不銹鋼水切亮條防腐試驗關(guān)聯(lián)性及評價

張俏 張雯

（北京汽車股份研究院）

隨著人們對轎車外觀要求的提高，整車防腐性能開發(fā)日益被重視，采用合理的試驗方法和評價對防腐性能開發(fā)尤為關(guān)鍵[1-2]。目前國內(nèi)外廠商普遍采用整車道路強化腐蝕試驗?zāi)M汽車自然使用中的耐蝕性能，用實驗室加速腐蝕試驗對零部件防腐性能進行要求。但在管控過程中發(fā)現(xiàn)，整車試驗與實驗室加速腐蝕試驗結(jié)果不存在可靠的關(guān)聯(lián)性。處于高可見區(qū)域的不銹鋼水切亮條，易出現(xiàn)滿足零部件耐蝕性要求，但在整車腐蝕試驗中很快出現(xiàn)腐蝕的情況[3-4]。針對以上問題，文章選取不銹鋼水切亮條同時進行實驗室加速腐蝕試驗和整車道路強化腐蝕試驗，并結(jié)合車輛售后實際情況，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方法

1.1 整車道路強化腐蝕試驗

1.1.1 試驗方法

整車道路強化腐蝕試驗是綜合整車實際應(yīng)用工況的一種加速腐蝕試驗方法，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。通過試驗，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)。現(xiàn)階段，國內(nèi)各主機廠主要參照QC/T 732—2005《乘用車強化腐蝕試驗方法》進行整車試驗。通常，1個試驗循環(huán)周期為24 h，模擬了8種汽車實際使用中最常見的工況（如圖1所示），每10個試驗循環(huán)等效1個腐蝕年[5-9]。

圖1 整車道路強化腐蝕試驗工況

1.1.2 試驗強度

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)中國腐蝕與防護網(wǎng)，實際自然環(huán)境下，普通冷軋鋼st12在2006—2007年期間，在7個城市的腐蝕強度，如圖2所示。

圖2 普通冷軋鋼st12在7個城市的腐蝕強度

綜合不同典型城市的腐蝕強度，并對比其他主機廠整車道路強化腐蝕試驗強度，通常選定整車腐蝕試驗強度為 70 μm/a。

1.2 零部件腐蝕試驗

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

1.2.1 鹽霧試驗

鹽霧試驗是檢驗金屬零部件耐濕性的重要手段，主要分為中性鹽霧試驗（NSS）、乙酸鹽霧試驗（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS），具體試驗方法可參見GB/T10125—2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》。其中，中性鹽霧試驗使用最為廣泛，它是將樣片暴露于鹽霧箱中，利用噴霧裝置將質(zhì)量分數(shù)為5%左右的氯化鈉溶液轉(zhuǎn)變成鹽霧，進行自由沉降，使鹽霧能均勻地落在試樣表面，并通過維持鹽液膜的經(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覆蓋層，陽極氧化膜和轉(zhuǎn)化膜等。

1.2.2 循環(huán)腐蝕試驗

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

2 不銹鋼水切亮條腐蝕試驗關(guān)聯(lián)性及評價指標

2.1 研究思路

對耐蝕性要求不同的不銹鋼水切亮條，采用整車道路強化腐蝕試驗與實驗室鹽霧等加速試驗相互驗證方式，旨在建立不銹鋼水切亮條在整車道路強化腐蝕試驗和實驗室數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，同時調(diào)查售后車輛不銹鋼水切亮條實際腐蝕情況，最終確定合理的不銹鋼水切亮條防腐技術(shù)和整車道路強化腐蝕試驗評價標準[14-15]。

不銹鋼水切亮條整車與零部件腐蝕關(guān)聯(lián)性研究項目一般包含中性鹽霧試驗、循環(huán)腐蝕試驗、整車道路強化腐蝕試驗等多種試驗項目，但現(xiàn)階段，自主車企水切亮條的零部件防腐指標通常是按中性鹽霧試驗要求，為與前期數(shù)據(jù)保持對應(yīng)關(guān)系，此次主要研究中性鹽霧試驗與整車道路強化腐蝕試驗的關(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組進行實驗室中性鹽霧腐蝕試驗，B組隨車進行海南整車道路強化腐蝕試驗，并分別定期對試樣進行觀察和腐蝕評級，最終根據(jù)銹蝕情況，建立中性鹽霧試驗與整車道路強化腐蝕試驗之間的關(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 試驗檢測與結(jié)果

選取耐中性鹽霧240 h無紅銹和480 h無紅銹的2種不銹鋼水切亮條（分別為1#和2#），分別進行中性鹽霧試驗（A組）和整車道路強化腐蝕試驗（B組）。對A組試樣，240～480 h定期進行腐蝕情況評級；對B組試樣每10個循環(huán)，進行腐蝕情況評級。根據(jù)整車6年外觀無明顯腐蝕要求，選取整車道路強化腐蝕試驗前60次循環(huán)的試驗結(jié)果進行研究。

研究發(fā)現(xiàn)，不同耐蝕性的水切亮條在2組試驗中，隨試驗進展，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和整車道路強化腐蝕試驗中表現(xiàn)均劣于2#不銹鋼水切亮條，但2種腐蝕試驗，不存在明確的對應(yīng)關(guān)系。

A，B組試驗中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（A組）中不銹鋼水切亮條銹蝕情況

圖5 整車道路強化腐蝕試驗（B組）中不銹鋼水切亮條銹蝕情況

對2組試驗進行銹蝕情況評級（參照海南所的整車腐蝕評級），A組中性鹽霧試驗中，1#不銹鋼水切亮條在240 h首次出現(xiàn)比較輕微的1級腐蝕，480 h后，腐蝕等級發(fā)展為2級；而耐蝕性較強的2#水切亮條在A組試驗480 h后，情況良好，未出現(xiàn)可見腐蝕，A組試驗中試樣銹蝕情況對應(yīng)評級，如表1所示。

表1 A組試驗中試樣銹蝕情況對應(yīng)評級 級

B組整車道路強化腐蝕試驗中，2種試樣均出現(xiàn)了一定的銹蝕。其中10次循環(huán)時，1#水切亮條即出現(xiàn)可見的3級銹蝕，30次循環(huán)出現(xiàn)比較明顯的4級銹蝕，到60次循環(huán)后發(fā)展為較嚴重的6級銹蝕；2#水切亮條，在30次循環(huán)首次出現(xiàn)可見的2級銹蝕，且試驗進行到60次循環(huán)，腐蝕情況無加劇表現(xiàn)，依舊為較輕微的2級，對應(yīng)評級，如表2所示。

表2 B組試驗中試樣銹蝕情況對應(yīng)評級 級

2.3 售后實際情況

對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)情況進行了收集和統(tǒng)計，受銷售時間影響，1#試樣售后調(diào)查時間為1年，2#試樣售后調(diào)查時間為3年。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，1#試樣售后1年時，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480 h無紅銹的2#不銹鋼水切亮條，在整車道路強化腐蝕試驗和售后實際環(huán)境中的表現(xiàn)，明顯優(yōu)于中性鹽霧試驗240 h無紅銹的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)，在整車道路強化腐蝕試驗10次循環(huán)時，不銹鋼水切亮條應(yīng)不允許出現(xiàn)3級及以上銹蝕。

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

4）考慮到實驗室循環(huán)腐蝕試驗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驗室循環(huán)腐蝕試驗和整車道路強化腐蝕試驗以及售后實際情況的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)對應(yīng)情況，進一步優(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化腐蝕試驗的評價指標。