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解决汽车铰链生锈的关键要素

来源:荣格国际汽车设计及制造 发布时间:2019-06-13 531
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“购买新车时,我不用担心生锈,只有旧车才需要考 虑!”虽然许多消费者可能会同意此说法,但是如果汽车制 造商没有采取适当步骤来防止新车腐蚀,那么他们可能会遭 遇当头一棒。没有汽车制造商希望这样的事发生,在社交媒 体时代,仅仅只是少数生锈的零件和不满的客户就足以导致 一波失望浪潮,这甚至会损害原本坚实的品牌声誉。

许多汽车零部件都可能会受到环境因素的影响,其中侧 门铰链是最易受腐蚀风险影响的零部件。在铰链中(如图 1 中的红色所示),位于铰链两半之间的滑动轴承是影响生锈 的重要因素。

图 1:冲压汽车侧门铰 链示例

问题的根源可追溯到装配过程。轴承在此过程中起着重 要作用,在通过 e-painting(“电泳涂装”的简称)对车身涂 漆时,铰链必须让车门保持在打开状态。电泳涂装是许多汽 车制造商的首选方法,因为它能够对喷射枪难以接近的盲区 进行处理。

如果在电泳涂装中使用轴承,那么它必须导电来让电流 通过铰链,以此确保一致的涂装表面。但是,如果整个轴承 滑动面完全导电会导致另一个问题 —— 漆面会跨越配合部 件,形成“漆桥”。在这些部件首次移动时,漆桥会断裂, 使得油漆剥落,继而导致腐蚀。要消除漆桥,汽车制造商可 以选择非导电滑动面上有导电开口凸起的轴承。它使配合部件导电,同时又能避免轴承滑动面上漆。

另一个问题由青铜导致。多数铰链轴承都含有青铜,此 材料会加快红锈的出现。此效应称为接触腐蚀或电化学腐蚀。 要解决此问题,可以通过更新材料成分。例如通过去除青铜 并将轴承的钢背层替换为铝包钢,轴承可以实现卓越的抗腐 蚀性能。这种材料组合利用了钢的高负载能力,又具有铝优 良的抗腐蚀性。

此解决方案在盐雾试验箱中可以超过 1000 小 时而不产生红锈,超过了大多数汽车在其使用寿命中盐雾要 求时间。 此解决方案背后的原理是化学作用。红锈是由铁与空气 中的氧和环境中的水分反应而导致的 —— 简而言之,就是氧 化。不太活泼金属与活泼的元素相比,更不易于氧化。由于 阴极保护作用,较不活泼的钢层受到活泼的铝层的保护。简 单地说,铝层要比钢更易于腐蚀,因此充当了牺牲层。这个 过程会在铝表面形成一层三氧化二铝的钝化膜,它可以提供 进一步的保护。

由于铝与锌镍合金之间的电极电位具有高亲和性,这种 特殊技术非常适合使用锌镍涂层座孔的应用。诸如圣戈班等 一些汽车行业供应商就利用此这一原理来防止腐蚀,即便在 最小的零件中也可以消除电位腐蚀,从而对整个系统产生重 大影响。

以车门铰链中使用的轴承为例:原本易于产生红锈的钢 背层可以包裹一层铝作为防腐蚀方法,如下面的解决方案所 示。在特定应用需要提高尺寸精度的情况下,还可以增加延 展拉伸的铝合金网, 通过整形达到更高的 尺寸精度并确保能实 现极大的耐腐蚀性。

对于不涂漆的应 用,铰链轴承应根据 需要选择耐腐蚀处理 的轴承,以避免轴承 故障并保护汽车制造 商免受红锈不良后果 的影响。

今后,只要汽车 制造商从一开始就采 取必要步骤来保护他们的产品以及品牌声誉,汽车购买者应 该不需要再担心汽车铰链发生腐蚀。对于将来的汽车购买者, 红锈可能很快会真正成为历史。

 

 

□ 作者: Alfred J. Lethbridge 博士,圣戈班 NVH 专家

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