介紹了模(mó)擬汽車腐蝕的試驗方法以(yǐ)及汽車腐蝕試驗與實驗室加(jiā)速腐蝕試驗(yàn)相關性研(yán)究的設計(jì)思路。以Q235材料標準樣品為研究(jiū)對象,研究了整車車身區域強化腐蝕試驗(yàn)中腐蝕量隨腐蝕時間的變化。通過對樣品進(jìn)行中性鹽霧試驗,建立了整車強化(huà)腐蝕試驗的(de)腐蝕數據與車身區域中性鹽霧試驗的相關性,即整車試驗在車身區域的腐蝕速率約為中性鹽霧試驗的1.6倍。
近年來,汽車企業越來越重視車輛腐蝕技術的發展,在車輛開發階段,將車(chē)身油漆和各係統零部件的腐蝕控製要求作為貫穿車輛開發、設計全過(guò)程的關鍵指標(biāo),通過(guò)鹽霧試驗、循環腐蝕試驗和車輛強化腐蝕(shí)試驗驗證車輛及零部件的防(fáng)腐性能。然而,在(zài)防腐工(gōng)作過程中,有兩個基本問題製約著腐蝕工程(chéng)師開展汽(qì)車(chē)腐蝕工作。一是對汽車材料、零部件等產品進行鹽霧試驗和循環腐蝕試驗驗證時,驗證產品符合腐蝕控製要求,但整車強化(huà)腐蝕(shí)試驗驗證(zhèng)時(shí),驗證產品不(bú)符合腐蝕控製要求,即實驗室腐(fǔ)蝕數據與整車強(qiáng)化腐蝕試驗腐蝕(shí)數據相關性差;其次,產品在實驗室測試和整車強化腐蝕試驗時,無可見(jiàn)腐蝕,測試結果符合(hé)腐蝕(shí)控製要求。但用(yòng)戶使用時會出現腐蝕問題,即(jí)測試數據(jù)與整車運行數據相關性差。針對一個(gè)基礎問題,長(zhǎng)城汽車、北京(jīng)科技大學、國家腐蝕平台等。共同開展了汽車腐蝕試驗數據與實(shí)驗室腐蝕試驗數據的(de)相關性研究,為汽車腐蝕試(shì)驗的建立提供了數據支持和理論依據(jù),為汽車(chē)產品腐(fǔ)蝕指數的定義提供了基礎數據和技術指導。
1汽車腐蝕模擬試(shì)驗方法
1.1車輛強化腐蝕試驗
整車強化腐蝕試驗是指(zhǐ)模(mó)擬車輛在鹽霧、高溫高濕環境(jìng)下存放、鹽水(shuǐ)路麵行駛、碎(suì)石路麵行駛(shǐ)等工況(kuàng)下,車輛的耐腐蝕性能的綜合試驗方法。主要用於模擬沿海地區的鹹味空氣、南方地區濕熱天氣、北方地區多雪多鹽的道路、砂石路(lù)麵以及行車道路對汽車腐蝕的影響等氣候環境[1]。根據QC/T 732—2005《客車強化腐蝕試驗方法》,進行了車輛強化腐蝕試驗。該方法每個周期(qī)為24小時,10個腐蝕周期相當於一個(gè)腐蝕年。
1.2實(shí)驗室加(jiā)速腐(fǔ)蝕試驗
實驗室加速腐蝕試驗主要用於測試和(hé)評價汽車總成、零部件和材料的腐蝕性能(néng),包括鹽霧試驗和循環腐蝕試驗。
1.2.1鹽霧試驗
鹽霧(wù)試驗是通過將試樣置於產(chǎn)生(shēng)鹽霧環境的試驗箱中,評價構(gòu)件塗層的防護性能和材料的耐腐(fǔ)蝕(shí)性的試(shì)驗方法。鹽(yán)霧試驗主(zhǔ)要用於模擬海洋(yáng)大氣腐蝕對試驗樣品的影響[2],主要分為中性鹽霧試驗(NSS)、醋(cù)酸鹽霧試驗(AASS)和銅加速醋酸(suān)鹽霧試驗(CASS)。按照GB/T 10125—2012《人工大氣腐蝕試驗鹽霧試驗》進行試驗。
1.2.2循環腐蝕試驗
循環腐蝕試(shì)驗是為模擬車(chē)輛在自然使用中的腐蝕而開發的綜合試驗,包括鹽霧、濕熱儲存、幹燥等過程。不同於其他單一(yī)的溫度、濕度和腐蝕介質腐蝕情況的檢測方法,它通過腐蝕介質、鹽霧、濕熱(rè)和幹燥循環的不同組合來模擬汽車零部件在大氣環境中的腐蝕情況[3],試(shì)驗過程按照長城汽車公司內部(bù)標準進行。
整車腐蝕(shí)試驗與實驗室過程(chéng)
2腐蝕相關性(xìng)試驗設計
2.1腐蝕(shí)相(xiàng)關(guān)性試驗設(shè)計思路
采用(yòng)實驗室鹽霧等車輛(liàng)腐(fǔ)蝕強化試驗與加速試驗相互驗證的方法,旨在建立典型材料的車輛腐蝕強化試驗與實驗室試驗數據之間(jiān)的相關性。因此,在選取冷軋板和鍍鋅板(bǎn)材料(liào)試(shì)件後,將每種(zhǒng)材料分為兩組,A組進行車(chē)輛道路腐蝕強化試驗;B組在實驗室完成加速試驗(yàn)。所有試驗完成後,檢測分析A組和B組(zǔ)的失重情況,得出腐(fǔ)蝕量和腐蝕速(sù)率,建立實驗室加速試驗與汽車道路(lù)強化腐蝕試(shì)驗的腐蝕速率關聯模型。
因為關(guān)於(yú)整車與零部件腐蝕相關性的研(yán)究(jiū)項目包括了各(gè)種腐蝕試驗項目(mù),如中性鹽霧試驗、循環腐蝕試驗、整車強化腐蝕試驗等,涉及到車身、底盤、機艙等各個領域的研究。,研究中有大量的相關數據。因此,有必(bì)要通(tōng)過中性鹽霧試驗和汽車道路強化腐蝕試驗的相關性研究,建立(lì)車身典型區域腐蝕數據的(de)相關性。
2.2數據檢測和分析
本(běn)試驗選用Q235標(biāo)準試樣,分別進行汽車道路中性鹽霧試驗和強化腐蝕試驗。標準樣品的長度、寬度和厚度分(fèn)別為50.08毫(háo)米、25.25毫米和1.45毫米。
根據整車12年內不會出現腐蝕穿孔的要求,進行了120個循環的整車強化腐蝕(shí)試驗(yàn),選取前50個循環的試驗結果進行整車試驗。試驗前,將10個樣品分別放在引擎蓋和側後輪罩上部(左右各5個樣品),每(měi)10個循環左(zuǒ)右各取一個樣品進行數據檢測;同時在實驗室進行中性鹽霧試驗,每隔48小時(shí)或72小時(shí)取出3個(gè)試樣,測試分析腐蝕量。
3結果(guǒ)分析與討論
通過對腐蝕數據的分析,建立(lì)了中(zhōng)性鹽霧試(shì)驗和車輛強(qiáng)化腐蝕試(shì)驗(yàn)的數據相關性。預定周期試驗完成後,按照IS0 8407中規定的(de)化學清洗方法去除腐蝕產物。用(yòng)失重法測試試驗後標準樣品的腐蝕量,腐蝕量的計算按下式進行:
δM=M1 - M2
其中:δm-腐蝕量,g;
M1-樣品的(de)初始質(zhì)量,g;
M2-除鏽後樣(yàng)品的質(zhì)量,g。
3.1腐蝕試驗結果和分(fèn)析
全車(chē)強化腐蝕試驗中,可能的原因如下:整車進行鹽霧、高溫、高濕試驗時,與垂直方(fāng)向的側壁相比,鹽霧、水蒸氣等腐蝕介(jiè)質更容(róng)易先接觸到(dào)發動機罩較高的區域,該區域腐(fǔ)蝕介質的累積量較大,腐蝕環(huán)境較為惡劣;此外,引擎蓋在車輛(liàng)前方(fāng),路試時車輛(liàng)更容易受到外界腐(fǔ)蝕環境的影響(xiǎng),機艙內部(bù)的高溫環境也(yě)會對引擎(qíng)蓋區域產生一定的影響,因此車身不(bú)同區域呈現出不同的腐蝕量,引擎蓋區域比側麵區域的腐蝕略多(duō)。
240 ~ 432 h,腐蝕量(liàng)隨時間(jiān)的增加而迅速變化,432h後,腐蝕量隨時間的(de)增加而趨於減緩,即腐蝕速率隨試驗時間的增加而(ér)由大變(biàn)小。主要原因是,隨著腐蝕時間的增加,樣品的腐蝕加劇。一定時間後,樣品表麵形成的鏽層在一定程度上阻擋了鹽霧等腐蝕介質,導致腐蝕速度變慢。
3.2腐蝕相關性的建立
通過對Q235試樣整車強化腐蝕(shí)試驗和發動機罩處中性鹽霧(wù)試驗的數(shù)據(jù)分析,發現試樣(yàng)在整車(chē)試驗240小時和480小時(shí)的腐蝕量(liàng)與中性鹽霧試(shì)驗384小時和768小時的腐蝕量(liàng)大致相當(dāng),中性鹽霧試驗所需時間是整車強化腐蝕試驗的1.6倍。整車試驗在車(chē)身區(qū)域(yù)的(de)腐蝕率約為中性(xìng)鹽霧試驗的1.6倍,因為整車試驗和實驗室試驗都使用了相同規格的樣品。
結論4
本文介紹(shào)了模(mó)擬汽車腐蝕的試驗方法和汽車試驗與實驗室加速(sù)腐蝕試驗相關性研究的設計思路。以Q235材料標準(zhǔn)樣品(pǐn)為研究對象,通過開展車輛強化腐蝕試驗和中性鹽霧試驗,研究試驗過(guò)程中腐蝕量隨腐(fǔ)蝕時間的變化,建立車輛強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)與車身區域(yù)中性鹽霧試驗腐蝕數據的相關性。主要結論(lùn)如下:
1)整車強化腐蝕試驗過程中,車身不同區域表現出不同的(de)腐蝕量,發動機罩區域的腐蝕比側麵(miàn)區域略嚴重;
2)中性鹽霧試驗過程中,隨著試驗時間的增(zēng)加,腐蝕速率有(yǒu)由大(dà)變小的趨勢;
3)全車強化腐蝕試驗(yàn)在車身區(qū)域的腐蝕速率約為中性鹽霧試驗的(de)1.6倍。