萬鋒

摘 要：伴隨著車輛數(shù)目的迅速增長，石油能源需求日益增加，節(jié)能減排更是成為了當前社會的大事，而要降低車輛的油耗勢必需要對車身的重量進行減輕，因此汽車輕量化便呼之欲出，導致了汽車車身的塑料制品呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢。據不完全統(tǒng)計，世界上運用于汽車制造業(yè)每年的聚丙烯消耗量已經超過了45萬噸，在西方國家里面有超過了95%的汽車以聚丙烯作為前后保險杠的原材料進行制造。塑料制成的這些零部件能夠很好地滿足車身輕便、美觀以及車身體驗的舒適度等要求，當然，他們同樣需要經受汽車的性能試驗，且必須試驗過關。本文對車輛的塑料外飾飾件進行了化學腐蝕以及溫度影響兩個角度的探討。

關鍵詞：汽車外飾;塑料件;化學腐蝕;溫度

1 鍍層性能化學腐蝕

1.1 進行鍍層化學腐蝕研究的原因

鍍層的性能是否良好直接影響著汽車塑料外飾的品質和性能。外飾分布的區(qū)域都是屬于長期暴露的區(qū)域，其是否具有良好的耐腐蝕性的使用的持久性很大程度上取決于涂層性能。因此，我們需要對一些汽車塑料外飾進行研究，找出為什么會降低耐腐蝕性的原因，為汽車外飾的耐腐蝕性能力提升和鍍層的電鍍工藝提供強有力的理論支撐。

1.2 試驗

1.2.1 工藝流程

目前所采用的車輛塑料外飾部件電鍍工藝具體步驟如下：

①熱浸除油，②鉻酸粗化，③鉻酸還原，④鈀活化，⑤解膠，⑥化學鍍鎳，⑦預鍍鎳，⑧光亮鍍銅，⑩半光亮鎳，光亮鎳，鎳封，六價鉻。

工藝步驟中一些要求：①進行半光亮鎳電鍍的工藝要求需要控制在55攝氏度，電鍍時長控制在25分鐘，電流密度工藝要求為3A/d2;②進行光亮鎳電鍍的工藝要求需要控制在55攝氏度，電鍍時長控制在20分鐘，電流密度工藝要求為4A/d2;③進行鎳封的工藝要求需要控制在55攝氏度，電鍍時長控制在4分鐘，電流密度工藝要求為3A/d2;④進行六價鉻的工藝要求需要控制在40攝氏度，電鍍時長控制在3分鐘，電流密度工藝要求為10A/d2。

1.2.2 測試方法

以ASTMB368-09作為標準依據，對汽車塑料外飾樣品開展鹽霧試驗。鹽水的構成成分：氯化鈉50，氧化銅0.26克/升，冰醋酸1.5毫升/升，控制酸堿度pH值為3.2。使用80立方厘米的收集器進行收集采樣，取樣速度控制在1～2毫升/小時;同時保證試驗箱為恒溫狀態(tài)，恒溫溫度控制在49攝氏度。保持被試樣品與垂直方向的夾角為25°，試驗時間持續(xù)48小時，待試驗結束后取樣并進行評級。

對樣品進行切片放置于顯微鏡下進行觀察，記錄鍍層表面詳細的腐蝕情況，同時運用相關技術對切片的各個鍍層進行精確測量，并根據ASTMB456-11的標準要求對鍍層的活性進行測量。

1.3 試驗結果

1.3.1 腐蝕情況

在48小時的鹽腐蝕試驗后進行樣品的切面分析，分析結果如圖1所示。根據圖1可以很直觀的看到從六價鉻開始出現(xiàn)腐蝕點，并穿透鎳封進入了光亮鎳層，而腐蝕點并沒有在半光亮鎳層出現(xiàn)。根據這個結果初步判斷：鎳封沒有起到保護作用。鎳封沒有起到保護作用原因可能因為鎳封鍍層偏薄，鎳封和光亮鎳之間的電位差不夠或者鎳封微孔數(shù)不夠。

正常的腐蝕圖如圖2所示。根據圖2可很直觀地發(fā)現(xiàn)：腐蝕點集中與光亮鎳層之上，然而鎳封和六價鉻的鍍層均保持的相對完好，以肉眼根本觀察不出來有腐蝕現(xiàn)象。

1.3.2 鍍層之間電位差

表1將飾件鍍層之間的電位差進行了陳列。由表1可看出：飾件鍍層的厚度和鍍層之間的電位差符合要求要求。

1.3.3 鍍層活性點

鎳封是利用不導電的微粒分散腐蝕電流，防止腐蝕點的深入腐蝕，降低被腐蝕的情況，我們將腐蝕點稱之為活性點。通常來說，活性點越多，腐蝕點的深度和腐蝕點的范圍會更小，對于鹽霧試驗的結果將會更為理想。通過描繪此次被測試件鍍層的活性點顯微圖可知，被測飾件的數(shù)量嚴重偏低，不足3000個每平方厘米，沒有達到通用公司的企業(yè)標準5000個每平方厘米的標準，是導致鍍層耐腐蝕性差的主要因素。

2 溫度對外飾塑料件的影響

除了鍍層對腐蝕性有影響以外，溫度對于車輛外飾的腐蝕性和持久性也存在著很大的影響。全球范圍內各個地區(qū)溫度差異非常明顯，某些環(huán)境惡劣的區(qū)域晝夜溫差非常大，一旦塑料外飾失效，將極大地影響車輛性能，所以塑料外飾的耐溫性尤為重要。

2.1 溫度影響塑料飾件的原理

溫度對材料性能的影響主要體現(xiàn)在溫度對材料的化學反應速率的影響。當材料暴露在陽光下時，就會出現(xiàn)溫度對陽光的輻射作用，而且化學反應酶的活性隨著溫度升高變得更加活躍從而加快化學反應的速率。研究顯示，每升高10℃溫度，材料的化學反應速率就增加一倍。

同時溫度對于塑料的物理或化學變化地影響會進一步引起塑料飾件的變形和軟化，由于分子結構的改變其強度將會出現(xiàn)明顯下降。塑料膨脹系數(shù)通常要大于金屬的三到十倍，相較于金屬而言，塑料飾品的穩(wěn)定性更加的容易受到溫度影響，在經受溫度差異的急劇變化后其尺寸、形狀均發(fā)生變化，甚至于出現(xiàn)斷裂的異?，F(xiàn)象。

2.2 驗證方法

汽車塑料飾件通常可以分為兩種：一種是長期暴露型，直接與外部環(huán)境接觸，受到陽光的直射，溫度差異變化影響較大，保險杠、格柵等飾件都屬于此類;另一種不會直接暴露于外部環(huán)境中，溫度變化不是很大，特別是手太陽光直射的影響幾乎沒有。我們需要根據車輛運行的環(huán)境以及車輛塑料飾件的安裝部位，受溫度、陽光暴曬的程度，合理的進行分區(qū)分試驗條。對耐熱性、耐寒性、熱循環(huán)、老化等四種試驗進行測試分析與比較可知，作為必不可少的設備，溫度箱是主要用于維持高低溫狀態(tài)的設備。可以進行老化和溫度關系的試驗，其目的是通過提高溫度或輻射的進行性能部分的測試，現(xiàn)在通常采用氙弧燈光輻照，氙光的光線頻譜能夠營造出陽光直射玻璃上傳播的效果，過濾后的光氙燈光譜與自然光非常地接近，由于其操作非常簡單已經被廣泛地運用于模擬實驗。而碳弧燈在經歷了早期實驗使用過后，呈現(xiàn)出操作難度大且與太陽光光譜的偏差較大、能量分布不均勻等缺點，已經幾乎不再使用。

綜上所述，并以現(xiàn)有的各項試驗標準作為依據，對以上4種試驗進行對比分析。由我國耐高溫和耐低溫試驗相關要求的國家標準可知，當高溫在九十到一百攝氏度區(qū)間的時候以及低溫零下四十攝氏度左右，塑料將會出現(xiàn)不同程度的軟化和變脆，當試驗過程中高溫和低溫環(huán)境下能夠保持塑料飾件的各項功能完好，那么這便是合格的，能夠廣泛運用的材質。這些試驗數(shù)據都是經過了長期的，大范圍的試驗得出的，很好地符合了我國地域遼闊以及各區(qū)域差過大的客觀條件。

通過高低溫的循環(huán)試驗，當然這個也是一種相對苛刻的試驗，要求被試驗的材料需要具有很強的綜合穩(wěn)定性，能夠很好地校驗塑料飾件在經受循環(huán)的溫差變化后能否仍然具有正常使用的性能，是檢驗產品質量和性能的良好的方法。

3 結論

汽車的外部塑料裝飾基本上位于高暴露區(qū)域，必須要有良好性能的涂層，以滿足耐腐蝕和耐久性的要求。鍍層性能的好壞是評價汽車外飾塑料件性能的重要指標。塑料飾件材料的耐溫性也是其重要特性，它的高低溫特性直接影響塑料外飾的各項性能指標。文中比較了各種標準和條件下的試驗，我們可以根據不同的工況要求進行參考。同時，我們應該繼續(xù)加強對汽車塑料飾件耐腐蝕性能和溫度性能的研究，掌握更全、更有效的數(shù)據。

參考文獻：

[1]覃毅.汽車外飾塑料件的耐腐蝕失效分析[J].電鍍與環(huán)保，2019，（1）.

[2]田永.汽車外飾塑料零部件的耐溫性試驗評述[J].工藝材料，2009，（7）.

[3]李鵬，李康，胡治文.淺談汽車外飾塑料件涂料施工工藝和性能標準[J].現(xiàn)代涂料與涂裝.2010（01）.