在汽車的外表面,引起涂層脫落,導致汽車底部材料生銹,則引起局部腐蝕。車底盤遇到碎石、泥沙撞擊等,極易破壞汽車表面的防護層,當接觸到水和空氣中的氧,就會引起化學作用而腐蝕。


        我們還需要認識產生嚴重腐蝕的部位,通過對車身不同部位穿孔腐蝕比率的統計,若車身某部位發生穿孔腐蝕的比率較高,說明該部位是進行白車身防腐蝕設計的關鍵區域。故,這些區域需在防腐蝕設計中需密切關注。


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        對各部位產生穿孔腐蝕的比率進行排序,這與各部位的所經受的腐蝕強度成正比例關系:


        側圍裙邊≥ 翼子板≥側圍其他部位(A、B、C柱下部)≥底盤≥輪眉≥四門≥后備箱≥發倉=頂蓋≥機蓋≥后備箱行李蓋≥備胎盆


        上述分析結果表明,白車身腐蝕的重點區域,主要集中在由側圍裙邊、翼子板、側圍ABC柱、輪眉、底盤組成的車身框架內,但四門部位也不能忽視。


        從投訴的數量看翼子板與發倉、大頂相當,但從腐蝕的強度看翼子板更容易受到破壞,在防腐蝕設計中更應該關注類似部位,應做到“有的放矢”,特別注意腐蝕強度高的部位。


        車門面板和框架在近地面區受到沙石飛濺和防凍鹽影響腐蝕相當重。由于折疊焊接處涂層不完整,密封不嚴使水、氣極易進入,故常發生自內向外的穿透腐蝕。窗框、裝飾條附近,由于膠條密封不良或年長老化常引發縫隙腐蝕。車身骨架與面板之間也常出現縫隙腐蝕,在用鋁合金作頂蓋骨架、鋼作頂蓋外護面時,在含氯離子的環境中連接處常見到雙金屬腐蝕。


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        3.3.3.1底盤腐蝕


        底盤是受到腐蝕的重點部位。底盤系統包括傳動、轉向、懸架、制動四大系統。底盤系統大部分直接裸露在外且易受到泥水飛濺、石擊等影響,是整車各系統中腐蝕環境最惡劣的區域之一。同時,車輛在正常停放、行駛狀態下絕大部分底盤系統不可見,因此,底盤系統也是最不被關注外觀的區域之一。


        鑒于以上兩個特點,汽車底盤區域腐蝕普遍存在兩種現象:①防腐蝕能力嚴重不足,短期內出現功能失效;②質量過剩,過度追求長時間外觀無銹蝕,導致零部件腐蝕失效的周期遠遠超過整車的使用周期,造成成本升高、資源浪費。


        外資或合資的主流汽車品牌在防腐蝕設計能力、標準體系完善性、零部件質量一致性等方面普遍優于自主品牌,可以比較好的協調以上兩種矛盾,達到質量與成本的理想平衡狀態。自主品牌已經普遍認識到汽車防腐蝕的重要性,意識上的轉變也促使自主品牌車輛抗腐蝕能力有了顯著的提升,但迫于技術實力、成本壓力和管理能力的限制,與國際主流品牌仍存在較大差距,特別是現階段經濟新常態之下自主品牌發展已經進入平臺期,在幾乎沒有品牌溢價的情況下,成本已成為限制車輛防腐蝕性能進一步提升的瓶頸,這也對防腐蝕技術設計能力、應用能力以及供應商管理提出了更高的要求。


        3.3.3.2車身腐蝕


        汽車車身由鋼板拼焊而成,因此在折邊、包邊、板材搭接部位會形成縫隙,這些縫隙部位在涂裝過程中不易形成完整、符合規定厚度要求的漆膜,也是最易產生腐蝕的部位。車身面板腐蝕多以斑狀腐蝕形式出現, 初為涂層鼓泡脫落,隨后破裂生銹。在面板搭接處常出現縫隙腐蝕,尤其以離地面較近處的裙帶區域最甚,常發生穿透腐蝕。


        汽車大梁、擋泥板等離地面最近,受沙石、鹽水飛濺影響最甚,泥沙積累最多,若不及時沖洗,極易造成垢下腐蝕,嚴重者甚至腐蝕穿透。排氣系統中的部件是汽車腐蝕最嚴重的部件。其外部受到沙石撞擊,內部受到高溫廢氣和低溫冷凝水的腐蝕,其腐蝕穿孔是常見的事。采用專用材料不銹鋼或鍍鋁鋼板制作后得到很好改進。燃油箱也是外受沙石撞擊,內受燃油腐蝕的一個部件,即使采用新燃料腐蝕也未能減輕,因為一些新燃料含有少量水、氯離子和硫酸根等加速腐蝕的物質。


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        而穿孔腐蝕主要起源于汽車不同部件的連接處,如孔槽部位,進入的水分很難立即揮發。裙邊是典型穿孔腐蝕區,該部位處于腐蝕環境惡劣部位,直接接觸水分、冬季除雪劑等,若上述物質進入裙邊內腔而不能及時排除,或者內腔電泳涂裝工藝不良、防腐材料選擇有誤的情況下,會產生迅速腐蝕,而造成穿孔。


        3.3.3.3排氣系統及發動機腐蝕


        排氣系統處于車身底部,汽車行駛過程中飛濺的液體或泥漿等會附著在排氣系統上,由于排氣系統工作溫度很高,會加速腐蝕。汽車企業在設計時針對排氣系統會使用不銹鋼材料,不銹鋼也不是絕對不會腐蝕的,長期使用過程中也會逐步出現腐蝕。最嚴重的會導致排氣系統出現穿孔,導致噪音異響,引起用戶抱怨。


        發動機在使用新燃料(如乙醇/汽油混合燃料)時,如若不采用嚴格措施,新燃料含水量過高(美國限制水量小0.5%)則發生嚴重腐蝕。水循環系統如若不添加緩蝕劑,在系統內水流最緩部位由于氧的濃度差而發生腐蝕。散熱器、水泵、氣缸體及氣缸蓋等零部件采用不同材料(如黃銅、紫銅、鋼、鑄鐵、鋁 、焊錫等)制成,其連接處易發生雙金屬腐蝕。在冬季常用乙二醇防凍液,它是導電性介質,因此雙金屬腐蝕更為嚴重。


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        電瓶箱的腐蝕除路面沙石飛濺外,電瓶酸液外溢也是引起腐蝕的重要因素,汽車彈簧承受很大周期動載,有時發生腐蝕疲勞,這給汽車帶來安全隱患。制動管早年用碳鋼管和鍍鋅鋼管,后來多用鍍銅/鎳鋼管、不銹鋼管制作,管內大多采用乙二醇/乙醚液和礦物油或乙二醇/乙醚液和硅油液,時有液態游離水,管內有波動的壓力,易出現腐蝕疲勞破裂,在SO2、Cl-含量較多的大氣中,這種破裂更為頻繁。汽車交換器通常用鋁合金制作,其內部有純氟里昂,不發生腐蝕。若維護不當,吸潮后生成酸使其發生點腐蝕或晶間腐蝕。在油冷卻器中,若沒有水存在則不發生腐蝕。在采用防凍液的散熱器中,常有水雜質存在導致發生腐蝕穿透,只有加入足夠緩蝕劑方可避免。熱交換器安裝在汽車的前端時,由于受到雨水、灰塵、泥沙等飛濺沖擊,其腐蝕較重。在汽車行駛中,儀表下方的凝聚露水會濕潤金屬表面,停車時恢復干燥,這種干濕交替的腐蝕環境易使金屬鋁產生龜裂而脫落,出現局部孔蝕。管材和散熱片常發生雙金屬腐蝕。管道泄露與否決定汽車交換器的壽命,因此常采用添加鋅以降低散熱片的電位,對鋁管道起陰極保護作用。


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        3.3.3.4 汽車內腔以及涂裝區腐蝕


        汽車體內腔的腐蝕,一方面是由于內腔的涂層達不到防腐要求所規定的厚度,出現涂層不完整而降低車身的防腐蝕能力;另一方面是內腔結構存在排風和排水不暢的現象,易造成濕氣、污水、腐蝕性氣體及泥沙等積存而發生腐蝕。


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        汽車在涂裝過程中一些接觸部位無法進行電泳和噴漆,一般各整車生產廠都有相應的輔助涂裝工序,但如設計和使用不當,也會造成車身與工裝接觸部位的早期銹蝕。


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        3.3.3.5 非金屬材料及老化基本情況


        汽車的蹤跡遍布世界各大洲,無論是冰天雪地的極地,還是炎熱潮濕的熱帶雨林;無論是沙塵飛揚的沙漠,還是道路崎嶇的丘陵山區,都有汽車在行駛。汽車在其服役期內,會面臨各種環境的考驗,尤其是在戶外靜止停放的過程中,光照、冷熱、風霜雨雪等氣候因素會對汽車上大多數金屬或非金屬零部件造成更嚴重傷害,引起金屬材料腐蝕、高分子材料老化、汽車電子元器件故障等,從而影響汽車的外觀、功能以及車內空氣質量等,嚴重時甚至會導致安全事故,因此,汽車耐受氣候環境破壞的能力(簡稱:耐老化)是汽車重要的質量特性。


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        耐老化屬于長期質量特性,是汽車品牌由大變強的促進因素之一。國外知名汽車制造商(如通用、大眾、豐田等公司)對汽車耐老化認識較早,相關研究工作開展得也較早,現已形成較為完善的汽車耐老化技術體系。美國汽車工程學會(SAE)、德國汽車工業協會(VDA)和日本汽車工業協會(JASO)等也都建立了一整套的汽車環境試驗標準,從而確保了這些知名品牌汽車具有較好的耐老化。整車的耐老化需求也帶動了汽車零部件耐老化質量要求。


        下面介紹了汽車典型失效部件及失效形式


        汽車整車在海南濕熱自然暴露試驗場開展試驗過程中暴露出的耐老化問題中,存在一些失效問題較為集中的部件,問題具有普遍性。


        安全帶扣:除普遍存在安全帶扣出現銹點、褪色等影響外觀的失效現象外,還存在多起安全帶扣塑料出現裂紋的耐老化失效現象,屬于存在安全隱患的重大失效。安全帶扣開裂主要是由于在注塑生產過程中沒有完全消除內應力引起的,對生產工藝加以改進就可以消除。


        儀表板:汽車儀表板總成也是極為常見的失效部件,其失效形式主要表現為儀表板臺面發粘,脫膠、中控臺紅色安全警示按鈕褪色等。儀表板與使用者直接頻繁面對或接觸,任何明顯失效都會使消費者情緒受到影響,特別是一些比較嚴重的耐老化失效,會直接影響消費者的操控感受,容易引起質量投訴。


        車燈:汽車車燈主要的失效問題是車燈罩膜粉化、車燈罩發黃等。一些比較嚴重的失效現象為車燈系統由多種材料組合而成,相互之間容易出現脫膠、離縫、面差、松動等配合不佳問題,容易引起車燈內積水,甚至出現昆蟲進入車燈的現象,這都會引起車燈使用壽命縮短。


        密封膠條:密封膠條粉化是汽車極為常見的老化失效現象之一,密封膠條老化影響汽車車廂密封性變差,車內空氣相對濕度升高,會導致車內金屬件腐蝕生銹,嚴重的還會引起車廂積水,車內地毯長霉。


        3.3.3.6汽車制系統腐蝕


        由于設計不合理、配件安裝錯誤、電池冷凍液剎車液漏液等等原因造成車內部件的銹蝕比較隱蔽,比較難發現,但一般來說等到有明顯跡象時,已經比較嚴重。


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        由于汽車輪轂長時間處于受力狀態,且輪轂極易受到外物破壞,加上經常遭受各種泥漿、低溫以及雨雪環境,使得破損部位接觸水環境,造成輪轂很容易遭到腐蝕。

     

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        3.3.3.7汽車防銹包裝、儲運 基本情況


        汽車防銹包裝及儲運主要面向汽車整車或零部件在生產、貯存和運輸過程中的防銹保護,主要包括整車生產過程包裝防銹、KD防銹包裝(整車以零部件方式出口)、汽車零部件的周轉、存儲、運輸過程防銹包裝等。


        整車貯運后的目標是要保證汽車銷售前無銹蝕,以避免由于腐蝕造成品質下降或買家投訴;零部件貯運后的目標是下道加工,如涂裝、裝配等,一旦發生銹蝕,必然要增添除銹工序,這一方面帶來額外的經濟成本,更重要的是腐蝕造成的表面狀態變化將造成后期性能的降低,甚至可能產生安全隱患。


        防銹包裝及防腐蝕方法非常多,適用范圍也有很大差別,在當前產品更新換代時間愈來愈短,國際競爭日益加劇,而原材料漲價、勞動力成本飚漲、生產和物流成本居高不下的情況下,選擇適合自己本身生產特點的防銹防護方法,來實行精益生產、降本增效、優化物流及包裝管理就顯得尤為迫切。那么如何降低因不當包裝和過度包裝造成的損失,更大限度在包裝上降本增效,同時還要保證產品質量不受影響成為當前眾多企業管理人員、技術人員,乃至整個汽車行業的共性問題。


        下面介紹了汽車防銹包裝、儲運經典案例。


        (1)CKD出口銹蝕案例


        該廠通過多方努力,終獲得一出口CKD項目。由于并未意識到出口產品的運輸條件不同于國內,該廠仍沿用國內運輸采用的包裝方式,結果產品在到達客戶處打開驗收時,發現沖壓件已經嚴重銹蝕,導致客戶拒收并提出退貨。該批次產品報廢處理,直接經濟損失達數百萬元,而間接的品牌價值,客戶信賴度損失則不可估量。


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        以上這個案例是典型的汽車零部件在生產制造過程防銹及儲運過程中,忽視了防銹的重要性,最終導致產品報廢,造成極大損失,甚至威脅到了企業的信譽。


        (2)發動機內腔銹蝕案例


        國內某汽車發動機廠,為國內20多家整車廠配套。發動機已隨整車出口到美國、意大利、埃及、澳大利亞等國際市場,質量受到國際市場的高度認可。


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