摩托车腐蚀发霉机理分析

  随着近年来摩托车产销量的不断增加,运、储环节的成品车数量也同步增长。在此环节中,有些商家反应,部分成品车开箱销售时有发霉现象,特别是南方潮湿地区更易发生,这在一定程度上给销售带来了负面影响。对于这类腐蚀霉变问题,经销商认为属生产企业制造标准问题,是整车防腐性能欠佳;而生产企业则认为零部件防腐性能均已达标,应属运输仓储过程中的问题。下面本人结合近年来调查处理过的几起整车腐蚀发霉事件,对此类问题的具体表现及产生机理进行分析和探讨。

  1    一般来讲,摩托车腐蚀发霉现象按具体腐蚀特征均可定性为“整车广泛性腐蚀”,具体表现为:铝合金件最易腐蚀、镀锌件容易腐蚀、钢铁件(主要是夹缝及压紧部位)部分生锈及其它件(塑料件、条码纸等)部分发霉等。基于整车广泛性腐蚀霉变的事实,应对以下几点特别注意:

  a)如果是制造标准问题,即零部件防腐性能欠佳:那在同一辆车上,不同材质、不同类型的零部件同时出现腐蚀霉变现象,而且均发生在潮湿季节(主要集中在3~6月份),这似乎也不可能。由于摩托车制造业是一个配套组装性质的行业,一般60%以上的零部件需依靠外协提供,如果是整车零部件标准的问题,自制件及分布在全国不同地区的配套件均选择在这个时段、同一台车上出现质量问题显然解释不通。

  b)还有人认为:铝合金件既然已经做了氧化处理,就应该防止腐蚀霉变的发生,现在出现了这种情况,那可能是氧化处理工艺(铝合金的氧化处理工艺只是在铝合金表面生成一种性能有限的防护膜,其耐蚀性能根本无法与涂装层或电镀层相比)或质量有问题。

  c)腐蚀霉变现象较普遍,其中铝合金件、镀锌件较严重,其它件稍轻。特别是只经过铬化工艺处理的零件,防护膜只能起到有限的防护性能,从而腐蚀较为严重。如近期广东梅州反馈的2辆GN车,其发动机箱体、盖类均为涂装件,从外表看涂装件均无问题,而发生腐蚀霉变的主要部位是发动机上的相关配套件、标准件及轮毂等。

  d)摩托车成品车运储环节存在问题:腐蚀霉变车的外包装大多有明显的被雨水淋过的痕迹,纸箱有变形、霉烂、水印、污迹等现象;内部技术条发霉,木条与纸箱接触处有明显粘纸痕和霉斑。部分外包装没有水淋痕迹的车也发生霉变,但其左右或上下必定有被水淋湿的其它包装箱,属间接受害。

  因此,从腐蚀情况看,产生摩托车腐蚀的原因为“电化学腐蚀”,而运储过程遭受雨水淋湿,只是提供了电化学腐蚀的一个必要条件:电解质溶液。

  2    金属腐蚀学相关原理

  金属腐蚀为:金属材料受到周围介质(或环境)的化学作用或电化学作用而引起的破坏称金属腐蚀,这种周围介质包括气态或液态。金属的耐蚀性(也称腐蚀稳定性或抗蚀性)主要由以下3个方面决定:1)金属本身:分子结构、化学特性、电极电位等;2)介质特性:周围介质的化学特性、浓度等;3)环境条件:环境温度、湿度、密封性等。

  也就是说,金属的耐蚀性取决于金属本身、介质、环境3方面的综合制约,单纯靠提高金属本身的固有特性来提高耐蚀性是不现实的,应综合考虑。

  a)金属腐蚀从机理上可分为2种类型:1)化学腐蚀,按照多相反应化学动力学的基本规律进行,腐蚀过程不产生电流,主要指干燥气体中的腐蚀和非电解液溶液中的腐蚀;2)电化学腐蚀,按照电化学反应动力学的规律进行,腐蚀过程中在金属与介质之间产生电流。腐蚀介质包括电解液溶液、天然水、潮湿气体等,一般情况下,金属腐蚀均遵循电化学腐蚀的原理。

  b)针对整车腐蚀中,铝合金件及镀锌件易腐蚀的情况,从电化学腐蚀机理方面解释:1)铝合金件:电化学腐蚀类型主要为接触腐蚀(电偶腐蚀),即2种或2种以上的金属在电解质溶液中,直接接触或通过结构中的导电体构成回路时,由于各种金属的电极电位不同,存在电位差,因而产生电偶电流,偶对中的阳极比未偶接时腐蚀得要快。铝合金件属多元金属,主要为铝、锌、铜等,电极电位均不相同,在电解质环境中,形成无数个微电池,发生电偶腐蚀,反应速度呈几何倍数增长。2)镀锌件:镀锌的主要功能是防腐蚀作用,但防腐机理却是牺牲阳极(溶解阳极)。锌属电负性较强的金属,镀锌层对于一般作为基体的钢铁件来说,在潮湿环境中相当于一个短路电池的阳极,而钢铁基体则为阴极,其保护机理就是牺牲阳极的阴极保护,即依靠阳极(镀锌层)的不断溶解(腐蚀)来达到保护阴极(钢铁件)的目的。在电解质溶液中,阳极(镀锌层)溶解速度急骤加速,即镀锌层的腐蚀加速。

  3    潮湿环境中的腐蚀

  在近几年的摩托车腐蚀霉变案例中,也出现过这种情况:没有被水淋湿的痕迹,但同样也出现腐蚀现象,只是程度稍轻而已。经过观察分析,主要原因还是潮湿环境所致。

  从机理上分析,在相对温度大于65%时,金属表面通过毛细吸附作用会产生一层均匀而细薄的水膜,再加上温度的周期性变化,会形成凝露,继而形成微电池,属电化学腐蚀。因为此种凝露现象所形成的电解液,在浓度方面较直接淋雨而形成的电解液酸性低,体积(或数量)较小,分布均匀,所以腐蚀程度较轻。

  4    解决问题的方向

  从金属腐蚀学理论分析,决定金属耐蚀性的因素有3个,即金属本身、介质特性和环境条件。要解决摩托车成品车腐蚀霉变问题,如从以下方面考虑。

  a)提高零部件的耐蚀性;即全面提高盐雾试验的等级、全部铝合金件增加涂装层、原有涂装层加厚、电镀件增加镀层厚度、改变镀种等,不仅会大幅度提高成本,还不一定能解决根本问题。

  b)改变整车周围介质特性:所有腐蚀霉变车都直接或间接受到了雨淋,雨水提供了产生电化学腐蚀介质的“电解液”,那防止雨淋或受潮、阻止电解液的提供,可有效减缓电化学腐蚀的发生,防止整车腐蚀霉变,从腐蚀学机理上讲是最有效的方法。

  c)环境条件:环境条件决定着介质特性,自然温度和湿度无法调控,但可以改善。从行业运输实际情况考察,完全杜绝商品车在运储过程中淋雨似乎也不可能,如果商品车淋了雨、进了水,形成了电解液,但如果存储环境得到改善,通风性好,很快水气就蒸发掉,也会有效阻止电化学腐蚀的发生。

  另外,如果改变现有整车包装方式,采用全密封+干燥剂的包装方法,会涉及多数企业现行包装作业方式的重大改变。综合而论,对于摩托车商品车在运储环节产生腐蚀霉变问题,需要有一个正确的判定和分析,以便更有效地予以防止和解决。(摩托车技术)