不銹鋼水切亮條防腐試驗(yàn)關(guān)聯(lián)性及評(píng)價(jià)

張俏 張?chǎng)?/p>

（北京汽車股份研究院）

隨著人們對(duì)轎車外觀要求的提高，整車防腐性能開(kāi)發(fā)日益被重視，采用合理的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)對(duì)防腐性能開(kāi)發(fā)尤為關(guān)鍵[1-2]。目前國(guó)內(nèi)外廠商普遍采用整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)?zāi)M汽車自然使用中的耐蝕性能，用實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)對(duì)零部件防腐性能進(jìn)行要求。但在管控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，整車試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)結(jié)果不存在可靠的關(guān)聯(lián)性。處于高可見(jiàn)區(qū)域的不銹鋼水切亮條，易出現(xiàn)滿足零部件耐蝕性要求，但在整車腐蝕試驗(yàn)中很快出現(xiàn)腐蝕的情況[3-4]。針對(duì)以上問(wèn)題，文章選取不銹鋼水切亮條同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)和整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，并結(jié)合車輛售后實(shí)際情況，提出了合理的水切亮條防腐技術(shù)要求。

1 汽車及零部件腐蝕試驗(yàn)方法

1.1 整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)

1.1.1 試驗(yàn)方法

整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)是綜合整車實(shí)際應(yīng)用工況的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法，一般包括砂石路預(yù)破壞、各種路況行駛（碎石路、高速路、鹽水路及駐坡等）、鹽霧噴射、高溫高濕和靜置。通過(guò)試驗(yàn)，考察汽車在結(jié)構(gòu)、工藝及材料等方面的耐腐蝕性，為提升產(chǎn)品的防腐蝕性能提供依據(jù)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)各主機(jī)廠主要參照QC/T 732—2005《乘用車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行整車試驗(yàn)。通常，1個(gè)試驗(yàn)循環(huán)周期為24 h，模擬了8種汽車實(shí)際使用中最常見(jiàn)的工況（如圖1所示），每10個(gè)試驗(yàn)循環(huán)等效1個(gè)腐蝕年[5-9]。

圖1 整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)工況

1.1.2 試驗(yàn)強(qiáng)度

汽車的使用區(qū)域廣泛，由于不同區(qū)域氣候條件的不同，同一材料通常具有不同的腐蝕速率。根據(jù)中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)，實(shí)際自然環(huán)境下，普通冷軋鋼st12在2006—2007年期間，在7個(gè)城市的腐蝕強(qiáng)度，如圖2所示。

圖2 普通冷軋鋼st12在7個(gè)城市的腐蝕強(qiáng)度

綜合不同典型城市的腐蝕強(qiáng)度，并對(duì)比其他主機(jī)廠整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)強(qiáng)度，通常選定整車腐蝕試驗(yàn)強(qiáng)度為 70 μm/a。

1.2 零部件腐蝕試驗(yàn)

鹽霧試驗(yàn)和循環(huán)腐蝕試驗(yàn)是現(xiàn)階段2種主要的零部件加速腐蝕試驗(yàn)方法[10]。

1.2.1 鹽霧試驗(yàn)

鹽霧試驗(yàn)是檢驗(yàn)金屬零部件耐濕性的重要手段，主要分為中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS），具體試驗(yàn)方法可參見(jiàn)GB/T10125—2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》。其中，中性鹽霧試驗(yàn)使用最為廣泛，它是將樣片暴露于鹽霧箱中，利用噴霧裝置將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的氯化鈉溶液轉(zhuǎn)變成鹽霧，進(jìn)行自由沉降，使鹽霧能均勻地落在試樣表面，并通過(guò)維持鹽液膜的經(jīng)常性更新，使金屬表面加速腐蝕，適用于金屬及其合金或有機(jī)覆蓋層，陽(yáng)極氧化膜和轉(zhuǎn)化膜等。

1.2.2 循環(huán)腐蝕試驗(yàn)

循環(huán)腐蝕試驗(yàn)是將腐蝕介質(zhì)、鹽霧、濕熱和干燥周期等進(jìn)行不同組合，進(jìn)而綜合模擬汽車零部件在大氣環(huán)境中腐蝕的試驗(yàn)方法。循環(huán)鹽霧試驗(yàn)中溫度、濕度和腐蝕介質(zhì)會(huì)發(fā)生交替變換，相對(duì)鹽霧試驗(yàn)的單一性，更接近戶外自然狀態(tài)。世界大部分先進(jìn)的汽車公司都將循環(huán)腐蝕試驗(yàn)作為汽車零部件耐腐蝕性能的評(píng)價(jià)方法，國(guó)內(nèi)自主企業(yè)正在進(jìn)行相關(guān)研究和轉(zhuǎn)化[11-13]。

2 不銹鋼水切亮條腐蝕試驗(yàn)關(guān)聯(lián)性及評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 研究思路

對(duì)耐蝕性要求不同的不銹鋼水切亮條，采用整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室鹽霧等加速試驗(yàn)相互驗(yàn)證方式，旨在建立不銹鋼水切亮條在整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，同時(shí)調(diào)查售后車輛不銹鋼水切亮條實(shí)際腐蝕情況，最終確定合理的不銹鋼水切亮條防腐技術(shù)和整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[14-15]。

不銹鋼水切亮條整車與零部件腐蝕關(guān)聯(lián)性研究項(xiàng)目一般包含中性鹽霧試驗(yàn)、循環(huán)腐蝕試驗(yàn)、整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)等多種試驗(yàn)項(xiàng)目，但現(xiàn)階段，自主車企水切亮條的零部件防腐指標(biāo)通常是按中性鹽霧試驗(yàn)要求，為與前期數(shù)據(jù)保持對(duì)應(yīng)關(guān)系，此次主要研究中性鹽霧試驗(yàn)與整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的關(guān)聯(lián)性。因此，選取耐蝕性要求不同的2種不銹鋼水切亮條，A組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)，B組隨車進(jìn)行海南整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，并分別定期對(duì)試樣進(jìn)行觀察和腐蝕評(píng)級(jí)，最終根據(jù)銹蝕情況，建立中性鹽霧試驗(yàn)與整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)性，如圖3所示。

圖3 不銹鋼水切亮條腐蝕關(guān)聯(lián)性研究思路

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)與結(jié)果

選取耐中性鹽霧240 h無(wú)紅銹和480 h無(wú)紅銹的2種不銹鋼水切亮條（分別為1#和2#），分別進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)（A組）和整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)（B組）。對(duì)A組試樣，240～480 h定期進(jìn)行腐蝕情況評(píng)級(jí)；對(duì)B組試樣每10個(gè)循環(huán)，進(jìn)行腐蝕情況評(píng)級(jí)。根據(jù)整車6年外觀無(wú)明顯腐蝕要求，選取整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)前60次循環(huán)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究。

研究發(fā)現(xiàn)，不同耐蝕性的水切亮條在2組試驗(yàn)中，隨試驗(yàn)進(jìn)展，銹蝕情況有所差異。其中，耐蝕性較弱的1#不銹鋼水切亮條在中性鹽霧試驗(yàn)和整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)中表現(xiàn)均劣于2#不銹鋼水切亮條，但2種腐蝕試驗(yàn)，不存在明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

A，B組試驗(yàn)中2種試樣的具體銹蝕情況，如圖4和圖5所示。

圖4 中性鹽霧試驗(yàn)（A組）中不銹鋼水切亮條銹蝕情況

圖5 整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)（B組）中不銹鋼水切亮條銹蝕情況

對(duì)2組試驗(yàn)進(jìn)行銹蝕情況評(píng)級(jí)（參照海南所的整車腐蝕評(píng)級(jí)），A組中性鹽霧試驗(yàn)中，1#不銹鋼水切亮條在240 h首次出現(xiàn)比較輕微的1級(jí)腐蝕，480 h后，腐蝕等級(jí)發(fā)展為2級(jí)；而耐蝕性較強(qiáng)的2#水切亮條在A組試驗(yàn)480 h后，情況良好，未出現(xiàn)可見(jiàn)腐蝕，A組試驗(yàn)中試樣銹蝕情況對(duì)應(yīng)評(píng)級(jí)，如表1所示。

表1 A組試驗(yàn)中試樣銹蝕情況對(duì)應(yīng)評(píng)級(jí) 級(jí)

B組整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)中，2種試樣均出現(xiàn)了一定的銹蝕。其中10次循環(huán)時(shí)，1#水切亮條即出現(xiàn)可見(jiàn)的3級(jí)銹蝕，30次循環(huán)出現(xiàn)比較明顯的4級(jí)銹蝕，到60次循環(huán)后發(fā)展為較嚴(yán)重的6級(jí)銹蝕；2#水切亮條，在30次循環(huán)首次出現(xiàn)可見(jiàn)的2級(jí)銹蝕，且試驗(yàn)進(jìn)行到60次循環(huán)，腐蝕情況無(wú)加劇表現(xiàn)，依舊為較輕微的2級(jí)，對(duì)應(yīng)評(píng)級(jí)，如表2所示。

表2 B組試驗(yàn)中試樣銹蝕情況對(duì)應(yīng)評(píng)級(jí) 級(jí)

2.3 售后實(shí)際情況

對(duì)2種耐蝕性不同的不銹鋼水切亮條在售后5 000輛車的表現(xiàn)情況進(jìn)行了收集和統(tǒng)計(jì)，受銷售時(shí)間影響，1#試樣售后調(diào)查時(shí)間為1年，2#試樣售后調(diào)查時(shí)間為3年。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，1#試樣售后1年時(shí)，10輛以下車出現(xiàn)輕微銹蝕（顧客未抱怨），2#試樣售后3年，未出現(xiàn)銹蝕。

3 結(jié)論

1）滿足中性鹽霧試驗(yàn)480 h無(wú)紅銹的2#不銹鋼水切亮條，在整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)和售后實(shí)際環(huán)境中的表現(xiàn)，明顯優(yōu)于中性鹽霧試驗(yàn)240 h無(wú)紅銹的1#不銹鋼水切亮條。

2）結(jié)合1#試樣在1年售后出現(xiàn)輕微銹蝕的情況發(fā)現(xiàn)，在整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)10次循環(huán)時(shí)，不銹鋼水切亮條應(yīng)不允許出現(xiàn)3級(jí)及以上銹蝕。

3）結(jié)合2#試樣在3年售后無(wú)銹蝕的情況發(fā)現(xiàn)，不銹鋼水切亮條在整車道路強(qiáng)化腐蝕30次循環(huán)時(shí)，允許出現(xiàn)2級(jí)及以下銹蝕。

4）考慮到實(shí)驗(yàn)室循環(huán)腐蝕試驗(yàn)更接近零部件戶外自然狀態(tài)，且現(xiàn)階段售后數(shù)據(jù)不足的情況。后續(xù)建議研究不銹鋼水切亮條實(shí)驗(yàn)室循環(huán)腐蝕試驗(yàn)和整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)以及售后實(shí)際情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)對(duì)應(yīng)情況，進(jìn)一步優(yōu)化不銹鋼水切亮條的防腐技術(shù)要求及其在整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。