介紹了模擬汽車腐蝕的試驗(yàn)方法以及汽車腐蝕試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)相關(guān)性研究的設(shè)計(jì)思路。以Q235材料標(biāo)準(zhǔn)樣品為研究對(duì)象，研究了整車車身區(qū)域強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)中腐蝕量隨腐蝕時(shí)間的變化。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，建立了整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的腐蝕數(shù)據(jù)與車身區(qū)域中性鹽霧試驗(yàn)的相關(guān)性，即整車試驗(yàn)在車身區(qū)域的腐蝕速率約為中性鹽霧試驗(yàn)的1.6倍。
近年來(lái)，汽車企業(yè)越來(lái)越重視車輛腐蝕技術(shù)的發(fā)展，在車輛開(kāi)發(fā)階段，將車身油漆和各系統(tǒng)零部件的腐蝕控制要求作為貫穿車輛開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)全過(guò)程的關(guān)鍵指標(biāo)，通過(guò)鹽霧試驗(yàn)、循環(huán)腐蝕試驗(yàn)和車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證車輛及零部件的防腐性能。然而，在防腐工作過(guò)程中，有兩個(gè)基本問(wèn)題制約著腐蝕工程師開(kāi)展汽車腐蝕工作。一是對(duì)汽車材料、零部件等產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)和循環(huán)腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，驗(yàn)證產(chǎn)品符合腐蝕控制要求，但整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，驗(yàn)證產(chǎn)品不符合腐蝕控制要求，即實(shí)驗(yàn)室腐蝕數(shù)據(jù)與整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)腐蝕數(shù)據(jù)相關(guān)性差；其次，產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)時(shí)，無(wú)可見(jiàn)腐蝕，測(cè)試結(jié)果符合腐蝕控制要求。但用戶使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，即測(cè)試數(shù)據(jù)與整車運(yùn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性差。針對(duì)一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題，長(zhǎng)城汽車、北京科技大學(xué)、國(guó)家腐蝕平臺(tái)等。共同開(kāi)展了汽車腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性研究，為汽車腐蝕試驗(yàn)的建立提供了數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)，為汽車產(chǎn)品腐蝕指數(shù)的定義提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
1汽車腐蝕模擬試驗(yàn)方法
1.1車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)
整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)是指模擬車輛在鹽霧、高溫高濕環(huán)境下存放、鹽水路面行駛、碎石路面行駛等工況下，車輛的耐腐蝕性能的綜合試驗(yàn)方法。主要用于模擬沿海地區(qū)的咸味空氣、南方地區(qū)濕熱天氣、北方地區(qū)多雪多鹽的道路、砂石路面以及行車道路對(duì)汽車腐蝕的影響等氣候環(huán)境[1]。根據(jù)QC/T 732—2005《客車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)方法》，進(jìn)行了車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)。該方法每個(gè)周期為24小時(shí)，10個(gè)腐蝕周期相當(dāng)于一個(gè)腐蝕年。
1.2實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)主要用于測(cè)試和評(píng)價(jià)汽車總成、零部件和材料的腐蝕性能，包括鹽霧試驗(yàn)和循環(huán)腐蝕試驗(yàn)。
1.2.1鹽霧試驗(yàn)
鹽霧試驗(yàn)是通過(guò)將試樣置于產(chǎn)生鹽霧環(huán)境的試驗(yàn)箱中，評(píng)價(jià)構(gòu)件涂層的防護(hù)性能和材料的耐腐蝕性的試驗(yàn)方法。鹽霧試驗(yàn)主要用于模擬海洋大氣腐蝕對(duì)試驗(yàn)樣品的影響[2]，主要分為中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)、醋酸鹽霧試驗(yàn)(AASS)和銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)(CASS)。按照GB/T 10125—2012《人工大氣腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行試驗(yàn)。
1.2.2循環(huán)腐蝕試驗(yàn)
循環(huán)腐蝕試驗(yàn)是為模擬車輛在自然使用中的腐蝕而開(kāi)發(fā)的綜合試驗(yàn)，包括鹽霧、濕熱儲(chǔ)存、干燥等過(guò)程。不同于其他單一的溫度、濕度和腐蝕介質(zhì)腐蝕情況的檢測(cè)方法，它通過(guò)腐蝕介質(zhì)、鹽霧、濕熱和干燥循環(huán)的不同組合來(lái)模擬汽車零部件在大氣環(huán)境中的腐蝕情況[3]，試驗(yàn)過(guò)程按照長(zhǎng)城汽車公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
整車腐蝕試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室過(guò)程
2腐蝕相關(guān)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1腐蝕相關(guān)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
采用實(shí)驗(yàn)室鹽霧等車輛腐蝕強(qiáng)化試驗(yàn)與加速試驗(yàn)相互驗(yàn)證的方法，旨在建立典型材料的車輛腐蝕強(qiáng)化試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。因此，在選取冷軋板和鍍鋅板材料試件后，將每種材料分為兩組，A組進(jìn)行車輛道路腐蝕強(qiáng)化試驗(yàn)；B組在實(shí)驗(yàn)室完成加速試驗(yàn)。所有試驗(yàn)完成后，檢測(cè)分析A組和B組的失重情況，得出腐蝕量和腐蝕速率，建立實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)與汽車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的腐蝕速率關(guān)聯(lián)模型。
因?yàn)殛P(guān)于整車與零部件腐蝕相關(guān)性的研究項(xiàng)目包括了各種腐蝕試驗(yàn)項(xiàng)目，如中性鹽霧試驗(yàn)、循環(huán)腐蝕試驗(yàn)、整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)等，涉及到車身、底盤、機(jī)艙等各個(gè)領(lǐng)域的研究。，研究中有大量的相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，有必要通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)和汽車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的相關(guān)性研究，建立車身典型區(qū)域腐蝕數(shù)據(jù)的相關(guān)性。
2.2數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析
本試驗(yàn)選用Q235標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別進(jìn)行汽車道路中性鹽霧試驗(yàn)和強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)樣品的長(zhǎng)度、寬度和厚度分別為50.08毫米、25.25毫米和1.45毫米。
根據(jù)整車12年內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)腐蝕穿孔的要求，進(jìn)行了120個(gè)循環(huán)的整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)，選取前50個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整車試驗(yàn)。試驗(yàn)前，將10個(gè)樣品分別放在引擎蓋和側(cè)后輪罩上部(左右各5個(gè)樣品)，每10個(gè)循環(huán)左右各取一個(gè)樣品進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，每隔48小時(shí)或72小時(shí)取出3個(gè)試樣，測(cè)試分析腐蝕量。
3結(jié)果分析與討論
通過(guò)對(duì)腐蝕數(shù)據(jù)的分析，建立了中性鹽霧試驗(yàn)和車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的數(shù)據(jù)相關(guān)性。預(yù)定周期試驗(yàn)完成后，按照IS0 8407中規(guī)定的化學(xué)清洗方法去除腐蝕產(chǎn)物。用失重法測(cè)試試驗(yàn)后標(biāo)準(zhǔn)樣品的腐蝕量，腐蝕量的計(jì)算按下式進(jìn)行:
δM=M1 - M2
其中:δm-腐蝕量，g；
M1-樣品的初始質(zhì)量，g；
M2-除銹后樣品的質(zhì)量，g。
3.1腐蝕試驗(yàn)結(jié)果和分析
全車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)中，可能的原因如下:整車進(jìn)行鹽霧、高溫、高濕試驗(yàn)時(shí)，與垂直方向的側(cè)壁相比，鹽霧、水蒸氣等腐蝕介質(zhì)更容易先接觸到發(fā)動(dòng)機(jī)罩較高的區(qū)域，該區(qū)域腐蝕介質(zhì)的累積量較大，腐蝕環(huán)境較為惡劣；此外，引擎蓋在車輛前方，路試時(shí)車輛更容易受到外界腐蝕環(huán)境的影響，機(jī)艙內(nèi)部的高溫環(huán)境也會(huì)對(duì)引擎蓋區(qū)域產(chǎn)生一定的影響，因此車身不同區(qū)域呈現(xiàn)出不同的腐蝕量，引擎蓋區(qū)域比側(cè)面區(qū)域的腐蝕略多。
240 ~ 432 h，腐蝕量隨時(shí)間的增加而迅速變化，432h后，腐蝕量隨時(shí)間的增加而趨于減緩，即腐蝕速率隨試驗(yàn)時(shí)間的增加而由大變小。主要原因是，隨著腐蝕時(shí)間的增加，樣品的腐蝕加劇。一定時(shí)間后，樣品表面形成的銹層在一定程度上阻擋了鹽霧等腐蝕介質(zhì)，導(dǎo)致腐蝕速度變慢。
3.2腐蝕相關(guān)性的建立
通過(guò)對(duì)Q235試樣整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)罩處中性鹽霧試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)試樣在整車試驗(yàn)240小時(shí)和480小時(shí)的腐蝕量與中性鹽霧試驗(yàn)384小時(shí)和768小時(shí)的腐蝕量大致相當(dāng)，中性鹽霧試驗(yàn)所需時(shí)間是整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)的1.6倍。整車試驗(yàn)在車身區(qū)域的腐蝕率約為中性鹽霧試驗(yàn)的1.6倍，因?yàn)檎囋囼?yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)都使用了相同規(guī)格的樣品。
結(jié)論4
本文介紹了模擬汽車腐蝕的試驗(yàn)方法和汽車試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕試驗(yàn)相關(guān)性研究的設(shè)計(jì)思路。以Q235材料標(biāo)準(zhǔn)樣品為研究對(duì)象，通過(guò)開(kāi)展車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)和中性鹽霧試驗(yàn)，研究試驗(yàn)過(guò)程中腐蝕量隨腐蝕時(shí)間的變化，建立車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)與車身區(qū)域中性鹽霧試驗(yàn)腐蝕數(shù)據(jù)的相關(guān)性。主要結(jié)論如下:
1)整車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)過(guò)程中，車身不同區(qū)域表現(xiàn)出不同的腐蝕量，發(fā)動(dòng)機(jī)罩區(qū)域的腐蝕比側(cè)面區(qū)域略嚴(yán)重；
2)中性鹽霧試驗(yàn)過(guò)程中，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，腐蝕速率有由大變小的趨勢(shì)；
3)全車強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)在車身區(qū)域的腐蝕速率約為中性鹽霧試驗(yàn)的1.6倍。
