车身防腐技术的研究分析

发表时间:2018/9/27   来源:《知识-力量》2018年10月上   作者:侯青青
[导读] 随着汽车使用环境的逐渐恶化,车身各部分的腐蚀现象将逐渐加剧。汽车腐蚀直接影响到整车的质量和使用寿命。本文从汽车腐蚀的原因入手,分析最新防腐技术的发展及运用。

(安徽安凯汽车股份有限公司,安徽 合肥 230051)
摘要:随着汽车使用环境的逐渐恶化,车身各部分的腐蚀现象将逐渐加剧。汽车腐蚀直接影响到整车的质量和使用寿命。本文从汽车腐蚀的原因入手,分析最新防腐技术的发展及运用。
关键词:腐蚀;防腐;技术
 
        引言
       安全、节能、环保是目前汽车市场关注的五大问题。腐蚀问题直接关系整车的安全与耐久性能,处理不好会直接影响整车的寿命和使用性能。近些年来,汽车的防腐蚀越来越得到了业内更多的关注。现在的汽车制造中,车身主要仍以金属材料构件为主,极易出现腐蚀现象。一旦车身出现腐蚀问题,特别是严重的腐蚀,带来的问题是维修困难,更换成本高。因此,车身防腐性能成为决定车身使用寿命的重要指标。应用新的防腐蚀技术,不仅可提高汽车的外观质量,改善汽车的外观性能,更重要的是还可提高汽车的内在质量,延长汽车的使用寿命,提高汽年档次。
       车身腐蚀原因分析
       车身腐蚀除了受自身结构因素的影响,也受到使用环境因素的影响。车身一般由金属材料制作成零件经过焊接而成,车身的腐蚀即是零件的腐蚀。车身的腐蚀原因分为四种情况:
       (a)金属零件表面无涂覆层直接裸露在空气中而腐蚀;
       (b)金属表面涂覆层受外力损伤而造成裸露腐蚀;
       (c)金属表面防锈处理不当造成涂覆层质量差,或是车身结构设计不合理,形成了长期的恶劣腐蚀环境而腐蚀;
       (d)任何金属表面及涂覆层都有自己的生命周期。
       汽车行驶在户外,大气中水分、雨、雪、路面的水等是引起车身腐蚀的重要因素。另外,自然界中还有几种常见的能加速腐蚀的外界环境;(1)酸雨环境;(2)海洋大气环境;(3) 冬雪道路上岩盐泥浆环境;(4)高温多湿的环境;(5)砂石飞溅的砂石路面道路。
       汽车材料主要是金属,金属腐蚀变化过程通常是从表面开始的,然后逐步向内层侵蚀,即使有损坏、锈蚀也难发现。因此,必须选用防腐能力强、耐石击性好的PVC等弹性材料进行防护。汽车车身由钢板拼焊而成,因此在折边、包边、钢材搭接部位会形成缝隙。这些缝隙也是最易产生腐蚀的部位。缝隙部位的涂装防护仍然以涂胶方式进行,以减少和避免潮湿的空气或水分进入缝隙。
       2车身的防腐蚀设计
       2.1金属的腐蚀防护主要方法、 途径
       (1)改善金属的组织结构提高其防腐能力:例如在普通钢铁中加入铬、 镍等材料制成不锈钢,就能获得较好的防腐效果。 但是加入防腐元素后,金属的力学性能及成型性能也会发生明显的改变,已经是另外一种金属了。
       (2)金属表面覆盖防腐层:其原理是在金属表面制造各种材质的保护层,将金属产品与外界的腐蚀介质隔离开来,从而达到防腐的效果。防腐层的材料可以是油漆涂料、 陶瓷、 塑料等非金属,也可以是锌、锡、铬和镍等金属元素。
       (3)金属防腐的电化学保护法:金属电学保护法是根据原电池理论,消除引起化学腐蚀的原电池的反应,实现金属的防腐。
       (4)金属防腐的腐蚀介质处理法:金属腐蚀是通过腐蚀介质来完成的,这种方法就是通过消除腐蚀介质的存在或抑制介质的腐蚀反应,来延长耐腐蚀寿命。



       2.2车身防腐结构设计方法
       车身的防腐蚀方法也是通过上面几条途径的原理,尽量规避腐蚀的原因,提高涂覆层的防腐能力,来实现或改善防腐的。主流的防腐方法还是车身表面覆盖防腐层法,即镀锌、电泳、喷漆、涂胶、打蜡等。
       2.2.1不易涂覆部位选择
       防腐性能好的材料目前汽车行业多选用镀锌钢板来提高车身的防腐蚀能力。根据某研究所的调查,使用 7~10μm 厚镀锌层能够获得良好防锈效果。 还有试验证明:10um/10um 的双面镀锌钢板暴露在大气中,5年才出现红锈。镀锌板常用部位:前舱、 门盖、 翼子板、 前后轮罩区域,及货箱内外板。还有的直接使用铝合金材料来制作车身和货箱,大大提高了防腐蚀能力。
       2.2.2利于防腐的车身结构设计
       在车身结构设计合理的情况下,将有益于制造过程中防腐措施的实施,并保障实施质量,从而获得好的防腐性能,最终延长车身的使用寿命,所以必须要从车身结构的设计入手,提升结构设计的防腐性。车身结构防腐的基本设计思想和方法是:
       前处理和电泳时,结构设计要能保证进液、 排液顺畅,防电磁屏蔽、 积液串槽。 重点是排水孔、排气孔位置、 数量、 大小;加强筋槽的布置。
       车身底板类结构筋槽应尽量设计成上凸而不是下凹,以尽量避免积液;如需下凹时应尽量与低处的漏液孔槽相通。上凸设计可以防止由于无法开孔导致沥液不充分而带来的车身质量问题,同时减少串液及原材料浪费。
       整车状态下结构设计要能阻止腐蚀介质侵入和积存,即改善腐蚀环境。 重点部位搭接缝隙处、 凹形构件处、封闭结构内部。接缝开口要依照汽车行进方向和飞溅方向设计,使之朝向水难以进入的方向。而且接缝要平整便于涂密封剂很好地密封。低凹处防止积存,要开排液孔或导流槽。
       整车状态下结构设计要能减缓撞击对涂装保护层的伤害。重点是减缓下部底板防石击,型面尽量平整。 其它结构不易改变之处,应喷涂防石击涂料,如门槛下侧面、 前围板下部、 底板下表面、前后轮罩处。 还可以通过安装防护罩进行保护。在需要喷涂抗石击涂料部位,设计时要考虑工艺的可实施行,避免出现不能喷涂到的区域。
       整车状态下结构设计要能尽量减少边角腐蚀。影响车身腐蚀最大的是各零件的边角,由于表面张力的原因,在尖角处涂料收缩,易出现边角无涂料或涂膜厚度极低的现象,所以是最先腐蚀生锈的部位。边角处理方法主要有密封胶密封、边角折边或卷边、加装防腐密封胶条、 加装装饰件封闭等。
       3防腐技术的发展
       汽车防腐是汽车制造以及使用中的重要部分。汽车防腐技术的发展对于车辆的使用具有重要意义。近几年,阴极电泳和水性涂装等技术有着广泛的应用。随着现代科技技术的发展。汽车行业也得到了有效发展,汽车防腐技术得到了很好的改善。技术手段多、领域广、涵盖设计、生产和实用维护各个方面。
       结语
       车身耐腐蚀是一项复杂的多学科配合,而要达到产品相应的品质要求,必须从整车主断面结构设计开始,就考虑车身防腐结构的布置实施,并结合车身现有的工艺水平,进行同步工艺分析,规避风险结构;才能利于制造生产,最终保证车身防腐性能满足要求。
参考文献
[1]毛亚东,赵远兴.钢铁在海洋环境中的腐蚀与防护[Z].
[2]李迪.汽车车身结构与设计[Z].
[3]孙俊.汽车车身耐腐蚀分析及新工艺技术[Z].

 
 

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