当前,铝合金汽车板材料在国内汽车制造商中得到广泛应用,利用铝合金代替钢铁材料,可使汽车轻量化,汽车减轻1%,就可节省燃料0.6~1.0%,但是铝合金汽车板材料在加工生产、运输保存等过程中非常容易产生发霉的现象,主要表现为材料表面出现无规律随机分布的麻点,这种缺陷擦拭不掉,需打磨去除,严重影响产品质量。本文从铝合金汽车板材料发霉原因分析出发,再对铝合金汽车板材料发霉控制进行探讨。
1、前言
(相关资料图)
20世纪末,各个国家对于在汽车节能环保性能方面不断提出新要求,一场汽车轻量化浪潮从此展开。在汽车板材料方面,铝合金因其具有低密度、高强度等优势成为取代传统铜铁材料的首选。我国在铝合金汽车材料的研究与发展方面起步相对较晚,再加上资金壁垒以及铝合金板材料超高技术要求等因素制约,另外在生产上质量不稳定、产量较小,因此在铝合金板材料的应用上主要还是依赖进口,日本、欧美等是主要进口途径,整个物流配送流程周期较长,对于材料保存提出较高的要求,如果处理不妥使铝板材料产生发霉而严重影响产品质量。针对汽车铝板表面发霉现象,必须从材料的加工源头进行控制,同时在运输、保存过程中进行有效的预防。
2、铝合金汽车板材料发霉原因分析
2.1 铝合金汽车板材料加工过程中造成发霉的原因
2.1.1 加工中缓蚀剂使用不当
冷却、清洗、润滑处理不良因为铝合金板材料具有材质疏松的特点,加工中如果不正确使用缓蚀剂,冷却、清洗以及润滑处理不当,那么在铝合金汽车板材料产品生产后,极容易促使材料中的铝与空气中的酸碱等物质发生自燃氧化,生成霉斑。如果不加以控制,那么发霉情况就会越来越严重。投入使用时会影响质量甚至报废。
2.1.2 加工过烧导致发霉腐蚀
如果在铝合金板材的加工过程中发生过烧情况就会使铝合金材料内部组织发生差异化,极容易产生晶间腐蚀。在实施淬火热处理时,如果冷却速度不能够保证生产固溶体和单相过饱,这不但使铝合金力学性能下降,同时也大大增加了产品的腐蚀性,最终形成晶间腐蚀。所谓晶间腐蚀是发霉的一种,呈现网络状,此种腐蚀用肉眼是看不到的,它对铝合金材料板重量不会发生任何破坏,但它是破坏晶粒和晶界之间的结合力,从而使力学性能下降,这样的铝合金材料如果投入使用,将会给汽车带来严重质量问题。
2.1.3 加工过程中铝合金材料表面残留乳化液迹、油迹、水迹
在加工过程中,如果铝合金材料表面残留乳化液迹、油迹、水迹,在强高温的作用下,铝合金材料表面就会出现轻微的化学发霉腐蚀。如果发霉腐蚀不严重那么在进行预处理时可以清除掉;如果发霉腐蚀严重,那么将无法控制,甚至会使材料报废。表面残留乳化液迹、油迹、水迹的铝合金材料哪怕没有立即显现发霉腐蚀,但是已经形成发霉的隐性基因,也就是在后续保存、运输以及使用过程中极容易发霉腐蚀。
2.2 铝合金汽车板材料外部环境造成发霉的原因
2.2.1 自然气候的原因
对于铝合金汽车板材料来说,其本身就具有很强的腐蚀敏感性,这样无论在运输还是保存的过程中,如果遇见空气中有害气体增加、阴雨潮湿等等天气,那么铝合金汽车板材料发霉的几率会大大增加。
2.2.2 运输过程中的原因
对于我国汽车行业来说,主要的铝板生产厂商还是以国外为主,整个物流配送流程周期较长,对于铝板材料保存提出较高的要求。如果在运输过程中保存不当,那么非常容易出现发霉的现象。这是因为运输过程中铝板非常容易造成彼此摩擦、型材表面的杂质以及空气中的水分形成电位差电极电池,从而出现材料发霉的现象。
2.2.3 储存的原因
对于铝合金汽车板材料来说,良好的储存环境至关重要。如果所储存的环境过于潮湿或者说酸碱物质过多,就容易出现发霉的现象。另外,在储存中没有做封闭处理,那么铝合金材料表面非常容易被空气氧化,从而形成阳极氧化膜,阳极氧化膜的特点是呈蜂窝状、多孔,并且空气中的腐蚀介质极容易被其吸附,进入阳极氧化膜孔中,大大增加了发霉几率。通过封闭储存可以封闭氧化膜的微孔,有效避免发霉。
3、 铝合金汽车板材料发霉控制
3.1 对于铝合金汽车板材料发霉加工过程中的控制
3.1.1 加工中有效利用切削液
加工中如果不正确使用缓蚀剂,冷却、清洗以及润滑处理不当,那么在铝合金汽车板材料运输中,铝板容易与空气中的酸碱等物质发生自燃氧化,生成霉斑。切削液就是加工过程中的缓蚀剂,可以有效对铝板产品加工进行冷却、清洗、润滑。有效的利用切削液主要应该注意一下几点∶
切削液稀释控制的比例应该控制在1∶10--1∶20.稀释过程中对于水的要求非常严格,水温切不可过低,如果水温过低非常容易形成胶状物质,难以进行溶解,对于乳化切削溶液的配置非常不利。
对于乳化切削液PH值的控制也是至关重要的,如果PH值有偏差,那么切削液缓蚀剂的作用就无法发挥。一般PH值控制在8.5左右。
3.1.2 防止加工过程中出现加工过热现象
在实施淬火热处理时,如果冷却速度不能够保证生产固溶体和单相过饱,导致在铝合金汽车板材料运输过程中容易出现发霉腐蚀。预防这种现象的措施是,在实施淬火热处理时,首先保证淬火水质的清洁度,要定期更换新水,主要目的是加快其冷却速度,将其温度必须控制在40℃之下,这样的冷却速度就会构成一个单相过饱和固溶,可有效避免加工过热现象出现。
3.1.3 对于铝合金表面残留乳化液、油迹、水迹的控制
通过上文可知如果在加工过程中铝合金材料表面有乳化液、油迹、水迹等残留,那么产品保存、运输、使用过程中,极容易出现发霉腐蚀的现象。控制这种现象发生的措施是,在实施人工时效处理时,一定要保证在最短的时间内完成。
3.1.4 添加过渡元素提高铝合金汽车板材料抗发霉性能
对于铝合金汽车板材料来说,其本身就具有很强的腐蚀敏感性,再加上运输、使用过程中是必然要与腐蚀性介质接触的,如潮湿的水蒸气、大气等等,所以提高本身的抗腐蚀发霉能力是至关重要的。在铝合金汽车板材料中加入适当的过渡元素可以有效提高其抗腐蚀性,包括∶V、Zr、Ti、Cr、Mn等等。因为这些过渡元素都属于难熔金属,这对铝合金材料中结晶温度的提高非常有帮助,能促使铝合金化合物质点弥散,并且非常细小,最终形成纤维状组织。正是这种纤维状组织对铝合金汽车板材料抗腐蚀性能有重大帮助。
3.2 对于铝合金汽车板材料运输保存中发霉的控制
3.2.1 对铝合金汽车板材料进行有效的包装
通过对铝合金板材料有效包装,那么在运输过程中如果遇到有害气体增加、阴雨潮湿的天气也不用害怕,包装具有隔离作用,可以有效避免发霉现象的发生。另外,通过包装可以有效避免材料之间发生摩擦,也就避免了由于摩擦与型材表面的杂质以及空气中的水分形成电位差电极电池而形成的发霉。
(1)包装的要求。必须具备防震、防湿、防尘的功能。所用的包装材料一定要具有阻隔有害气体、光线、潮气、水分的作用。另外,避免选择酸性包装材料。
泡沫就是很好的包装材料选择,首先不具备酸性,同时还有一定的防震性。再有,在包装时,尽量选择单件包装,然后在进行集中封装,这样可以有效的避免彼此之间发生磨损。
(2)包装的方法。包装的主要材料包括气垫薄膜、泡沫塑料、兽毛填充橡胶材料等等。采用充气包装、真空包装、拉伸包装以及收缩包装的形式,有非常强的抗潮湿、抗雨水性。
(3)不断开发新的包装器具与材料。利用包装容器技术、各种复合技术,促进新的包装形式的出现,比如高能化的包装物、用少量材料实现做多种包装功能等等。
3.2.2 对铝合金汽车板材料进行有效的储存
一个良好的储存环境、储存管理制度对于铝合金汽车板材料来说至关重要。
(1)做好储存管理。当材料通过运输到达目的地之后,首先应该检验包装,查看材料质量情况,记录好每一批材料的状况,做好相应的储存维护以及资料保管。
(2)对于储存的要求。一定要保障养护经常化、存放系列化、仓库规范化,做好防潮、防尘、防火。数量清、规格清、材料清,这对铝合金汽车板材料定期状况检查非常有利。
(3)做好储存封闭。因为铝合金材料表面非常容易被空气氧化,所以极其容易发霉现象,所以封闭就是要封闭氧化膜的微孔,使其表面活性降低。常用、有效的封闭方法包括∶有机物封闭法、低温封闭法、双重封闭法、水解金属盐封闭法、重铬酸盐封闭法、水合封闭法等等,封闭方法的选择要根据储存材料所在地的具体情况以及具体铝合金汽车板材料规格而定。
4、结语
随着汽车行业对环保、节能的重视,汽车自重减轻,减少废气排放、降低能耗、提高效益已是汽车制造商提高市场竞争力的主要途径。汽车铝合金板材料具有低密度、高强度的特点,可以使汽车得到轻量化的目的,但是在铝合金板材料加工、运输过程中极容易出现发霉的想象,严重影响材料的正常使用,因此必须采取措施加以控制。本文主要针对铝合金汽车板材料发霉原因进行分析,再对铝合金汽车板材料发霉控制进行探讨。