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

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)與環境間的物理-化學相互作用，其結果是使材料的性能發生變化，并常可導致材料、環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

雖然這幾個標準規定的中性鹽霧試驗的參數略有差異，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°或按正常使用狀態放置。

上述標準，對于檢測機構來說，需要細致科學嚴謹地應用，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、企業標準或行業標準規定，例如GB/T 14093.4-2009《機械產品環境技術要求 工業腐蝕環境》規定，如表1。

這個標準根據生產工藝，規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、企業標準或行業標準規定。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、企業標準或行業標準規定。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.霧試驗的持續時間和合格標準

表2.試參數的差異

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.環腐蝕試驗

汽車零部件的循環腐蝕測試標準，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，循環腐蝕試驗比中性鹽霧試驗更加接近戶外自然狀態下的腐蝕情況。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腐蝕測試。

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

表4.據GMW15359標準評價樣品的白色腐蝕物等級

2.4.1.用汽車公司的循環腐蝕試驗（GMW14872-2010）

標準GMW14872-2010規定的循環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，第一階段即周圍環境，可根據特殊要求，加入環境應力，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，每循環噴淋1-4次，使樣品表面濕潤/滴水，不是傳統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，詳細參數見下例圖7。

循環腐蝕試驗結束之后，根據測試要求作評價：

外觀腐蝕（cosmetic corrosion）：主要是依據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 鹽霧階段采用傳統中性鹽霧的噴霧方式，具體參數為：

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°或按正常使用狀態放置。

試驗結束之后，根據測試要求作評價：

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、氣體腐蝕和循環腐蝕試驗。根據產品的使用環境，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, 機械產品環境技術要求 工業腐蝕環境

[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。