商用車鑄件防腐基礎(chǔ)分析與建議

白克非，馮力偉，龍 袁，曹榮新

（1.北京福田戴姆勒汽車有限公司，北京 116026；2.首鋼技術(shù)研究院，北京 100041）

0 引言

金屬材料分類主要包括鑄鐵件、鑄鋼件、高合金和有色金屬鑄件等，其中鑄鐵件、鑄鋼件廣泛應(yīng)用在重卡上，如支架、支座類產(chǎn)品，其主要作用是將功能性零部件固定在車架上，使用范圍很廣，致使整車所使用的鑄件質(zhì)量約占整車總質(zhì)量的10 %。由于這些零部件一般都是外露狀態(tài)，經(jīng)過雨打風(fēng)吹日曬后易出現(xiàn)早期銹蝕現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為點(diǎn)蝕與死角銹蝕。

1 銹蝕問題現(xiàn)象

2021年7月，公司對車輛底盤外觀質(zhì)量進(jìn)行調(diào)研，涉及沖壓焊接件、鑄件等20余種零部件，其中鑄件的銹蝕問題較突出，主要為表面點(diǎn)蝕（圖1）和死角銹蝕（圖2）。

圖1 鑄件表面點(diǎn)蝕示意圖Figure 1 Diagram of casting surface pitting

圖2 鑄件死角銹蝕示意圖Figure 2 Diagram of casting dead angle rust

2 銹蝕問題分析

鑄件死角或表面發(fā)生銹蝕的直接原因就是表面漆膜質(zhì)量差，未起到防銹功能，導(dǎo)致金屬表面發(fā)生早期銹蝕。

2.1 鑄件死角銹蝕初步分析

對入廠零部件相同部位進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)死角存在漆膜不完整，有輕微點(diǎn)蝕的問題，如圖3所示。

圖3 鑄件死角狀態(tài)Figure 3 Dead angle state of the castings

2.2 鑄件表面點(diǎn)蝕初步分析

對入廠的零部件表面質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，鑄件表面漆膜呈現(xiàn)明顯凹凸不平，并帶有凸顯的毛刺，且在死角處有明顯的凹坑，如圖4所示。

圖4 鑄件表面狀態(tài)Figure 4 Surface state of the castings

3 鑄件銹蝕根因分析

3.1 鑄件成型分析

采取鑄造業(yè)中應(yīng)用廣泛的一種蠟?zāi)ｈT造成型工藝，成型后鑄件表面呈現(xiàn)明顯的凹凸不平。

3.2 銹蝕鑄件漆膜表面分析

采用日本日立公司的S3400N電鏡對樣品的3個區(qū)域漆膜進(jìn)行微觀形貌分析，結(jié)果如表1和圖5所示。

表1 漆膜檢測Table 1 Paint film detection μm

圖5 鑄件漆膜微觀形貌Figure 5 Microstructure of casting paint film

4 鑄件銹蝕原因確認(rèn)

4.1 銹蝕發(fā)生的機(jī)理

當(dāng)空氣中含有的水、腐蝕介質(zhì)（Cl-）等以液體狀態(tài)凝結(jié)于金屬零部件表面后，在與金屬接觸的情況下發(fā)生銹蝕反應(yīng)，形成銹蝕產(chǎn)物［1］。

對于造型較復(fù)雜的鑄件，在電泳過程中，鑄件死角會存在“氣室”現(xiàn)象［2］，導(dǎo)致死角部位漆膜較薄或無漆膜。

4.2 鑄件銹蝕機(jī)理確認(rèn)

涂裝前，經(jīng)拋丸后的鑄件表面粗糙度一般為Ra≥15 μm；涂裝工藝采用電泳，漆膜厚度18～25 μm，則在零部件表面波峰與漆膜波谷處易出現(xiàn)漆膜的薄弱點(diǎn)，與鑄件漆膜微觀狀態(tài)確認(rèn)情況一致，如圖6所示。這些薄弱點(diǎn)成為銹蝕反應(yīng)的發(fā)生點(diǎn)。

圖6 鑄件表面與漆膜的微觀狀態(tài)Figure 6 Microstate of casting surface and paint film

4.3 銹蝕腐蝕原因總結(jié)

由于鑄件表面相對較粗糙，僅電泳工藝后存在漆膜薄弱點(diǎn)，易出現(xiàn)早期銹蝕；而復(fù)雜造型產(chǎn)品死角存在“氣室”現(xiàn)象，導(dǎo)致漆膜較薄或無漆膜，出現(xiàn)早期銹蝕。

5 鑄件銹蝕改進(jìn)驗證

針對表面點(diǎn)蝕和死角銹蝕，結(jié)合供應(yīng)商生產(chǎn)現(xiàn)場狀況，采用復(fù)合涂層［3］，如電泳后再進(jìn)行噴漆或噴粉，彌補(bǔ)表面薄弱點(diǎn)和死角問題。改進(jìn)前后的驗證測驗結(jié)果見表2和圖7。

表2 改進(jìn)前后對比試驗結(jié)果Table 2 Comparative test results before and after improvement

圖7 改進(jìn)前后的鹽霧試驗結(jié)果示意圖Figure 7 Schematic diagram of salt spray test results before and after improvement

6 結(jié)語

（1） 鑄件產(chǎn)品由于其自身粗糙度特性，采用單純的電泳工藝易發(fā)生點(diǎn)蝕問題，對于造型復(fù)雜的零部件，死角也易發(fā)生銹蝕；

（2） 針對鑄件死角、表面點(diǎn)蝕問題，建議采用復(fù)合涂層工藝，如電泳+噴漆或電泳+噴粉等。