現代汽車涂裝防腐技術的應用與發展
20世紀80年代汽車防腐蝕技術在國內并未得到足夠的重視。隨著汽車市場的不斷擴大,汽車競爭日益激烈,用戶對車身的涂裝要求越來越高。為此,生產廠家對車身的防銹、涂料的褪色、調色、光澤度等非常重視,并給予特別的關注。應用創新的防腐蝕技術,不僅可提高汽車的外觀質量,更重要的是還可提高汽車的內在質量,延長汽車的使用壽命,提高汽車檔次,甚至可成為帶動產品銷售的一個增長點。
1 金屬腐蝕及危害
汽車零部件制造所用的材料以金屬為主,使用中金屬材料的腐蝕是難以避免的。金屬零部件在腐蝕性氣體或液體環境中,其在表面發生化學腐蝕或電化學腐蝕,生成腐蝕層,摩擦就會使其剝落而導致零件損壞,此現象即為腐蝕磨損。
汽車發動機的磨損程度,除燃料中硫含量外,主要取決于汽缸的冷卻程度。發動機溫度越低,酸性物質越易在缸壁生成,腐蝕作用強烈;當溫度升高時,這些酸性物質呈蒸氣狀態隨廢氣排出,腐蝕要小得多;但溫度過高時,潤滑油黏度變低,油膜不易形成,抵抗腐蝕的作用減小,使磨損加劇。
車輛金屬零件的腐蝕,不僅會降低其品質和壽命,而且因其腐蝕異常損壞的零件極易引發交通事故,甚至造成車毀人亡的慘劇。隨著車輛使用年限或行使里程的增長,各部位機件的腐蝕逐漸加劇,常見腐蝕比較嚴重的部位是板金件部分,如駕駛室、車大箱、客車殼體、車底板、擋泥板、車頭(翼子板、面罩)等。這些部位常與泥沙、碎石和水接觸,如車輪飛濺碎石、泥沙撞擊汽車表面的防護層,極易劃傷漆層,破壞其完整性、連續性,使金屬裸露在外,當接觸到水和空氣中的氧,就會起化學作用而產生銹蝕。
2 影響車輛腐蝕的主要因素
引起車輛腐蝕的主要因素有使用環境因素和其自身結構因素。汽車使用環境比較惡劣且多變,造成汽車零部件腐蝕損壞。
濕氣的影響:在車身下部積存的泥沙、污垢和水分會加速腐蝕;
濕度的影響:在相對濕度高的地區(如沿海地區),腐蝕將加速;
溫度的影響:溫度升高,處于通風不良處的零件會加速腐蝕。
含有濕氣的污垢或碎屑物積留在車身板部分、空問或其他部位;汽車內部產生的腐蝕環境如發動機產生的高溫和含硫、氯離子等的燃燒廢氣,蓄電池產生的酸霧、漏液;工作中振動、沖擊產生的應力,摩擦、碰撞引起的局部破損等也是引起汽車零部件腐蝕損壞的主要原因。
3 金屬腐蝕的機理
金屬腐蝕變化過程通常是從表面開始的,然后逐步向內層侵蝕,終造成難以挽救的損失。其表現先是外表失去光澤,使光滑表面變得粗糙不平,并蓋滿一層金屬氧化物,也就是金屬腐蝕產物。如鐵由于腐蝕而蓋滿一層褐色銹,就是由鐵的氧化物構成的鐵銹。金屬腐蝕的主要機理是原金屬轉化成金屬氧化物,造成結構件或元件生銹、損壞甚至不能修復而報廢。而油漆、橡膠、玻璃鋼纖維等非金屬材料的老化,主要是受環境綜合作用后,材料的高分子結構發生裂解、降解、溶解等物理和化學變化,導致外觀和性能下降。當金屬零件摩擦表面之間存在著氧和酸性物質時,就會出現化學腐蝕,使表面局部腐蝕,并不斷地擴大延伸,導致顆粒狀剝落,使零件表面形狀變化造成早期磨損??梢娖嚤旧淼脑O計結構、應用的材料、工藝及防護措施直接決定其耐蝕能力。
電化學腐蝕是當不同電位金屬相接觸,由于電位差的不同而出現電流,這時失去正電荷離子的金屬被銹蝕,在銹蝕中伴有電流的產生。
4 汽車耐蝕性及防腐技術的應用狀況
國內汽車的防護設計、防腐技術的應用和工藝水平相對偏低。一些國產汽車油漆層的豐滿度、平整度和光澤度及附著力偏低;鍍層、轉化膜的質量欠佳,尤其是重腐蝕環境(酸霧、高溫等)中零件的耐蝕能力差。直接表現在使用一段時間后出現銹漬,油漆層起泡、剝落、變色、失光,油箱清潔度降低,非金屬件變形等。與國外或國內合資企業制造的品牌汽車相比,國產汽車的造型、使用的材料及工藝直接影響了產品的檔次。目前占據國內汽車市場較大份額、且技術上國內的是東風、解放等品牌汽車,其外觀質量近幾年有明顯提高,所采取的防腐技術和應用現狀具有一定的代表性。由此可見,提高汽車的防腐性能需從結構設計、制造工藝的各個環節采取綜合措施才能取得好的效果。
4.1從汽車結構設計上避免腐蝕
在汽車整體布置上考慮要防止腐蝕介質的積聚,盡量避免封閉區域,或保持封閉系統通風和排水良好,如考慮整車的通風、散熱;發動機產生的尾氣排放或通過凈化、降溫等;在外形設計上注意防護、避免積存水汽和塵土。國外先進汽車非常注重造型設計,如一些品牌汽車,造型流暢,既體現美感和功能設計,又不易積水和積垢,十分值得借鑒。注意外露件的保護,電器件與接頭布置在內側,或加防護罩殼。整車外露易腐蝕和易進水的部位設防塵罩。零部件設計時考慮其均勻腐蝕,選擇一種或幾種組合防腐方式。汽車常用的防護方式有涂層、電鍍、轉化膜和涂防銹油脂等。不同的工藝,具有不同的耐腐蝕性能。通過完善表面處理要求,提高零件設計的合理性,以及有效規范表面處理工藝,促進了產品外觀質量和耐蝕性的提高。
4.2明確油漆涂層的特性和質量指標
如車身結構件涂層強調裝飾性和耐蝕性;前后橋等的涂層強調保護性;蓄電池箱的涂層強調耐酸性;排氣管等的涂層強調耐熱性等。注意避免縫隙腐蝕、電化學腐蝕、應力腐蝕開裂。對不可避免的縫隙結構如發動機罩拼焊縫隙用密封膠封閉。不同金屬連接時應盡量選取電位接近的金屬,或采取絕緣措施避免電化學腐蝕。零件的結構要便于防護工藝的實施,必要時開設工藝孔。例如,油箱上開孑L的位置要有利于噴槍嘴覆蓋全部表面進行噴丸處理。對化學前處理的工件要開設工藝孔,防止積液。考慮選用性能優良的耐腐蝕材料,如鍍鋅板、彩卷板、復合材料和工程塑料等。玻璃鋼具有工藝性好、強度高、成本低的特點,配合隔熱墊可以起到一定的隔熱和降低噪聲的效果,已廣泛應用于汽車發動機罩、蓄電池箱蓋和普通護罩等。目前應用的玻璃鋼零件普遍是以不飽和聚酯樹脂和無堿玻璃纖維為主要原材料,配合鋼板加強筋疊壓制作而成,可獲得良好的外觀質量,無焊接造成的焊棱和油漆難以掩飾的點焊疤痕,但耐久性差,易老化,適合試制小批量產品。對批量大的罩殼類定型零件,選用工程塑料(如ABs工程塑料)取代玻璃鋼,可獲得更好的裝飾性和耐久性。發動機罩受環境影響較大,采用薄鋼板或鍍鋅板配合涂層防護更為合理,汽車將更多地應用新型材料。










































