张旭、李会宾、李中权、师乙民、陈旭亮、张鹏、秦大伟
奇瑞商用车（安徽）有限公司 河南省开封市 475000
摘要：汽车板材锈蚀问题，对汽车品质会造成直接影响。为有效解决汽车锈蚀问题，在实际工作中应全面分析其影响因素，并采用有效的措施进行处理，有效的规避汽车板材锈蚀问题，全面提升车身质量和水平，促使汽车涂装质量的增强。
关键词：汽车板材；锈蚀；影响因素
当前我国在汽车板材锈蚀缺陷方面，已经开始进行深层析的研究，通过分析生锈机理原因与论述，可全面了解到汽车钣金材料对车身锈蚀的影响因素，并提出相应的应对措施，有效的预防相关车身锈蚀问题，全面提升车身耐腐蚀性质量水平。
一、车身生锈的原理
通常情况下，车身钢铁材料的生锈原理是钢材在潮湿的空气中，由于受到水、氧气等物质的作用，表面很容易生成铁锈（主要成分是Fe2O3·xH2O) 常见的是铁的合金，包括生铁和钢，生铁中含C量在2~4.3%之间，而钢中含C量在0.03~2%之间，由于C的存在，生铁、钢容易腐蚀，在潮湿的空气中，主要发生电化腐蚀，电化学腐蚀（普遍），分两种：
1）析氢腐蚀，在酸性较强的溶液中金属发生电化学腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。 在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的氢离子增多。这就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。；
1.1基本知识：
发生析氢腐蚀的体系标准电位很负的活泼金属大多数工程上使用的金属，如Fe正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。但是当溶液中含有络合剂时，正电性金属（如Cu，Ag）也可能发生析氢腐蚀。
1.1.1 pH < 3时，阴极反应受活化极化控制。
1.1.2 在弱氧化性和非氧化性酸溶液中，在反应速度
不是很大时，阳极反应亦受活化极化控制。
1.1.3 Fe在酸溶液中的腐蚀形态，一般是均匀腐蚀。
所以，Fe在酸溶液中的腐蚀
可以当作均相腐蚀电极处理，作为活化极化控制腐蚀体系的典型例子。
1.2腐蚀原理/条件
氢电极在一定的酸浓度和氢气压力下，可建立如下平衡：2H+ +2e=H2 这个氢电极的电位叫氢的平衡电位，它与氢离子浓度和氢分压有关。
如果在腐蚀电池中，阳极的电位比氢的平衡电位正，阴极平衡电位当然比氢的平衡电位更正，所以，腐蚀电位比氢的平衡电位正，不能发生析氢腐蚀。
如果阳极电位比氢的平衡电位负时，则腐蚀电位才有可能比氢的平衡电位负，才有可能实现氢去极化和析氢腐蚀。总之，氢的平衡电位成为能否发生析氢腐蚀的重要基准，而EeH=-0.059PH，酸性越强，PH值越小，氢的平衡电位越正和阳极电位越负，对于氢去极化可能性的增加具有等效作用。
因此，许多金属之所以在中性溶液中不发生析氢腐蚀，就是因为溶液中氢离子浓度太低，氢的平衡电位较低，阳极电位高于氢的平衡电位。但是当选取电位更负的金属（镁及合金）作阳极时，因为他们的电位比氢的平衡电位负，有发生析氢腐蚀，甚至在碱性溶液中也发生极化腐蚀 [6] 。
2）吸氧腐蚀，自然界中最为普遍。
条件：不纯的铁（含碳过高），空气，潮湿的环境。
原理为：在潮湿的环境中，不纯的铁（含碳元素）形成了铁————氧气————水无数个微小的原电池；
铁：负极：Fe-2e==2Fe2+
碳：正极：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3===空气中失水===Fe203·nH2O(铁锈）+（3-n)H20
简单的理解：如果金属中含有较多的杂质，这些杂质就会和金属形成（化学）原电池，发生电化学腐蚀，从而将金属氧化生金属氧化物。
有些金属生锈之后会产生致密的氧化膜从而阻止金属进一步氧化，如：氧化铜（常见的青铜铜锈，铝被氧化后生产浅灰色的氧化铝）而有些金属生锈之后产生的氧化膜稀松更加速了金属氧化，如：铁锈；
二、防止生锈的条件
分析完铁的生锈原理后，才能制定有效的防锈方法。如下图所示，防锈需要从三个必要条件入手。只要控制住一个就可以起到防锈的效果。
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根据上表可知，在满足工况覆盖广泛、根据不同的位置和用途所要求的防腐最低期限、工艺简单、成本低等条件下，防锈剂、合金配比、表面处理是理想成熟的防锈方案；
三、汽车防腐方案
根据以上原理和防锈方案的分析，
结合成本要求和各零部件对防腐的要求；
1.材料变更：
1）汽车板材防腐，行业内普遍采用
钣金零部件选择性镀锌处理。
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因此，在汽车白车身设计早期，提前广泛掌握行业内车身钣金镀锌等防腐材料在整个车身方面的占比成为各大汽车主机厂在汽车防腐方面越来越重视
一项最重要的措施，也是最有效最彻底解决汽车车身方案的方案；
2）汽车高泳透力电泳漆应用
相比普通电泳漆，高泳透力电泳漆具有施工性能好、更强的耐刻蚀性能、入槽条纹柔韧性等级带来更好的漆膜性能、遮盖效果好带来的提升下道工序涂层质量提升，更好的边角保护效果，因此，目前主机厂广泛采用高泳透力电泳漆：
3）车身钣金结构的变更：
车身结构的改变有利于车身装配施工过程增加相应的防腐条件：
①通过结构的更改提高电泳漆的覆盖面从而增加车身防腐性能；
②通过车身结构的更改增加PVC、折边胶等附加涂料的应用；
③通过车身结构的更改，避开钣金自身的应力集中和车身运动导致的叠料效应；
4）防腐蜡的应用
在车身内腔，钣金搭接缝隙位置，由于电泳工艺局限性带来的防腐风险，无论钣金材质是否发生变化，采取增加防腐蜡的工艺可以有效延缓车身锈蚀的时间；行业内防锈蜡的防锈期一般是3年左右，具体要看防锈蜡的防锈水平，也就是盐雾周期，一般对应满足能达到720小时，50微米的水平防锈蜡，可以达到3-5年的防锈期。
结语：
为预防汽车板材锈蚀缺陷问题，在日常工作中，根据实际的要求与成本，选择板材表面处理、钣金结构更改配合电泳等工艺增加及油漆覆盖等防腐措施，在预防出现锈蚀缺陷的情况下，尤其在冷轧板广泛应用的车身中，板材金属镀层相比油漆覆盖性防腐简单有效，此工艺能为油漆车身防腐提供良好的支持，从而有效预防及整车各位置出现的锈蚀缺陷，增强整体的市场口碑和提升产品竞争力。
参考文献：
[1]郭兰娥.铁生锈的原理[J].阿里巴巴专栏,2019,22(8):62-63,66.
[2]铸铁锈原理与防护[J].百度文库/共享文档,2019-9-19.
[3]栾珊,林晓泽.氨基树脂在汽车涂料行业的应用[J].现代涂料与涂装,2019,22(8):22-23,28.
[4]吴文静.汽车喷涂涂料的成分分析[J].产业与科技论坛,2019,18(14):58-59.
[5]陈颖敏主编,电厂设备的腐蚀与控制,中国电力出版社,2014.02,
[6]刘道新主编. 材料的腐蚀与防护[M]. 西安：西北工业大学出版社, 2006.01
作者简介：张旭（1983-09），男，汉族，籍贯：河南省开封市，当前职务：主管质量工程师，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：汽车制造