Page 14 - 涂层与防护2019-02

赵春花，等：浅谈乘用车车身钢铝搭接两种表面处理应用

表 1 钢铝常见表面处理方案
1 汽车应用及行业趋势 序号 钢板 铝板
有机涂层 金属涂层
1.1 乘用车车身钢铝搭接应用情况
表面处理 镀碱锌、热镀锌、锌 阳极氧化
电泳、粉末、喷漆
目前， 轻量化已经成为汽车行业的一种趋势，车 镍、锌铝
身下车体、开闭件、新能源车的电池壳体等部位都使
1.3 低成本化和高品质化趋势
[2]
用铝合金来达到减重的目标 。 比较常见的是铝合金
零件采用钢制的紧固件进行固定，将紧固件做上述表 既能降低车身重量，又能不增加成本达成整车防
面处理后或者将铝合金零件做阳极氧化处理后，会防 腐目标，可以显著提升产品的竞争力。 防腐设计工作
止电偶腐蚀，从而保证整车防腐性能达标。 但是，有些 需要在基材和工艺材料成本、人工成本等方面做综合
工件由于受尺寸太大、外形复杂等的限制，无法做表 评价，选择最优的防腐方案。
面处理，为了避免搭接部位发生电偶腐蚀，也可以在
钢铝搭接处增加胶体进行绝缘。 因此，如何防止钢铝 2 钢铝搭接耐腐蚀性能提升方向
搭接时的电偶腐蚀已经成为轻量化中涂装工艺的热
2.1 钢铝搭接电偶腐蚀原理
点课题。
电偶腐蚀即具有不同电极电位的金属相互接触，
1.2 车身表面处理应用情况及趋势
并在一定的介质中所发生的电化学腐蚀。 铝和铁搭接
钢铝常见的表面处理选择方案如表 1。 如何制定
在一起时，铝溶解，钢材表面的水被电解，牺牲铝保护
合适的表面处理方案， 需要对零件在车身的区域、腐
铁才不被腐蚀。 腐蚀原理及案例示意如图 1。
蚀环境及防腐设计目标等做数据分析。

图 1 钢铝电偶腐蚀原理及案例
2.2 防腐性能提升措施 择将钢板进行镀锌镍后与铝板搭接及将铝板进行阳极

钢铝电偶腐蚀的主要原因就是钢铝两种金属存在 氧化后与钢板搭接两种方案，从测定材料电极电位、中
电位差，所以，如何通过涂装表面处理方式来控制钢 性盐雾试验及整车强化腐蚀试验的验证， 从而得到两
铝的电位差， 从而避免钢铝在搭接时的电偶腐蚀，是 种可以防止钢铝搭接电偶腐蚀的表面处理方式。
目前首要解决的问题。 目前行业内降低铝铁搭接时铝
3.1 自腐蚀电位分析
表面电偶腐蚀的措施有：①电绝缘体，如阳极氧化，喷
涂；②钝化和封闭；③降低钢铝电位差。 金属材料的自腐蚀电位可表示其失去电子的相
对难易程度, 因此常用来判断不同材料在相同电解质
3 防腐性能分析方法介绍 体系下的腐蚀倾向。 由于阴阳极强极化会对金属电极
表面状态和腐蚀体系的传质过程造成影响, 因此通过
采用表面处理方式将钢铝进行隔离来降低钢铝搭 动电位极化曲线来判断自腐蚀电位的方法是不可取
接时的电偶腐蚀是汽车行业常见的一种方式。 本文选 的。 采用在开路电位附近窄电位区间范围内线性极化

6 腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL