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汽车底盘部件腐蚀行为研究,值得学习(一)
目前,中国汽车年产量,阴极电泳涂料表面白点,汽车底盘作为汽车的三大件之一,其腐蚀具有不可避免性,因此研究其耐蚀性和不断发展新的耐蚀底盘材料是一项“不朽”的课题。随着新一轮科技革命的深入推进和汽车强国战略的实施,如何提高汽车底盘的耐腐蚀性以**其使用寿命及安全性在材料科学领域成为研究热点。
汽车底盘部件腐蚀机理及其影响因素
1.1汽车底盘部件的腐蚀机理
我国汽车工业发展迅速,但汽车腐蚀问题日趋显著,其中汽车底盘腐蚀为严重。腐蚀类型包括大气腐蚀、电化学腐蚀和冲击腐蚀等,主要为电化学腐蚀和冲击腐蚀。
1.1.1 大气腐蚀
大气腐蚀是指金属在大气环境条件下的腐蚀,汽车底盘的大气腐蚀主要原因是金属或合金表面形成的水膜溶入金属离子、腐蚀性气体。不锈钢、铝合金底盘部件常常因Cl-破坏其表面氧化膜而发生点蚀。温度和湿度是影响汽车底盘部件大气腐蚀的两个重要因素,平均温度越高,金属腐蚀越快,与内陆地区相比沿海地区相对湿度较大,汽车底盘部件腐蚀相对严重。
1.1.2 电化学腐蚀
汽车底盘的电化学腐蚀主要为电偶腐蚀和缝隙腐蚀两种。电偶腐蚀是两种不同的金属相互接触且同时处于电解质中所产生的电化学腐蚀。汽车底盘部件难以避免异种金属焊接结构及双金属的装配,这些位置常发生严重的电偶腐蚀。其缝隙腐蚀是在缝隙及隐蔽区域发生的局部腐蚀,汽车底盘存在较多的紧固件和活动件,其狭小的缝隙容易残留电化学介质,电化学介质长时间的残留对汽车底盘关键部件产生的缝隙腐蚀。
1.1.3 冲击腐蚀
在汽车行驶过程中,汽车底盘长期受到地面泥浆、碎石的冲击。底盘部件表面膜层常常因飞起的碎石冲击而破坏损伤,导致底层金属在空气中。金属表面因泥浆沉积、积水冲刷而发生腐蚀破坏,锌在碱性泥浆中易生成ZnO,泥浆的流动性较小,腐蚀产物不能立即转移,腐蚀产物沉积量逐渐增大,会有难溶物产生,腐蚀速度逐渐减缓。
汽车零部件电泳涂装前处理常见问题分析(三)
1.磷化槽受串热的影响
目前,与阴极电泳配套的大多为锌锰镍三元系磷化液。该磷化液与阴极电泳配套性好,涂层防腐性能优异,乘用车座椅阴极电泳涂料,附着力良好。锌离子浓度对磷化膜的形成有较大影响。
当锌离子浓度为l.6g/L时,磷化膜均匀;当锌离子浓度为0.8g/L时,磷化膜不完整。故Zn2+浓度应控制在1.2~1.6g/L。此时,可得到“P比”>/90%的磷化膜,大大提高了涂装产品的耐蚀性。但当磷化槽受到通道串热影响时,磷化槽液温度升高至超过正常使用温度,会出现磷化结晶现象。即温度过高时,磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大,阴极电泳涂料和电镀哪个好,从而使磷酸根浓度升高,产生磷酸锌沉淀,槽液中锌离子浓度降低。当磷化液恢复到正常的温度时,原有的平衡并不能恢复。此时如果不调整锌离子浓度,就会使磷化膜不完整,导致工件上残留大量的磷酸锌晶粒,在后续的水洗工序中难以洗净。带有结晶的工件在电泳漆膜烘干固化后,表面依然会残留大量颗粒,严重影响产品外观及防腐蚀性能。要解决这一问题,只有重新调整磷化槽,对工件进行返工处理。
2.槽液串槽及其解决方法
汽车零部件形状复杂,夹缝及焊缝多,在前处理过程中工件带液量大,而且喷淋处理方式的广泛应用也会造成串槽问题。串槽出现的直接表现为槽液液位升高异常,严重时会对磷化质量造成影响。因表调剂大多为弱碱性,而磷化槽液为酸性,大量的表调槽液串槽,会导致磷化槽中游离酸浓度降低、磷化沉渣增多,严重时会出现磷化结晶。
解决串槽的方法主要有以下几种:(1)在生产线的设计初期,设计足够距离的过渡段,减少工件带液量;(2)过渡段中添加塑料挂帘,降低槽液的带出;(3)喷淋段排及后一排的喷头角度向槽内调整5~100,减少喷淋对其它工位的串槽;(4)个别工位(如磷化后水洗部分)设置吹水处理,以减少工件积水处的带液量。
电泳涂装在紧固件上的应用研究
随着我国汽车工业的飞速发展,对汽车产品的质量也提出了越来越高的要求。汽车的高安全性、高环保性及多元化的个性在紧固件的表面防护技术上也得到了体现。目前汽车上紧固件的表面处理工艺主要有氧化.(发黑)、磷化、电镜(锁锌、锌铢合金、装饰铭)、达克罗涂覆等。众所周知,氧化(发黑)处理存在能耗大、工艺不稳定、膜层不牢固等缺点;磷化处理的耐腐蚀性能差;电镜的钝化处理液和达克罗涂料中都含有 C产,不环保,普通电锁层的耐腐蚀性能在 144 小时左右,达克罗涂覆耐腐蚀性能 可以达到 500- 1000 小时,但成本比较高,膜层耐潮湿性差(耐湿热240 小时),不耐磨。
为了提高紧固件表面处理质量及符合环保法规的需求,除了上述表面处理工艺外,国外汽车公司有采用阴极电泳涂装工艺对螺栓等紧固件进行表面处理。根据紧固件不同的质量要求,采用不同的工艺方案,其耐盐雾性能可达到 240-1000 小时以上,而且漆膜磨擦系数适宜 ,阴极电泳涂料起什么作用,不影响产品 装配,可以代替电锁的钝化工艺,有利于环保。
阴极电泳涂装由于机械化程度高、环保、漆膜具有优异的耐腐蚀性能,在汽车车身及零部件涂装上已应用数年,是成熟的工艺。但在螺栓等紧固件上应用在国内尚属空白,确实是一项新技术,是电泳涂装的 一个新领域。在原有成熟的电泳涂装工艺的基础上,进行了大量试验研究,验证了电泳涂装工艺在紧固件上应用的可行性,并与现应用的电锁及达克罗涂覆等工艺进行了性能和成本比较。
通过电泳涂装在紧固件上的应用工艺试验研究得出以下结论:
(1 ) 紧固件采用电泳涂装进行表面处理的工艺方案可行。
(2 )必须采用紧固件专用电泳涂料才能达到紧固件表面处理质量要求。
(3 )紧固件采用电泳涂装工艺:从质量和成本上以及从环保要求方面都具有较好的社会效益。