乘用车车身防腐性能目标设定及达成路径研究

唱志强 代立宏 陈鹏 吴欢庆 徐倩倩

摘 要：车身防腐性能，是车身最重要的指标之一，防腐性能的优劣，直接影响汽车的功能、外观，进而影响汽车的安全性、可靠性、用户感知以及使用寿命。本文从车身腐蚀环境等级及防腐目标设定、关键区域结构设计、防腐材料定义等方面，如何针对性的提高乘用车车身防腐性能，进行分析和探讨。

关键词：乘用车;防腐目标;防腐材料;防腐结构

0 前言

近年来，乘用车锈蚀问题爆发越来越频繁，国内国际市场均出现不同程度的召回，给消费者及主机厂带来严重经济损失。2013年江淮汽车侧围锈蚀曝光，其根本原因为防腐目标制定、防腐结构设计、防腐材料定义不合理，以及腐蚀验证不充分导致。

本文重点从以上几个方面，分析车身防腐性能提升优化设计方法。

1 车身腐蚀环境等级及防腐目标设定

1.1 外部环境

（1）法规。当前国内及国际，腐蚀法规差异很大，主流的法规要求为：

中等法规：4年不出现外观锈蚀，8年不出现穿孔锈蚀，主要分布于东南亚、中东、南美、非洲;

严厉法规：6年不出现外观锈蚀，12年不出现穿孔锈蚀，主要分布于欧洲、北美、澳洲。

（2）气候。年均相对湿度及降雨量，直接影响腐蚀速率。一般年均相对湿度≥80%，或年均降雨量≥1600mm/年，属于严重腐蚀区域。

1.2 自身环境

（1）地板区域。车辆高速行驶过程中，地板区域受石子撞击的概率最大，容易破坏钣金的电泳层;同时地板区域在涉水工况下，受雨水泥水等污染最严重，属于高湿区域;且排气管路周边为高温区域，因此地板区域腐蚀风险最高。

（2）外表面区域。迎风面受石击风险较大，容易破坏外板表面电泳层;四门两盖、侧围均形成空腔结构，若车身结构设计不合理，进水后无法完全排出，属于干湿分界区域，因此外表面区域腐蚀风险中等。

（3）舱内区域。车身内部属于干区，没有大量水进入，仅有少量水蒸气残留，腐蚀风险较低。

1.3 防腐目标设定

通过以上分析，一般以法规作为主目标，车身不同位置根据防腐严重等级，再分别制定区域目标，满足法规要求。

2 常用防腐材料介绍

2.1 涂层

涂层是车身防腐最基础最重要的部分，通常包括磷化层、电泳层、中涂层、色漆层和清漆层，其中：磷化层约2um，耐大气腐蚀能力非常强;电泳层约8～25um，是最可靠的防腐材料;中涂层约30～40um，具有一定弹性，防止石击;色漆层和面漆层主要为装饰作用，基本无防腐能力。涂层厚度主要靠涂装工艺能力和产品结构保证，涂装工艺能力一般无法提升，因此新车型在数据阶段，必须进行必要的防腐结构设计。

2.2 镀锌板

镀锌板比普通钢板，同等条件下腐蚀速率降低一半以上，是目前比较理想的提升车身防腐性能的方案。常见镀锌板有两种工艺：热镀锌和电镀锌。主机厂大多采用成本更低的热镀锌。热镀工艺分为纯锌、锌铁合金、锌铝合金等，前面两种为主流。然而由于成本高和模具保养复杂，镀锌板的应用，对大部分主机厂来说，还处于一个起步阶段。

2.3 抗石击PVC

喷涂在地板区域的密封材料，一项重要指标为抗石击性，提升地板区域的防腐性能。一般抗石击PVC要求在1kg石英砂，5bar压力，冲击10次，状态为0级（S≤1cm2）或1级（1cm2

2.4 防腐蜡

喷涂在空腔内，附着于内外钣金边缘，主要作用为外部水进入空腔后，隔绝水与空腔底部钣金接触，从而减缓腐蚀速率。常见位置为四门内外板空腔下沿、后背门内外板空腔下沿、侧围外板与加强板空腔下沿、纵梁内外板空腔下沿。

2.5 堵件

堵件的作用主要是密封，防止水进入车内。常见为普通堵件和热熔型堵件，普通堵件一般为总装安装，封堵一些安装过孔;热熔型堵件为涂装安装，经过烘烤后，其边缘密封材料与钣金孔粘接在一起，能起到更好的密封作用，一般地板区域都用热熔型堵件。

3 关键区域防腐结构设计及防腐材料定义

3.1 地板区域

（1）防腐结构设计。整个地板区域有两类结构：地板本体和加强梁。地板本体主要考虑漏液，不存在排气和电泳问题;加强梁与地板形成空腔，但腔体较大，一般间隔30cm左右布置φ20mm电泳孔，无电泳风险。

（2）防腐材料定义。①钣金材料：由于地板本体料厚较薄（0.6～0.8mm左右），高端车一般定义双面热镀锌板，其他车大部分选择普通钢板材料。②抗石击PVC：常规为整个地板区域，加上侧围外门槛区域，一般厚度为600um，关键位置为1000um。③防腐蜡：高端车如奥迪采用整个地板全部浸蜡，少数将加强梁空腔注蜡，大部分地板区域不定义防腐蜡。④堵件：地板本体上布置的焊钳过孔、漏液孔在涂装电泳后，均需要用堵件进行密封，一般定义热熔型堵件，钣金边缘及舱内密封效果好;加强梁上电泳孔封堵，视车型定位而定。

3.2 外表面区域

（1）防腐结构设计。①翼子板：单件安装结构，重点关注与骨架的安装点，尽量设计为非可视面。②四门两盖：外板+内板单腔包边结构，根据门盖大小，一般布置2～3个漏液孔，后背门及发盖需重点关注进槽姿态，最高点布置排气孔。③侧围：外板+加强板+内板双腔结构，是整个车身防腐最难达成的区域。首先需重点关注电泳孔、漏液孔布置，一般间隔30cm左右布置φ20mm电泳孔或漏液孔，同时加强板与内板电泳孔尽量串通布置，用以提高电泳液的流动性以及泳透率，从而提高电泳膜厚。其次需关注内外腔大小，即两板间距，一般最小要求≥6mm，保证电泳液的流动。

（2）防腐材料定義。①钣金材料：由于外表面为直接可视面，且所有外板均为薄板，建议采用镀锌板。②折边胶：在包边结构中，折边胶附着在内外板包边处，起粘接和防腐双重作用。③抗石击PVC：外表面无法定义PVC进行防腐。④密封胶（细PVC）：门盖包边结构中，外板包边处胶条密封。⑤防腐蜡：在空腔中，防腐蜡成为包边处第二道防腐措施，能延缓此处腐蚀速率，门盖寿命增加2～3年。

4 结束语

本文所述车身防腐优化设计方法，基于捷途X70/X90两款上市SUV车身防腐定义、验证及提升过程，对乘用车车身防腐设计具有很强的参考意义。