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汽车零部件“暂时性防锈技术”探讨与应用
2014-02-06 11:26:30 作者:中工联创国际装备制造研究中心 张晓刚 广阔 贾艳伟 田苗苗来源:
现代汽车由三万多个零部件组成,而其中百分之八十以上是金属材料。金属的一个重要问题就是锈蚀,金属零件一旦发生锈蚀,轻则影响美观,重则失去功能。“锈蚀猛如虎”,防锈成为汽车零部件制造者不可绕过的关键环节。

说到金属防锈,首先要介绍一下引起锈蚀的原因。金属表面发生了化学或电化学反应,使其变成了氧化状态,就是我们常说的“生锈”。引起生锈的原因有两个方面:内部因素,主要指材料本身的特性;外部因素,主要是所处的环境,水、温度、腐蚀性物质和机械杂质等。

防锈工作也分为两个方面:一是永久性防锈,从内部因素着手:改变内部结构,如添加耐蚀元素,不锈钢即是;表面覆盖保护膜如电镀和涂漆等;阴极保护法如镀锌(电化学反应时锌会首先发生锈蚀,而避免零件锈蚀)。一般来说,永久性防锈成本低效果好,比如车身外壳、发动机外壳等零部件的非工作面。永久性防锈技术相对比较成熟。在汽车工业中广泛应用。

二是暂时性防锈,从外部因素着手。有些零件是工作面,只是在工序间、运输和储存过程中暂时性防锈,永久性防锈措施会改变零件的性能,这时候就只能采取暂时性防锈措施。包括涂抹防锈油脂、用防锈纸和防锈膜包装、真空包装和气相防锈等。暂时性防锈措施是后来发展起来的,随着军事工业和冶金工业的崛起而发展,现在广泛应用于金属零部件制造业。

  汽车零部件的暂时性防锈主要是在两个主要环节:一是加工制造环节;二是储藏和运输环节。

加工制造环节

零件制造加工包括机械加工、冲压、热处理、表面处理、焊接、装配等环节。在这个过程中任何一个环节都需要采取防锈措施,一着不慎满盘皆输。这是非常难的环节,有些企业做了充分的防锈措施,依然出现锈蚀。这就要求企业用系统的防锈思维,站在生产加工的全局思考锈蚀原因和防锈对策。

据中工联创国际装备制造研究中心调查,目前国内只有一家防锈企业做得比较好,沈阳防锈包装材料有限责任公司,他们率先提出了“全流程防锈”理念,不但针对不同的加工过程,提供综合系统解决方案,而且擅长查找锈蚀难点,从而采取釜底抽薪的防锈措施。

零部件制造过程中产生锈蚀的基本原因为:加工方法或者加工介质选择不当; 结构设计或选材不合理;零件表面残留有腐蚀介质;落手拿取金属零件;零件未经防锈处理存放,收到潮气、灰尘或腐蚀性气体的作用;管理不善。

还有一个普遍被忽视的关键点,就是工序间的防锈管理。每个工序的防锈措施都做得很好,两道工序之间成为容易被忽视的盲点。

预防零部件工序间锈蚀的主要措施为:改善加工方法;采取对金属无腐蚀的加工介质;改进结构设计和合理选材;选用有效的清洗和临时性防锈措施;均衡生产、科学管理。

储存运输环节

在全球供应的形势下,汽车零部件生产出来后运到世界各地的工厂,需要储存和运输,从制造到使用间隔从几天到几年不等,这个过程中的防锈措施对保证零件的性能有至关重要的作用。储运过程的防锈根据储存时间、储运环境和拆封后的使用要求,采取防锈油、液、纸、膜和气相防锈等多种方式的组合防锈。怎样根据防锈要求既能保证质量又能最低成本完成,设计综合解决方案很重要,目前国内只有沈阳防锈有此实力。国内其他的防锈企业只能提供一种或几种产品。

汽车零部件在储运过程的锈蚀原因为:储运环境恶劣;防锈包装方法不合理;防锈包装材料的有效性不足;防锈包装工艺实施不准确;

汽车零部件在储运过程防锈措施为:控制储运环境,包括合理的库存环境(库房、运输工具)和有效的外部防护包装(保障内放部防锈、防水阻隔材料及其他功能材料发发挥作用);优化防锈包装方法(按GB4879进行合理的工艺设计,严格执行清洗—干燥—防锈—包装);保证防锈包装材料的有效性(从包装材料的选择、入厂检验与过程控制都要严格监控,保证严格按照使用说明操作);准确实施防锈包装工艺(制定防锈包装工艺规范、监督工艺执行的规范性、操作人员的技能培训)。

汽车四大部分零件防锈案例

汽车零件数万个,其中最核心的,最需要采取防锈措施的为发动机系统、传动系统(齿轮轴承变速箱)和各种冲压件、钣金件。这些系统防锈要求高,很多要求无油和免清洗防锈。这就需要运用气相防锈,即气相缓蚀剂VCI在常温能够持续缓慢的气化、挥发出来的缓蚀气体吸附在裸露的金属表面,形成一个到两个分子厚的稳定保护膜,能有效的防止氧气、湿气等环境气氛对金属的腐蚀。

文中选取沈阳防锈包装材料有限责任公司服务多家汽车整车及零部件企业的成功案例,向读者介绍一下汽车这四大部分的防锈解决方案。

1、发动机整机的气相防锈

发动机整机的储运过程中,需要采取必要的防锈措施,保证组装到汽车时性能如初。国内多家汽车发动机工厂采用此方法,效果优良,最初由沈阳防锈设计。

技术方案:气相防锈薄膜整体包装;内部补充气相防锈粉;飞轮盘处用气相防锈纸重点保护;标印部位用硬膜防锈由保护。

2、发动机零部件的气相防锈

发动机除了整机防锈之外,重要零部件在制造过程中对防锈的要求也非常高。下面介绍几种典型零件的防锈方案。

(1)缸体、缸盖、曲轮轴——出口海外
  要求:防锈期1年,含海运
  技术方案:水基清洗+干燥+涂水置换型防锈油+VCIF袋封

(2)缸体、缸盖、曲轮轴——序间防锈
  要求:短期防锈,操作方便
  技术方案:水基清洗+干燥+垫气相防锈纸+气相防锈膜密封

(3)活塞环——钢件
  要求:薄层油表面防护,免清洗
  技术方案:国内产品-采用超薄层防锈油,用复膜气相防锈纸包装
  出口产品-采用超薄层防锈油,用气相防锈膜袋包装

(4)飞轮盘——铸铁件
  要求:免清洗、无油防锈
  技术方案:采用水基防锈液处理,外包气相防锈薄膜并加气相防锈粉进行综合防锈处理,然后放入木箱中。在冬季,则取消气相防锈粉。
  特点:省却了清洗、除油工序,降低了综合成本。

3、汽车车身的冲压件的气相防锈

车身冲压件在序间短期存放期间如果不采取措施会发生锈蚀。
防锈要求:防锈期14天,不影响后续焊接、防锈罩可重复使用。
技术方案:气相防锈薄膜、气相防锈纸包装;操作方便,防锈效果安全可靠。
特点:解决了车身涂防锈油防护方法引起的涂装线清洗问题。

4、其他典型汽车零部件储运过程的气相防锈
 
同步器、差速器、离合器、万向节、轴承等
传动系统组件(MSB)——齿轮箱、传动轴、齿轮等
钢件、成品出口防锈,防锈期1年(含海运)
气相包装方案:采用超薄层防锈油进行表面防护;用气相防锈薄膜做内部密封防锈包装;大包装采用气相防锈纸或气相防锈粉加强防锈。

锈蚀和防锈的斗争是一场持续的拉锯战。防锈力量弱锈蚀破坏力就大;防锈力量强锈蚀损失就小。汽车制造企业只要了解造成锈蚀的原因,采取正确的防锈措施,锈蚀这头猛虎将会永远被关在笼子里。

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