文 | 廣州威凱檢測技術研究院 車漢生

汽車零部件耐腐蝕測試研究分析

文 | 廣州威凱檢測技術研究院 車漢生

本文介紹了汽車零部件的四種耐腐蝕試驗，它們的用途、主要特點和評價方法。

汽車零部件；腐蝕；評價

1.言

腐蝕是指材料(通常指金屬)與環(huán)境間的物理-化學相互作用，其結果是使材料的性能發(fā)生變化，并?？蓪е虏牧稀h(huán)境或由它們作為組成部分的技術體系的功能受損傷。而腐蝕測試則能檢驗產品的防腐能力，甄別產品的質量，提高產品的競爭能力。因此，隨著全球環(huán)境污染日益嚴重，各類產品的防腐蝕問題越來越受到重視。

2.蝕測試分類

汽車零部件的腐蝕測試主要有以下幾種：

① 鹽霧測試（中性鹽霧、乙酸鹽霧、銅加速乙酸鹽霧、交變鹽霧)

② 冷凝水水霧試驗

③ 氣體腐蝕試驗

④ 循環(huán)腐蝕試驗（CCT）

⑤ 腐蝕膏試驗

⑥ 耐溶劑試驗（耐酸堿、汽油等各種溶劑）

其中，中性鹽霧、冷凝水水霧、氣體腐蝕和循環(huán)腐蝕試驗是最常用的加速腐蝕試驗，在汽車零部件的防腐測試中被廣泛使用。

2.1.性鹽霧試驗

汽車零部件的中性鹽霧測試標準，主要有以下幾種：

① ISO 9227-2006

② ASTM B 117-2009

③ JIS Z 2371-2000

④ GMW3286-2006

⑤ NES M0140-2001

雖然這幾個標準規(guī)定的中性鹽霧試驗的參數(shù)略有差異，但可以總結為：

試驗溫度：(35±2)℃；

氯化鈉溶液濃度：(5±0.5)%；

溶液pH值：6.5～7.2；

鹽霧沉降量：1～2mL / h·80cm2；

樣品放置方式：與垂直方向成15～30°或按正常使用狀態(tài)放置。

上述標準，對于檢測機構來說，需要細致科學嚴謹?shù)貞?，然而對于生產廠家來說，他們更關注的是產品的鹽霧測試周期和合格判定。因此，我將生產廠家的關注點分為以下兩點。

2.1.1.試周期

中性鹽霧試驗的測試周期，主要有兩種，一種是試驗標準推薦的周期，如ISO 9227-2006推薦的試驗周期 為 2h、4h、6h、8h、24h、48h、72h、96h、144h、168h、240h、480h、720h、1000h。但這些推薦時間，沒有針對性指出何種產品適用，生產廠家很難選擇。

另一種是產品標準、企業(yè)標準或行業(yè)標準規(guī)定，例如GB/T 14093.4-2009《機械產品環(huán)境技術要求 工業(yè)腐蝕環(huán)境》規(guī)定，如表1。

這個標準根據(jù)生產工藝，規(guī)定了測試周期和合格判定，配合試驗標準，使用起來簡單直接，可以大大減少生產廠家的困惑。

2.1.2.果評價

汽車零部件經受中性鹽霧試驗之后，需要對產品進行結果評價，我們可以根據(jù)產品的生產工藝，分為以下兩種情況：

2.1.2.1.機覆蓋層產品：平板樣品按照ISO 10289-1999評級；零部件成品按產品標準、企業(yè)標準或行業(yè)標準規(guī)定。圖1是ISO 10289-1999附錄B性能評級圓點圖。

2.1.2.2.機涂層產品：平板樣品按照ISO 4628-1～-5、和 -8評級，或者按 ASTM D 714、ASTM D 610、ASTM D 1654等標準；零部件成品按照產品標準、企業(yè)標準或行業(yè)標準規(guī)定。圖2是ASTM D 610的起泡等級評級圖。

結合上述標準的參考圖，我們可以很方便地評價中性鹽霧試驗結果，從而得出科學準確的判定。

2.2.凝水水霧試驗

汽車零部件的冷凝水水霧測試標準，主要有以下這幾種：① ISO 6270-2：2005；② DIN 50017-1982；③GMW 14729-2007

這些標準的測試對象，主要是橡膠、有機油漆涂層產品， 如汽車雨刮器，如圖3。

其中，最常用的方法是CH，即恒溫冷凝水試驗，測試周期有240h、500h、1000h等。

試驗完成之后，檢查產品的外觀變化，如：

生銹

起泡

變色

附著力

有時還根據(jù)需要，檢測產品的力學性能等。

2.3.體腐蝕試驗

汽車零部件的氣體腐蝕測試標準，主要有以下幾種：

① ISO 6988-1985

② ISO 3231-1993

③ DIN 50018-1997

④ IEC 60068-2-42：2003

⑤ IEC 60068-2-43：2003

⑥ IEC 60068-2-60：1995

表1.霧試驗的持續(xù)時間和合格標準

表2.試參數(shù)的差異

⑦ EIA-364-65A-1997

這些標準可以分為兩大類，一類是高濃度二氧化硫氣體腐蝕試驗，測試標準為ISO 6988-1985、ISO 3231-1993和DIN 50018-1997。這是戶外強腐蝕加速試驗，也可以模擬大氣污染嚴重地區(qū)的酸雨效應，如圖4。測試對象一般為各類鋼合金、無機覆蓋層和油漆涂層等耐強腐蝕產品。

另一類是低濃度單種多種氣體腐蝕試驗，測試標準 為 IEC 60068-2-42：2003、IEC 60068-2-43：2003、IEC 60068-2-60：1995 和 EIA-364-65A-1997， 主 要 是 SO2、H2S、NO2和Cl2等有毒的腐蝕性氣體。這些氣體的作用場所，有街道-汽車尾氣、工廠車間、電信中心、工業(yè)儀器設備室和辦公室等。測試對象一般是各類汽車電子產品、PCB板、USB插頭和各種連接器等，如圖5。

氣體腐蝕試驗結束之后，需要對產品進行耐腐蝕評價，按照標準分類：

2.3.1.濃度二氧化硫：

① 樣品的外觀變化；

② 產品的功能。

2.3.2.濃度單種多種氣體：

① 樣品的外觀變化；

② 觸點的接觸電阻

③ 產品的功能。

2.4.環(huán)腐蝕試驗

汽車零部件的循環(huán)腐蝕測試標準，常用以下幾種：

① GMW14872-2010

② 日系汽車腐蝕試驗CCT-Ⅰ；

③ ISO 14993-2001

④ SAE J2334-2002

研究表明，循環(huán)腐蝕試驗比中性鹽霧試驗更加接近戶外自然狀態(tài)下的腐蝕情況。目前許多世界先進的汽車制造公司都將循環(huán)腐蝕試驗作為評價汽車零部件耐腐蝕性能的測試方法。其中，標準GMW14872-2010規(guī)定的腐蝕試驗和日系汽車腐蝕試驗CCT-Ⅰ是使用最廣泛的循環(huán)腐蝕測試。

表3.據(jù)GMW15356、GMW15357和GMW15358標準評價樣品的生紅銹等級

表4.據(jù)GMW15359標準評價樣品的白色腐蝕物等級

2.4.1.用汽車公司的循環(huán)腐蝕試驗（GMW14872-2010）

標準GMW14872-2010規(guī)定的循環(huán)腐蝕試驗按測試要求，分為外觀腐蝕（cosmetic corrosion——exposures 0、A、B、和C）和功能腐蝕（functional——exposure D），具體條件如圖6。

該試驗用來評價內外汽車零部件的耐腐蝕性能，主要有四個特點。

① 每個循環(huán)分為三個階段，每階段8小時，共24小時。其中，第一階段即周圍環(huán)境，可根據(jù)特殊要求，加入環(huán)境應力，如污染物（鹽、砂礫、粉塵）、熱沖擊、機械等；

② 溶液組分為0.9%的NaCl，0.1%的CaCl2，0.075%的NaHCO3；

③ 采取手動或自動噴淋方式，每循環(huán)噴淋1-4次，使樣品表面濕潤/滴水，不是傳統(tǒng)中性鹽霧的噴霧方式；

④ 測試過程需要“coupon”控制腐蝕速率，coupon是指符合SAE 1008-1010或SAE J2329 CR1E的碳鋼或冷軋鋼，詳細參數(shù)見下例圖7。

循環(huán)腐蝕試驗結束之后，根據(jù)測試要求作評價：

外觀腐蝕（cosmetic corrosion）：主要是依據(jù)GMW 15356-2009、 GMW 15357-2009、 GMW 15358-2009和GMW 15359-2009進行檢查。起泡等級可按照ASTM D 610或其他相關標準。

劃痕的腐蝕情況需按照GMW15282-2006進行評價，主要分為劃痕最大值和劃痕平均值，具體測量方法如圖8、9。

功能腐蝕（functional）：按照有關產品標準要求進行通電/安裝運行等性能檢查。

2.4.2.系汽車腐蝕試驗CCT-Ⅰ

這是一些日本汽車制造商制定的汽車耐腐蝕性測試方法，具體條件為：

該試驗在日系汽車零部件的耐腐蝕性能測試中被廣泛使用，主要有以下特點：

① 每個循環(huán)分為三個階段，共8小時；

② 每個階段的條件轉換時間不超過30分鐘；

③ 鹽霧階段采用傳統(tǒng)中性鹽霧的噴霧方式，具體參數(shù)為：

試驗溫度：(35±2)℃

氯化鈉溶液濃度：(5±0.5)%

溶液pH值：6.5～7.2

鹽霧沉降量：1～2mL / h·80cm2

樣品放置方式：與垂直方向成15～30°或按正常使用狀態(tài)放置。

試驗結束之后，根據(jù)測試要求作評價：

外觀：按有關標準評價樣品表面的起泡、開裂、生銹、變色等腐蝕情況，如樣品為鋼板，還可以評價腐蝕損失量等情況。

功能：按有關標準或要求評價產品測試前后的性能。

3.束語

汽車零部件的耐腐蝕試驗種類繁多，測試標準也多種多樣，其中使用最廣泛的是中性鹽霧、冷凝水/水霧、氣體腐蝕和循環(huán)腐蝕試驗。根據(jù)產品的使用環(huán)境，通過選擇合適的試驗，可較好地模擬汽車零部件在使用環(huán)境中的腐蝕情況，從而改善生產工藝，提高產品質量，獲得市場競爭力。

[1]ISO 9227：2006, Corrosion tests in artif i cial atmospheres — Salt spray tests

[2]GB/T 14093.4-2009, 機械產品環(huán)境技術要求 工業(yè)腐蝕環(huán)境

[3]ISO 10289-1999, Methods for corrosion testing of metallic and other inorganic coatings on metallic substrates - Rating of test specimens and manufactured articles subjected to corrosion tests

[4]ASTM D 610-2008, Standard Practice for Evaluating Degree of Rusting on Painted Steel Surfaces

[5]ISO 6270-2：2005, Paints and varnishes - Determination of resistance to humidity - Part 2： Procedure for exposing test specimens in condensation-water atmospheres

[6]DIN 50017-1982, Atmospheres and their technical application;condensation water test atmospheres

[7]GMW14729-2007, Procedures for High Humidity Test

[8]GMW14872-2010, Cyclic Corrosion Laboratory Test

[9]GMW15356-2009, Sheet Metal Rating Scale

[10]GMW15357-2009, Component Rating Scale

[11]GMW15358-2009, Fastener Rating Scale

[12]GMW15359-2009, White Corrosion Rating Scale Guideline

[13]GMW15282-2006, Corrosion/Undercutting Scribe Creepback

[14]NES M0158, Methods of Compound Corrosion Test

The Research and Analysis of Corrosion on Vehicular Parts

This paper introduces four types of anti-corrosion testing of vehicular parts, as well as their function, characteristics and evaluation method.

vehicular parts；corrosion；evaluation

車漢生，男，工程師，長期從事材料腐蝕檢測認證工作。