北京奔馳研發實驗室腐蝕檢測能力建設 和運行探索

來振華，宋偉偉

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

在汽車生產制造中，涂裝對其外觀和防腐性能至關重要，汽車涂料中的電泳涂層對車身的耐腐蝕性能起著關鍵作用，色漆和清漆對涂層外觀、耐光老化、光澤和顏色等方面具有重要作用，也是評價汽車質量的直觀指標[1]。北京奔馳作為先進的世界級豪華汽車制造企業，對汽車生產過程中的質量控制尤為重視[2]，根據戴姆勒的質量考核要求，定期從噴漆車間抽樣進行全面腐蝕檢測是監控涂層質量的重要手段。同時，由公司采購部和戴姆勒中國主導的國產化供應商腐蝕考核放行，通過耐腐蝕性能測試評價零部件的質量穩定性。

在北京奔馳本土化腐蝕檢測能力建設之前，涂層腐蝕檢測項目均在戴姆勒德國實驗室進行，相關測試工作反饋響應并不及時，溝通效率低，每年產生較多的測試和運輸費用。研發中心實驗室相關部門通過整合資源，致力于全面提升涂層腐蝕試驗能力，承接噴漆車間和國產化零部件的腐蝕考核試驗，本文對北京奔馳研發實驗室腐蝕檢測能力本土化建設和運行探索工作進行了總結。

1 腐蝕檢測要求

戴姆勒試驗專家組將材料試驗項目分為A、B和C三類，如表1所示，針對不同類別的試驗項 目，所要達到的要求也有所不同，其中A類最為嚴格，這類試驗項目結果不僅受設備、環境和試劑的影響，而且受檢測人員操作的影響，該類檢測項目對檢測人員的業務素質提出了更高的要求，涂層腐蝕檢測所用到的方法標準大部分屬于A類試驗。

表1 試驗項目分類

涂層腐蝕考核試驗主要是通過環境模擬和加速腐蝕的試驗方法進行汽車金屬零部件和涂鍍層件的耐腐蝕性能評價[3]，主要試驗對象包括車身漆板、全漆板、電泳件、金屬涂層件和塑料鍍層件等樣品，按照戴姆勒標準從膜厚、附著力、耐機械損傷和鹽霧腐蝕等方面系統地評價樣品的防腐性能[4-5]，在噴漆生產中可用于監控涂層質量穩定性，為生產過程考核提供試驗技術支持。在戴姆勒質量體系中常用的涂層腐蝕考核項目及用到的主要儀器設備和試驗標準如表2所示。

表2 涂層腐蝕考核試驗項目

2 腐蝕檢測能力建設

2.1 實驗室條件

研發中心材料實驗室擁有一系列腐蝕檢測相關的儀器設備，如表3所示，鹽霧箱、溫濕度箱、石子沖擊儀、高壓水沖擊儀和劃格劃痕刀等測試設備均為德國進口，與戴姆勒德國實驗室儀器設備保持一致。實驗室人員中有資深腐蝕試驗專家， 曾去戴姆勒德國實驗室交流學習，熟悉戴姆勒涂層腐蝕檢測方法標準和操作流程；也有金屬腐蝕分析理論扎實的檢測專家，具有汽車試驗專業高級工程師職稱，熟練掌握腐蝕檢測試樣前處理、試驗操作、試驗維護和腐蝕評價等相關技能。材料實驗室擁有戴姆勒標準信息系統DocMaster的賬戶，可以查詢相關測試標準，并持續追蹤更新版本。

表3 實驗室涂層腐蝕檢測設備

材料實驗室的涂層腐蝕測試項目通過了ISO17025實驗室管理體系標準的認可[6]，材料實驗室通過日常開展的金屬鹽霧腐蝕、涂層機械性能和腐蝕評價等工作，積累了豐富的涂層腐蝕和機械性能測試經驗。通過與戴姆勒德國實驗室和生產過程腐蝕考核專家的技術交流，提升了人員的試驗操作和腐蝕評價能力。參照戴姆勒試驗專家組的審核標準，從設備、人員、方法標準和環境控制等方面不斷查找不足，直至相關腐蝕檢測能力可以達到戴姆勒認可的水平。

2.2 實驗室能力提升

材料實驗室腐蝕檢測能力的提升，主要從影響試驗結果的儀器設備、試驗環境、方法標準和人員操作等方面進行加強和完善，并通過參加實驗室間比對評估材料實驗室的腐蝕檢測能力水平。

對于儀器設備，要保證儀器設備的準確性和精確性，并持續維持在良好的水平。試驗設備按廠家建議定期進行維護保養，保證設備的溫濕度控制器、傳感器和流量泵、噴嘴和壓縮機等主要部件正常。設備的校準工作由合格計量機構進行，每年定期對相關設備進行校準，對于試驗中所用到的溫度、濕度和壓力等關鍵參數進行校準，均獲得了滿意的結果。對于試驗環境，實驗室重視基礎設施，保障試驗在標準要求的條件下穩定運行，在空間上合理布局不同儀器設備，實驗室配備專用空調和去離子水處理系統，安裝鹽霧箱排風罩等一系列工作，試驗運行所需的水、電和壓縮空氣供應穩定，溫度和濕度控制符合試驗標準要求。對于方法標準和人員操作方面，安排專人定期對試驗標準查新，組織學習戴姆勒測試標準，并將三十余項試驗標準翻譯成中文版本，有利于工作中使用交流。在試驗中，人員操作按照戴姆勒要求的操作規程進行，經過戴姆勒試驗專家的系統培訓，實驗室技術人員掌握了試驗操作和結果評價的能力。

為驗證材料實驗室的涂層腐蝕檢測能力，積極與國際國內知名第三方檢測機構進行試驗比對，銅加速乙酸鹽霧、絲狀腐蝕和石子沖擊等試驗參加德國標物局組織的國際能力驗證，獲得優異的成績，德國標物局組織的能力驗證是獲得戴姆勒認可的。中性鹽霧試驗參加北京中實國金的能力驗證，獲得滿意的結果。循環鹽霧試驗和腐蝕評價，與戴姆勒德國實驗室進行實驗室間比對試驗，對試驗后樣品的多項腐蝕指標進行評價，雙方得出的結果具有良好的一致性。石子沖擊、高壓水沖擊和涂層厚度等六項試驗項目，與國內知名第三方檢測機構進行實驗室間比對，雙方試驗結果一致。

3 實驗室腐蝕檢測運行與效果

北京奔馳研發中心材料實驗經過設備校準維護、環境控制改善、方法標準學習、實驗室間比對和人員培訓等系統準備工作，材料實驗室的涂層腐蝕檢測能力最終獲得了戴姆勒試驗專家組的認可。在材料實驗室腐蝕檢測能力本土化運行中，承擔了一系列重要的腐蝕檢測工作，為公司生產支持和國產化零部件考核提供了重要的支持，同時在團隊人員發展和學術創新方面也取得了較好的效果。

材料實驗室承擔了北京奔馳各噴漆生產線質量考核試驗，試驗檢測是監控噴漆車間涂層質量穩定的重要措施之一。根據質量考核計劃定期從不同的噴漆車間取樣進行性能測試，主要包括磷化工藝、電泳工藝、涂膠工藝和全漆工藝的質量檢測試驗，采用掃描電鏡觀測磷化板的表面形貌和晶粒尺寸（見圖1），測試磷化工藝的穩定性[7]，采用鹽霧試驗加速腐蝕方法檢測電泳板和全漆板的耐腐蝕性能[8]（見圖2），采用涂膠粘接試驗檢測涂膠與漆膜的匹配性和烘烤工藝[9]，采用石子沖擊和劃格等涂層機械性能試驗檢測涂層耐機械損傷和附著力性能[10-11]，在材料實驗室通過八類試驗項目全面系統地監控噴漆生產線的質量穩定性，為公司生產提供技術支持。與之前在戴姆勒德國實驗室進行試驗相比，響應及時且工作效率高，每年可節省數百萬元試驗費用。

圖1 磷化板形貌

圖2 涂層板鹽霧試驗

對于北京奔馳國產化零部件的供應商，由于生產線搬遷、調試、工藝變更以及周期性考核需要進行腐蝕考核放行試驗，公司采購部和戴姆勒中國主導的考核放行試驗安排在材料實驗室進行，能夠獲得高效及時的試驗結果反饋，提高了工作效率。在2021年，材料實驗室進行了鋁制輪轂（見圖3）、電池板涂層、鉸鏈樣品、金屬電泳件和改良磷化劑等產品的一系列腐蝕考核試驗，為委托方的質量確認和考核放行提供了強有力的試驗支持。經統計，相關腐蝕考核試驗參照第三方測試機構收費標準，可節約試驗費用五十余萬元。

圖3 輪轂腐蝕試驗

腐蝕檢測能力本土化運行在團隊人員發展和學術創新方面取得了較好的效果。在團隊人員發展方面，材料實驗室通過將涂層腐蝕檢測項目融入戴姆勒認證體系，極大地提高了人員的試驗檢測和分析問題的綜合業務能力，逐步發展為腐蝕試驗專家。在學術創新方面，技術人員在工作中針對典型的腐蝕問題分析，及時進行經驗總結，針對異型部件開發設計了試驗用工裝，在學術論 文和專利方面均取得了優秀成績。

4 展望

戴姆勒集團對產品質量有著嚴格的要求，在全球貫徹“同一品牌，同一質量”的理念，北京奔馳材料實驗室腐蝕檢測項目都采用戴姆勒所要求的儀器設備、方法標準和人員操作流程，腐蝕檢測能力獲得了戴姆勒的認可，為公司噴漆車間涂層質量監控和國產化零部件腐蝕考核提供了強有力的支持。隨著北京奔馳產量提高和全面電動化戰略實施，材料實驗室不僅要持續保持腐蝕檢測的能力，而且要不斷擴展符合公司戰略的檢測能力，未來應該從以下幾個方面努力完善。

1）試驗方法標準與戴姆勒保持一致，對所用標準定期查新，關注戴姆勒標準庫中測試標準更新換版，加強與戴姆勒德國實驗室的交流合作，就標準中條款的更新修訂，與戴姆勒試驗專家保持溝通。

2）材料實驗室應多參加對外交流，持續參加戴姆勒認可的德國標物局組織的國際能力比對試驗，加強與通標SGS、德凱（DEKRA）、上海易馬和華測等第三方檢測實驗室的技術交流，組織實驗室間比對，使材料實驗室保持與知名第三方實驗室一致的檢測能力。

3）加強與供應商就產品檢測評估方面的交流合作，多了解零部件生產工藝，分析產品問題產生的根本原因，與知名供應商德國漢高、PPG涂料和中信戴卡等企業自有檢測實驗室交流合作。

4）北京奔馳材料實驗室腐蝕檢測項目均為靜態腐蝕試驗，缺少整車在鹽霧和濕熱等外部環境的動態腐蝕試驗項目，對于戴姆勒汽車動態腐蝕試驗基礎設施和試驗后整車拆解評估了解較少，隨著北京奔馳在國內產量提高，未來在許可的條件下可以完善相關測試能力。