近年來,鋁合金在汽車應(yīng)用中的應(yīng)用顯著增加。在汽車輕量化發(fā)展需求的大背景下,鋁合金的應(yīng)用也將不斷加速。大多數(shù)車用鋁合金即使在未上漆條件下也具有優(yōu)異的耐腐蝕性。然而,在
某些條件下,涂漆或未涂漆的車用鋁材將形成三種不同類型的腐蝕之一:
電解(偶)腐蝕
絲狀腐蝕
縫隙腐蝕
在大多數(shù)情況下,鋁材的腐蝕是由于環(huán)境因素影響而使其表面涂層受到破壞。因此,鋁材的腐蝕主要是表面腐蝕,不會滲透材料的厚度,并且不會削弱部件的結(jié)構(gòu)完整性。本文簡要介紹了鋁合金材料的各種腐蝕類型和相關(guān)的預(yù)防措施。
1電解(偶)腐蝕
當金屬與異種金屬或非金屬導(dǎo)體(例如安裝襯套中的碳)接觸,且接頭暴露于常見的腐蝕性電解質(zhì),如鹽水時,會發(fā)生電解(偶)腐蝕。也包括更活潑的金屬(鋁)的腐蝕。在汽車應(yīng)用中電解(偶)腐蝕最常見的例子就是鋁合金與裸鋼接觸發(fā)生腐蝕(圖1)。無涂層的鋼螺母與鋁合金板接觸,腐蝕區(qū)域大致為與鋁接觸的鋼螺母的形狀。電解(偶)腐蝕速度非常慢,在觀察到可見腐蝕之前需要暴露在電解質(zhì)中幾個小時。
汽車電化學腐蝕的條件要求三種:
1. 兩種不同金屬-鋁和鋼的未保護表面之間的接觸
2. 接頭腐蝕性液體
3. 接頭電流通路
消除電解(偶)腐蝕的方法有兩種:
1)用涂料、涂料或密封劑消除異種金屬之間的接觸;
2)通過使用密封劑(如粘合劑,底漆和其他涂料)消除材料在電解質(zhì)如鹽水中的暴露。
OEM建議的電鍍腐蝕措施:
金屬涂層
與鋁接觸的鍍鋅鋼
涂層緊固件
絕緣墊圈,如果指定電氣隔離組件
密封劑,如粘合劑,底漆和其他涂料,用于不同金屬之間的防腐蝕
盡量減少暴露于鹽水等電解質(zhì)中的預(yù)防措施OEM推薦:
1. 涂料和修補材料,以防止鹽水暴露
2. 密封劑,以防止鹽水進入接頭
圖1.耦合到鋼的鋁的電偶腐蝕的一個例子。近似于被腐蝕區(qū)域的尺寸和形狀的鋼構(gòu)件(圖中未示出)與鋁板接觸。
2絲狀腐蝕
絲狀腐蝕是鋁材在油漆、底漆和涂料的表面發(fā)生的一種外觀腐蝕。鋁部件表面發(fā)生降解,但腐蝕侵蝕僅限制在表面。絲狀腐蝕通常導(dǎo)致油漆起泡和與金屬表面分離。如圖2所示,在涂層下面填充有腐蝕產(chǎn)物(白色粉末)的細絲狀細絲,通常是由石屑,劃痕或鋒利的切割邊緣引起的涂層缺陷,或沖孔或鉆孔。絲狀腐蝕可以破壞涂層體系的保護性能。
圖2.車用鋁合金部件的絲狀腐蝕,箭頭處是腐蝕起始處的油漆缺陷
圖3.脫皮后的腐蝕表面
圖3顯示了由汽車發(fā)動機機罩前緣上的石屑引發(fā)的絲狀腐蝕。絲狀腐蝕的條件要求三種:
1. 涂漆或鍍鋁表面
2. 表面涂層損壞,允許腐蝕性液體滲透到涂層下
3. 存在腐蝕性液體(通常為鹽水)
絲狀腐蝕通常發(fā)生在潮濕/溫暖的環(huán)境中,在沿海和工業(yè)區(qū)域顯著更常見。
絲狀腐蝕預(yù)防措施:
在涂層前徹底清潔表面
應(yīng)用OEM推薦的防腐蝕保護 v消除表面缺陷(如毛孔,機械損傷,氣泡,覆蓋面不足)
應(yīng)用OEM推薦的修補材料
可以通過去除涂層和磨砂腐蝕來修復(fù)帶有絲狀腐蝕的漆鋁件,然后用OEM推薦的修補材料進行修補。
3縫隙腐蝕
當鋁合金材料與異種材料接觸時存在縫隙,且縫隙處的兩個接觸表面間存在腐蝕性液體(鹽水)時,發(fā)生縫隙腐蝕。因為縫隙(狹窄的開口)可以收集并保存可能導(dǎo)致腐蝕的水分。接觸表面材料可以是鋁和鋁,鋁和鋼,或鋁和塑料。較高的溫度、含鹽水分等一系列因素將加速鋁材的腐蝕。消除或密封縫隙將是降低縫隙腐蝕風險的有效措施。
縫隙腐蝕條件要求:
1. 兩種材料表面之間的縫隙(薄接頭) - 鋁,鋼,塑料
2. 接頭處腐蝕性液體(通常為鹽水)
縫隙腐蝕通常是凹坑或蝕刻圖案出現(xiàn)的淺腐蝕。易發(fā)生在墊圈配件,焊接搭接接頭,重疊的金屬接縫,折疊或成型的片材上。
建議的縫隙腐蝕預(yù)防措施:
OEM推薦:
Ÿ 1. 鋁表面的耐腐蝕底漆,密封劑和其他修補材料
Ÿ 2. 接縫處密封,防止鹽水進入
參考文獻:
1. G M Scamans, A. Afseth, G E Thompson, J Liu and X Zhou, “Aluminum Automotive Closure Sheet Corrosion”.