汽车防锈技术材料

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防腐蚀结构设计
设计原则:(1)保证涂装工艺的顺利 (2)减少或消除防护涂料的损坏 (3)结构外形、连结方式尽可能减少或消除腐蚀介质渗入和滞留 (4)保证避免电化学腐蚀发生。
• 汽车车身的防腐蚀设计 • 车门部位 • 发动机罩 • 翼子板 • 后部侧护板 • 焊缝和接缝 • 空腔结构板端面部位和筋板 • 车身上各部件的紧固系统
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本章重点
• 汽车防锈技术的重要性 • 金属腐蚀及预防措施 • 大气腐蚀及防止腐蚀的方法 • 汽车防锈技术的内容
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第二章 清洗、防锈包装材料
2.1缓蚀剂
2.2清洗材料 2.3防锈水 2.4防锈油脂 2.5防锈保护蜡、涂料、保护膜 2.6防锈切削液 2.7气相防锈材料 2.8其他材料
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第三章 金属表面除锈处理
• 酸洗后钢铁工件出现缺陷,有些是酸洗操作中产生的,也有些是在轧制、热处理、 锻造等工序中钢材氧化皮下的夹杂物造成的。酸洗中产生的主要缺陷为欠酸洗、 过酸洗等。
• a.欠酸洗 主要指钢板酸洗之后,表面残留局部未洗掉的氧化皮时称为欠酸洗。造成欠酸洗的 原因:未酸洗的钢板表面呈暗色或花脸状,严重的部分氧化皮被轧制到钢材的基 体内,表面的氧化皮不匀,较厚的氧化皮没有被酸洗去除。解决的方法是先局部 去除氧化皮或采用冷热温差、机械喷丸破氧化皮后,再进行酸洗除锈;另外,应 改进轧制钢板的表面质量。 机械喷丸破氧化皮,是将喷丸用高压空气送入高速旋转的叶片上,获得加速度之 后,均匀地喷打在钢材的表面上,起到破碎和清除部分氧化皮的作用。有利于酸 溶液迅速到达氧化皮底层,加速酸洗速度和提高酸洗钢材的表面质量。
5、过腐蚀和氢脆:在硫酸酸洗过程中,添加缓蚀剂减少氢脆。除锈后,采 用热水洗或高温(200℃左右)去除吸附在表面的氢。盐酸比硫酸更易发 生过腐蚀。
6、酸洗后的表面质量:硫酸表面有附着黑灰。盐酸 表面质量好。 7、对设备的要求:硫酸要求设备有耐腐蚀性能 。盐酸对设备的耐腐蚀性有
特殊
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酸洗缺陷及解决措施(1)
• (2)氧化(发蓝)和磷化的钢件腐蚀特征,通常表面的腐蚀呈棕 黄色或斑块点状,严重的与钢铁腐蚀的特征一样。由于氧化(发 蓝)和磷化后的钢件,表面呈黑色或灰色,所以锈蚀产物的颜色 多比较深。
• (3)铜和铜合金的锈蚀多呈绿色或暗斑,也有呈红棕色或黑色。 严重在表面积成斑点或层状深绿色突起的锈蚀产物,除去后底部 有麻坑。CuO铜为黑色;Cu2O为红棕色;CuS为黑色;CuCl2和 Cu(OH)2、CuCO3为绿色。
• b.过酸洗 金属在酸洗液中停留时间过长,或酸洗温度过高,使其在酸溶液的作用下,表面 逐渐变成粗糙,并伴有颜色变暗、失重。解决的措施是,酸洗液中加入一定量的 缓蚀剂,严格控制酸洗的温度,当钢材表面的氧化皮和锈层除去后,马上将其从 酸槽中取出来。
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酸洗缺陷及解决措施(2)
• c.酸洗麻点 化学腐蚀麻点是最普遍存在的一种酸洗缺陷,其原因是多方面的。酸洗液中没 有加到定量的缓蚀剂,钢材在酸液中浸洗超过了工艺要求的时间,都会产生麻点;热轧时氧 化皮或耐火材料被轧入钢表面中,产生的夹杂物,酸洗后使其麻坑更加严重。酸洗液中加入 一定量的缓蚀剂。严格控制热轧钢材的表面质量。
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硫酸和盐酸酸洗工艺的特点
1、除锈能力:硫酸的机械剥落能力强,有78%的氧化皮是靠机械剥落去除 的。盐酸的化学溶解速率比硫酸高,但机械剥落能力只有氧化皮的33%
2、提高浓度对除锈速度的影响:|硫酸除锈速度快,但浓度超过25%时,除 锈速度反而减缓,故酸洗浓度为5%~25%。盐酸除锈速度快,但浓度过 高时,易发生过腐蚀现象,酸雾大,故酸洗浓度为6%~20%
热轧钢板 除锈、清洗、防锈 剪切 冲压 清洗防锈 焊接 装配 涂装 内腔防锈 总装
整车防锈保护 出厂
钢坯锻造
清洗防锈
送 CKD防 锈
装配
送 CKD防 锈
清理防锈除锈
机械加工 工序间防锈
表面处理
工序间防锈 备件防锈及储运
出厂
铸造毛坯
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机械设备及工具的防锈
设备及工序防锈
使用中防锈 暂停使用中
库存防锈 检修防锈
的缓蚀剂没有阻止氢原子向金属基体扩散的能力。
• e.锈蚀 酸洗后的金属重新出现锈层的现象称为二次锈蚀。锈蚀形成的原因是:酸洗后的表面 残留了少量的酸溶液或酸洗后没有快速进行清洗,清洗后没有及时进行中和而使表面二次生 锈。此外,酸洗后在高温的清洗槽中停留时间过长,也会产生锈蚀现象。防止二次生锈的措 施是严格执行工艺操作规程,酸洗后的金属应放置在干燥、无酸雾的环境中。
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酸洗间特征及设备
• a.建筑结构(P94) • b.设备 • c.加热装置 • d.通风装置 • e.干燥设备 • f.废气、废水处理
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其他除锈
• 磷酸除锈 • 电化学除锈 • 碱性除锈 • 有色金属酸洗
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钢板除锈方法比较(1)
• 对于钢板表面采用不同除锈处理方法,英国的 腐蚀专家对除锈处理后的钢板,进行涂漆。在 相同自然环境的条件下,试验漆膜的平均寿命 是不同的,见(P99)表3-21。
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汽车制造中的腐蚀原因
每一道工序都有产生锈蚀的可能性 • 叠片腐蚀:薄板钢材、车身冲压板、机加小零件等 • 蜂窝状腐蚀:热轧钢板、型钢、热处理件 • 手指印腐蚀:加工件、装配件、包装的零部件 • 凝露造成的锈蚀:潮湿的天气、寒冷天气中加工件;包装件 • 防锈材料变质造成锈蚀:长期封存的零部件 • 切削液、清洗剂等变霉分解造成的锈蚀:加工过程的零件 • 酸性物质造成腐蚀:酸洗后的带氧化皮和锈蚀件 • 尘埃和杂质、不同金属接触造成腐蚀:库存件 • 防锈管理不善造成腐蚀
汽车防锈技术
一汽技术中心 胡林林
1
第一章 汽车防锈技术概论
1.1金属腐蚀基础 1.2大气腐蚀及其控制 1.3汽车腐蚀与防护
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1.1 金属腐蚀基础
(1)化学腐蚀 (2)电化学腐蚀 (3)金属腐蚀类型及预防措施
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1.2 大气腐蚀及其控制
• 大气腐蚀特征
• 工业大气对金属的腐 蚀
• 海洋大气对金属的腐 蚀
• 铝合金、镁合金、镀镍件、镀锌件、镀铅件、涂漆件
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钢铁材料除锈标准
• 瑞典SIS055900标准 • GB8923-88标准
• (P76)
• (P77)
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机械法除锈方法
• 手工除锈(P79) • 机械打磨除锈(P81) • 滚光除锈(P83) • 喷砂和喷丸除锈(P83) • 火焰清除旧漆膜(P87)

d.酸洗气泡 金属与酸产生化学反应,生成了部分氢原子,它渗透到金属的结晶格子中,
使其变形,变形后使氢更向金属内扩散,其中一部分氢原子穿过金属并分子化,从酸液中溢
出,部分氢原子的分子化在晶格变形产生“显微空孔”边界上、或金属夹杂物中进行,氢在
空孔中的压力可达到很大值,是金属中产生了引起氢脆的内应力。产生氢脆是指在酸洗除锈
过程中,在工件表面还原的氢原子向工件基体扩散。在内部形成分子氢和氢化物,“显微空
孔”使晶核畸变,导致金属工件变脆。防止产生酸洗气泡的措施是:酸洗液中加入合适的缓
蚀剂,调整酸洗液的浓度;控制酸洗液的温度。氢脆不是永久性的,酸洗后,在室内存放较
长时间,氢脆可以消除,或加热可加速消除氢脆。选择合适的缓蚀剂,可以减少氢脆,但有
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离海岸线距离与氯离子和钠离子含量钢腐蚀量的关系
• 离海岸线越近,空气中的氯离子、钠离子越多, 钢的腐蚀深度越深。
(P17-图1-14)
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防止大气腐蚀的方法
• 改进结构的Biblioteka Baidu腐蚀设 计
• 提高金属的抗蚀能力
• 在金属表面形成转化 层或加一层永久性的 保护层
• 电化学防蚀 • 控制环境条件 • 临时性防锈保护
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汽车的腐蚀与防护
• 防锈技术对汽车的影 响(现状与发展趋势)
• 行驶中汽车腐蚀原因
• 汽车制造中产生锈蚀 的原因
• 汽车的腐蚀
• 汽车的合理选材
• 汽车防腐蚀结构设计
• 汽车制造和使用中的 防锈保护
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行驶中汽车腐蚀原因
• 缝隙腐蚀和焊接腐蚀:板金件点焊接部位、卷边部位、铆接处; 车身内外板、地板、门、各种罩盖及车身外部安装的各部件接触 处
• 空腔结构腐蚀:车门内外板夹层间、翼子板内外夹层间、发动机 箱和盖、行李仓盖夹层间、门柱空心结构中
• 板端面部位腐蚀:板金件端面处、各种工艺孔、安装螺钉孔、排 水孔等
• 石击腐蚀:车身下部底部、挡泥板、翼子板、保险杠、行李箱外 部
• 疤状腐蚀:汽车外部漆面上 • 丝状腐蚀:汽车外表面漆面上 • 外部安装零件处腐蚀:拉手、门锁、铰链装饰件、雨刮器等
• 常见金属材料腐蚀特征 • 去除氧化皮和锈蚀的作用 • 除锈标准 • 除锈方法:机械法、化学法 • 钢板表面处理的比较 • 典型的除锈工艺
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常见的金属腐蚀特征
• (1)钢材和铸铁的腐蚀特征是,热轧板的氧化皮通常呈灰黑色。 冷轧板和铸铁件开始发生锈蚀时表面发暗,轻锈呈暗灰色;锈蚀进 一步发展会变为浅褐色或棕黄色,严重的呈棕色或褐色斑痕或锈 坑,形成一层疏松的易于剥离的锈蚀产物,除去锈蚀产物后,底 部呈暗灰色,边缘不规则。Fe(OH)3为黄色;Fe3O4为黑色; FeO(OH)为棕色;Fe2O3为红色;FeCl3为暗褐色;FeCl2为暗 绿色。
3、提高温度对除锈速度的影响:硫酸除锈能力提高,酸洗温度为50℃~ 70℃。盐酸低温除锈速度大于硫酸溶液;提高温度,除锈能力提高,但 不如硫酸显著,温度越高,酸雾越大;酸洗温度为20℃~40℃,最高不 超过50℃。
4、除锈槽中亚铁离子的影响:硫酸时,钢材的铁损失为0.6~0.7%;酸洗液 中亚铁含量超过200~300mg/L时,溶解能力下级,应更换酸洗溶液。盐 酸时,钢材的铁损失为0.4~0.5%;酸洗液中亚铁含量达16%时,除锈能 力最强,亚铁含量再增加,仅需补充新酸即可保持除锈速度;亚铁含量 超过100~250gm/L时,会结晶析出附着在钢材表面上。
• 表面处理方法漆膜平均寿命: 喷砂法:2道漆6年4个月;4道漆4年7个月。 酸洗法: 2道漆4年7个月; 4道漆9年7个月。 钢丝刷除锈法: 2道漆1年3个月; 4道漆2年3个月。
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钢板除锈方法比较(2)
• 国内的腐蚀专家在钢板表面采用不同的清理方法去除 氧化皮和锈蚀,选择涂层为环氧铁红底漆两遍,醇酸 面漆两遍,干燥后作为样板,在同一工业大气环境腐 蚀条件下试验,二年后的腐蚀程度不同。见表3-22。 (P99) 不同表面清理后相同涂层的腐蚀情况
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汽车的合理选材
• 耐腐蚀金属材料的选用 • 涂层钢板 • 其他材料:发动机进回气管(工程塑料)、轿车的排气消声系统(不
锈钢、镍合金、陶瓷)、 加油盖、后视镜架(非金属、铝合金、复合材料)
• 铸铁:
一般来说,铸铁的耐蚀性能要比钢好。美国材料试验学会报道,可锻铸 铁和球墨铸铁的腐蚀率在城市约为低碳钢的60%;在工业区为77%;在沿 海地区则为低碳钢的29%,一般铸铁件笨重粗大,有足够的腐蚀余量。
• 异种金属接触(P24) • 电器件设计
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汽车制造中的防锈保护
发动机、变速箱 底盘总成件工序
零部件工序
清洗、防锈
送备件防锈包装
未加 工件
防锈
机械加工
装配 出厂防锈包装
国 内 外 CKD和 SKD汽 车
件防锈包装及储运
出厂
钢板
清洗、防锈 冲压
清洗、防锈
焊接 工序间防锈
送备件防锈
车体工序 锻造锻造工序 铸造锻造工序
• 未经清理: 80%锈蚀;手工工具: 55%锈蚀; 动力工具:22%锈蚀; 酸洗: 15%锈蚀 喷丸:个别锈点; 喷丸后磷化:点个别锈点,少于喷丸法。 由上数据可以看出,金属表面的处理方法对漆膜的寿 命影响是很大的。
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典型的除锈
• 抛丸除锈(P99) • 硫酸酸洗工艺(P101) • 盐酸酸洗工艺(P103)
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本章重点
• 金属腐蚀特征 • 除锈标准 • 除锈方法 • 酸洗工艺及设备 • 酸洗缺陷及解决措施
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第四章清洗技术
4.1清洗技术要素 4.2清洗方法的特点 4.3清洗工艺及设备 4.4清洗工艺的选择 4.5清洗效果的评价 4.6清洗缺陷及解决措施 4.7典型的清洗工艺
• 防止大气腐蚀方法
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相对湿度对钢腐蚀的影响
(1)不同相对湿度与金属表面结露水量的关系
• 临界相对湿度
0.01克/平方米
• 100%相对湿度
1.00克/平方米
• 表面被露水覆盖
10.00克/平方米
• 表面被雨水覆盖
100.00克/平方米
(2)钢铁达到临界相对湿度60-70%时,钢腐蚀急剧 增加(P14-图1-5)
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