Защита от коррозии и облегчение транспортных средств

Облегчение транспортных средств означает использование самых легких материалов, подходящих для работы. изготовление транспортных средств. Уменьшая вес, производители стремятся создать автомобили с лучшей управляемостью и топливной экономичностью, чем их более тяжелые аналоги.

Некоторые используемые материалы создают проблемы с защитой от коррозии, поэтому при облегчении веса в автомобильной промышленности необходимо применять стратегию предотвращения коррозии.

Стратегия снижения веса материала

Более прочная сталь для элементов конструкции днища используется для уменьшения веса автомобиля. Поскольку мы выбираем более тонкую высокопрочную сталь вместо более толстой и более низкой марки прочности, значения жесткости могут быть скомпрометированы.

Использование более тонкой и более прочной стали помогает разработчикам добиться необходимого снижения веса. Тем не менее, коррозия становится проблемой, поскольку более тонкий кусок стали может выйти из строя по конструктивному принципу. Более тонкая сталь может подвергнуться коррозии быстрее за счет достижения критической толщины, при которой такие отказы могут произойти, по сравнению с более толстой сталью. Поэтому необходимы дополнительные меры по контролю коррозии, когда мы пытаемся добиться снижения веса за счет использования более тонкой стали.

За общую коррозионную стойкость отвечают четыре основных фактора:материал, конструкция, производственный процесс и последующее покрытие.

Типы коррозии:

Для элементов конструкции днища важны четыре типа коррозии:щелевая, точечная, гальваническая и косметическая. (Читайте также:8 наиболее распространенных типов коррозии металлов.)

Щелевая коррозия обычно ассоциируется с небольшими объемами застойного раствора или электролита, которые скапливаются в щелях суставов или в поверхностных отложениях и припарках.

Питтинговая коррозия представляет собой локализованное повреждение, которое обычно вызывается хлоридами по мере образования ямок, в результате чего поверхность становится шероховатой. Щелевая и точечная коррозия могут привести к перфорации стали и преждевременным функциональным отказам.

Гальваническая коррозия возникает при соприкосновении разнородных металлов. Например, алюминиевый компонент, соприкасающийся со стальным компонентом, может подвергнуться коррозии или может пожертвовать собой, чтобы защитить стальной компонент.

Коррозия, которая начинается на видимой поверхности автомобиля, обычно в местах с острыми краями или царапинами на последующем покрытии, называется косметической коррозией. . В большинстве случаев косметическая коррозия носит эстетический характер; однако впоследствии это может привести к более серьезным повреждениям, включая перфорацию.

Марки стали

Для автомобильных конструкционных компонентов доступны различные марки стали.

• Низкоуглеродистые, формуемые стали имеют предел текучести до 260 МПа.
• Стали, устойчивые к вмятинам, имеют предел текучести до 280 МПа.
• Высокопрочные стали имеют предел текучести до 830 МПа.
• Сверхвысокопрочные стали имеют предел прочности при растяжении до 1500 МПа.

Большинство этих типов стали могут поставляться с металлическим покрытием, таким как цинк, цинк-железо или алюминий, для усиления защиты от коррозии.

Покрытия

Конструкционные элементы днища обычно покрываются специальным покрытием, обеспечивающим первую линию защиты от коррозии. Обычно используемые покрытия включают конверсионное покрытие, воск-расплав, электроосаждение, металлическое, органическое покрытие, покрытие методом автоосаждения и порошковое покрытие. Фосфатные конверсионные покрытия используются для улучшения адгезии краски, тем самым косвенно повышая коррозионную стойкость

Покрытия, такие как базовое покрытие на основе эпоксидной смолы, за которым следует верхний слой на основе эпоксидной смолы, часто используются в коммерческих транспортных средствах.

Порошковые покрытия из эпоксидной, полиэфирной и гибридной смолы обычно используются для компонентов нижней части кузова. Недостатком порошковых покрытий является то, что их нельзя использовать внутри секций из-за проблем с доступом.

В случае колесных дисков необходимо нанести верхнее покрытие на акриловой основе поверх эпоксидного покрытия для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям. устойчивость к коррозии. (Читайте также:Как металлические покрытия защищают металлы от коррозии.)

Производственные процессы и рекомендации по проектированию

Днище автомобиля состоит из множества компонентов. Процессы, используемые для изготовления компонентов, и методы, используемые для соединения компонентов, оказывают значительное влияние на коррозионную стойкость днища. При проектировании деталей и соединений крайне важно обеспечить доступ покрытий к отдельным деталям и соединениям. Обычно отверстия предусмотрены в частях для доступа к покрытию и дренажа. Отверстия должны быть расположены так, чтобы не нарушалась целостность конструкции.

Обычно E-покрытие, которое используется для днища кузова, не может наносить покрытие на длинную замкнутую секцию. Одним из подходов к решению этой проблемы является наличие отверстий по всей длине секции. Покрытие, получаемое внутри секции, зависит от расположения, размера и частоты отверстий. Точно так же необходимы отверстия, чтобы расплавленный воск или порошок могли попасть в закрытую секцию.

Испытания на коррозию

Испытания на коррозию должны максимально точно имитировать условия эксплуатации в полевых условиях и могут быть разделены на два больших класса:ускоренные лабораторные испытания и полевые испытания. Лабораторные испытания могут включать испытания небольших образцов-купонов или испытания полностью собранного компонента. Полевые испытания могут включать испытания образцов, прикрепленных к транспортным средствам, прошедшим определенную продолжительность эксплуатации в полевых условиях. (См. также:Оценка коррозии:8 типов тестов, которые помогают инженерам.)

Заключение

Облегчение транспортных средств может использовать ряд методов. Когда это достигается за счет использования более легкой стали, это открывает двери для потенциальных проблем с коррозией. Предусматривая такую ​​возможность, зная о типах стали и коррозии, используя правильные покрытия в правильных местах и ​​гарантируя, что у вас есть надлежащие испытания, производители могут предотвратить проблемы с коррозией, преследующие их автомобили.