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嘉峪检测网 2020-01-20 16:28
付益平，张晓东，王俊等《典型乘用车整车道路强化腐蚀试验方法对比分析》
整车道路强化腐蚀试验是汽车防腐质量控制体系（图1）中的核心工作，是联系整车实际服役状况与零部件及材料防腐质量控制的重要纽带。一方面，整车道路强化腐蚀试验通过高温高湿、高低温交变、盐雾喷射、盐水路、碎石路、强化坏路行驶及高速路行驶等多种试验工况，来考核及评价汽车在极其恶劣的使用条件下的抗腐蚀性能[1]；另一方面，材料及零部件的自然或人工加速试验以整车道路强化腐蚀试验结果为基础，要能反映整车道路强化腐蚀试验中出现的腐蚀问题。
目前，国际上还没有统一的汽车道路强化腐蚀试验标准，各汽车企业的腐蚀评价试验方法也各不相同[2]。本文对美系、欧系以及自主品牌汽车典型道路强化腐蚀试验方法的差异，解读国际知名汽车企业整车道路强化腐蚀试验方法制定的依据，为我国自主品牌汽车企业开发适应全球不同腐蚀环境的汽车整车提供技术借鉴。
图1 汽车防腐质量控制体系
美系汽车
表1列举了北美某汽车企业道路强化腐蚀试验的测试项目。这些测试项目基本上涵盖了乘用车实际使用过程中可能遭遇的主要气候环境。但由于强化腐蚀试验并不能完全模拟真实的使用环境，并且由于各种腐蚀现象的作用机理不同，因此，道路强化腐蚀试验中“1腐蚀年”产生的腐蚀现象与实际使用中产生的腐蚀现象并不完全对应。表2标明了该试验方法中不同作用机理的腐蚀与实际使用的对应关系。
表1 某北美汽车企业道路强化腐蚀试验循环组成
试验项目
试验参数
参数选择依据
高温高湿试验
49±2°C/100%RH
该环境条件在湿热沿海地区是真实存在的，既可以加速外观腐蚀又不会导致不真实的腐蚀现象出现。
盐水槽试验
5%NaCl溶液，溶液深度3-7mm；盐水路长75m，含有两个相距3m的10cm深倒坑
主要影响车身底盘件和车身外部较低位置零部件。每一腐蚀年，汽车底盘上裸钢挂片腐蚀量与北美融雪腐蚀最严酷的密歇根州Detroit地区、纽约州Buffalo地区以及加拿大魁北克省Montreal地区相当。
盐雾试验
1%复合盐溶液（主要成分为NaCl），每次沉降量为0.5 – 1.3 mg/cm2
主要影响车身外部较高位置零部件。每一腐蚀年，汽车车身裸钢挂片腐蚀量与北美沿海的佛罗里达州Miami地区、得克萨斯州Galveston地区相当。
碎石路试验
23A标准的石头、砂子及粘土路面+34R标准的石头路面
基于密歇根州东南部地区的路面固体物组成。
强化道路试验
比利时路面+每车轮1次10cm深陷坑+每车轮1次12cm深陷坑
使车身在行驶过程中产生扭曲变形，车身零部件之间产生相对位移，从而使盐水等腐蚀介质更容易进入缝隙当中，考核汽车在恶劣腐蚀条件下的可靠性。
坡道试验
16度斜坡
考核驻车制动系统在受到强化腐蚀后，驻车制动性能是否有所衰减或失效。
表2 道路强化腐蚀试验中不同腐蚀现象与实际使用的对应关系
序号
腐蚀类型
“1腐蚀年”对应的实际腐蚀年限
1
外观腐蚀
1年
2
牺牲阳极腐蚀
1年
3
电位差腐蚀
0.5-1年
4
穿孔/缝隙腐蚀
0.1-0.2年
从表2可以看出，道路强化腐蚀试验中外观及牺牲阳极腐蚀与实际使用具有比较好的对应关系，而其他机理的腐蚀则对应关系较差。
欧系汽车
表3列举了某欧洲汽车企业道路强化腐蚀试验方法所包含的试验项目及试验期要求。对比美系汽车的道路强化腐蚀试验，最大的区别在于增加了低温试验项目，另一个区别在于盐雾试验中盐溶液浓度的差别。图2显示了38 ℃/100 %RH时不同浓度盐溶液对腐蚀速率的影响。
表3 某欧洲汽车企业道路强化腐蚀试验方法
序号
试验项目
试验参数
试验周期
1
低温试验
-35℃
共计36h
2
干燥试验
20℃
共计700h
3
高湿试验
（45~50）℃，95%RH
共计1140h
4
盐雾试验
35℃，5%NaCl溶液
共计60h
5
强化坏路试验
盐水路、碎石路/加强路，泥浆路等等
共计7500km
图2 盐浓度对腐蚀速率的影响（摘自SAE J1950-1989）
结果显示：普通钢的腐蚀速率受电解氧浓度和离子迁移速率影响，盐溶液浓度为1 %时，腐蚀速率最大；而牺牲阳极腐蚀速率随电导率增加而增加。因此，同一个普通钢的腐蚀速率会对应两种不同的盐溶液浓度，而一种牺牲阳极腐蚀速率只对应一种盐溶液浓度，汽车企业选择盐溶液浓度时要尽可能兼顾不同机理的腐蚀速率。这说明，美系汽车企业与欧系汽车企业在开展盐雾试验时考虑的重点有所不同。
自主品牌汽车
表4列举我国自主品牌汽车普遍采用的道路强化腐蚀试验方法的试验项目及期参数设置。
表4 自主品牌汽车道路强化腐蚀试验方法
序号
试验项目
技试验参数
1
高温高湿试验
温度50℃±2℃，湿度95%RH±3%RH
2
盐雾试验
盐水浓度5%±0.5%NaCl
3
盐水路试验
盐水浓度5%±0.5%NaCl；盐水深度40mm±10mm；长30m
4
盐水搓板路试验
盐水浓度2%±0.2%NaCl；长90m
5
泥浆路试验
75%沙、25%粘土和25mm石粒，长30m；深70mm
6
碎石路
长300m
7
干燥室
温度25℃±2℃，湿度<40%RH
对比自主品牌与美系、欧系汽车道路强化腐蚀试验方法，可以看出，我国自主品牌汽车道路强化腐蚀试验的试验项目设置与美系汽车的道路强化腐蚀试验试验项目设置更为接近，均没有考虑低温对汽车非金属材料和零部件的影响，这可能与我国汽车行业在开始制定道路强化腐蚀试验方法标准时与美国汽车企业交流较多有关[3]。从实际实践来看，国内汽车企业一般会单独开展高寒试验，在道路强化腐蚀试验中不包含此试验项目也是可行的。
图3 世界腐蚀环境分布示意图
另外，不同含盐试验项目（盐雾、盐水路、盐水搓板路等）中对盐溶液浓度的选择，美系、欧系以及自主品牌不尽相同，应根据汽车产品的主要应用区域的腐蚀环境严酷度、腐蚀因素来源（图3）以及腐蚀控制目标的不同[4]，进行针对性的调整。尤其是对我国蓬勃发展的新能源汽车而言，应用了大量的轻量化金属材料以及异金属连接，对盐溶液的浓度影响更为敏感，需要开展大量的基础研究。
经过对美系、欧系以及自主品牌汽车典型的汽车道路腐蚀试验方法的对比分析，可以形成以下基本结论：
自主品牌汽车道路强化腐蚀试验方法试验项目组成更接近美系汽车的试验项目组成；
试验项目参数设置尤其是涉及到盐溶液浓度的部分，应根据我国的环境状况、腐蚀控制目标及新能源汽车的发展，开展针对性的基础研究。
参考文献
[1] 黄建中.汽车腐蚀与防护技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.
[2] SAE J1950-1989, Proving Ground Vehicle Corrosion Testing[S].
[3] 李彤. 汽车整车腐蚀试验现状[J]. 第五届全国腐蚀大会论文集, 2009.
[4] 李婷婷, 司进华, 张骞等. 整车防腐蚀开发目标设定分析[J].中国汽车工程学会年会论文集, 2015, 131-133.
来源：Internet
