摘要：整車防腐性能的正向設計開發與驗證有益于提升車型品質、市場競爭力與品牌的美譽度，對于國內車企構建全球競爭力、推動品牌向上發展至關重要。文章提出了整車、系統與部件、材料與工藝三個層級的防腐性能“金字塔”模型與“V字形”工作推進策略，論述了法律法規、環境因素及腐蝕質保對整車防腐目標設定的影響，詳細剖析了系統與部件、材料與工藝等產品開發全過程的設計要點及遵循的基本原則，并根據白車身典型零部件腐蝕風險劃分等級給出鍍鋅鋼板選擇建議。希望能為整車防腐性能正向設計開發與驗證提供借鑒與參考，促進質量提升。

關鍵詞：防腐性能；正向設計；控制策略；核心要點

近年來，隨著國內汽車產業的飛速發展，汽車產銷量與人均保有量的穩步提升，已經成為人們出行必不可少的交通工具，其安全性與可靠性能越來越受到關注。根據中汽數據對2010年至2023年間汽車售后市場腐蝕投訴與召回數據的研究顯示，涉及腐蝕質量問題的投訴案例已累計超過2.88萬宗，投訴率為49宗/百萬輛，位居汽車投訴排行榜前五位。由此可見，防腐性能作為衡量車輛安全與可靠屬性的關鍵指標之一，在用戶購車和使用過程中已經成為人們關注和考量的重要因素，用于判別車型質量的好壞。

此外，由于整車防腐問題往往具有延遲效應，一旦出現整車防腐性能問題，不僅會使整車企業產生直接且巨額的經濟損失，還會嚴重影響汽車品牌的美譽度，削弱車企的市場競爭力。國家市場監督管理總局缺陷產品管理中心公布的召回信息顯示，因腐蝕問題引起的召回達到134起，涉及781萬余輛汽車、54個品牌、100余種車型[1]。2013年“3·15”晚會曝光了國內某品牌汽車車身銹穿問題，導致召回。這是國內第一次因整車防腐問題導致的召回事件，引發了國內車企對整車防腐性能的關注與重視。

因此，對于國內整車企業而言，做好整車防腐性能的正向設計開發及驗證有益于提升車型品質與品牌的美譽度，進而提升車企的市場競爭力，是中國車企在激烈的市場競爭中脫穎而出，構建全球競爭力、推動汽車品牌向上發展必須跨越的一道鴻溝。

1. 控制策略

整車防腐性能正向設計開發與驗證可遵循頂層設計、逐級分解，由點到面的管控原則，以實現目標達成并從根源上規避因設計原因而產生的腐蝕問題。筆者結合多個車型防腐性能設計開發與驗證工作經驗，提出整車防腐性能“金字塔”模型和“V字形”工作推進策略，詳細參見圖1。其核心工作思路與流程可分為：整車防腐目標設定—系統與部件防腐性能指標分解（形成防腐件管控清單）—系統與部件防腐方案設計（結構、材料與工藝）—防腐關注件材料及表面處理供應商管控—材料與工藝級防腐性能驗證—系統與部件防腐設計驗證—整車強化腐蝕試驗驗證。結合整車開發流程將防腐性能管控拆分為整車、系統與部件、材料與工藝三個層級，三者互為支撐且環環相扣，構建起整車防腐性能正向設計開發與驗證的工作體系。

圖1 整車防腐性能“金字塔”模型與“V字形”工作策略

2. 核心要點剖析

防腐性能正向設計開發與驗證的核心要點主要體現在以下三個方面：1）整車防腐目標設定及指標分解。整車防腐性能目標設定將直接影響系統與部件級防腐性能的分解指標，以及系統與部件級防腐設計方案（結構、材料與工藝）。結合車型市場定位、防腐質保年限、地方性法規要求與腐蝕環境差異等因素，合理、準確地進行整車防腐性能目標設定對于車型防腐性能開發十分重要。2）系統與部件的設計及選材方案的制定。通過車企腐蝕數據庫構建與應用、標桿車型防腐性能對標分析、零部件腐蝕問題再發防止清單校核等方式，掌握零部件結構設計、表面處理工藝與材料選型對防腐性能的影響。以其指導系統與部件的防腐性能設計，并向零部件供應商推薦低成本、高性能的防腐材料，從而掌握系統與部件防腐性能正向設計的主動權。3）開展系統且完善的防腐試驗驗證。基于企業、行業、國家及國際標準，按照材料與工藝級—系統與零部件級—整車級的防腐性能試驗驗證順序，系統地開展并實施防腐性能驗證，以確保整車的防腐性能符合設計目標要求。

整車防腐性能正向設計開發與驗證的工作開展與推進，需要強有力的汽車防腐蝕標準體系作為基礎支撐和保障。榮勝軍等[2]介紹了汽車防腐蝕標準體系創建的全過程和要點；宋海林等[3]介紹了通用汽車防腐蝕標準體系架構，本文不再贅述。

2.1 整車防腐目標設定及指標分解

整車防腐性能目標的設定應基于車型市場定位，結合銷售市場的腐蝕法規、整車防腐質保年限，并充分考慮腐蝕環境影響因素。整車防腐性能目標設定完成后，可基于企業防腐標準與體系文件，結合腐蝕數據庫、標桿車型防腐性能對標分析報告與腐蝕問題再發防止清單，將指標分解至各系統及零部件，以指導產品防腐性能設計開發工作。待系統及零部件防腐性能通過相關試驗驗證后，再搭載整車進行強化腐蝕試驗驗證，并作為防腐性能目標驗收的最終依據。整車強化腐蝕及評價標準可參照《乘用車強化腐蝕試驗方法》（QC/T 732—2005）標準要求執行，整車防腐目標設定主要影響因素有以下三個方面。

2.1.1 法規要求

為了保護消費者利益，減少環保方面的壓力，一些國家和地區制定了汽車的腐蝕政策法規要求，以此來提高整車的防銹水平[4]。部分歐洲汽車型式認證法規中明確規定，新車必須符合特定的耐蝕性能要求，以確保它們的結構和外觀在使用壽命內安全和可靠，才能將其引入市場。因此，整車防腐目標設定應充分考慮目標市場的腐蝕相關法律法規，并將其作為最低設計門檻。當前國內尚未出臺整車防腐性能的強制法規，但是當設計車型需要出口到國外時，尤其是美國、歐盟等發達國家和地區，需要充分識別出口地區的法律法規，并將其納入防腐性能設計開發及驗證的范圍，以規避因整車腐蝕性能不滿足法規要求而導致的懲處。張瑾等[5]已經詳細研究美國、日本、英國等國家腐蝕質保的管理模式和管理要求，本文不再贅述。

2.1.2 環境因素

環境是影響整車腐蝕速率的重要外部因素[6]，因而需要在整車防腐性能目標設定及指標分解時予以充分考慮，各項環境因子對腐蝕的影響說明如表1所示。充分考慮全球大氣環境與道路條件對整車腐蝕的影響，一般可將全球200多個國家和地區劃分為輕微、中等與嚴重共計三種腐蝕等級；其中，中國、東盟與非洲等屬于輕微腐蝕等級，非歐盟國家及東歐地區、中美洲、南美洲、大洋洲、中東地區等屬于中等腐蝕等級，歐盟、英國與北美洲等屬于嚴重腐蝕等級。車型設計開發時，應充分考慮車輛銷售市場的環境腐蝕等級，并基于腐蝕環境條件最嚴苛的原則設定整車防腐目標，以確保開發車型滿足所有銷售市場的防腐需求。

表1 影響汽車腐蝕的環境因素

2.1.3 腐蝕質保

隨著整車腐蝕問題頻發，以及消費者對車輛腐蝕性能關注度的日益提升， 2013年10月1日，國家質量監督檢驗檢疫總局出臺了《家用汽車產品修理、更換、退貨責任制規定》，規定國內生產、銷售家用汽車產品的修理、更換、退貨（簡稱“三包”）責任。明確規定家用汽車產品的包修期限不低于3年或行駛里程6萬公里，以先到為準。為了提升車型的市場競爭力，車企在 “三包”手冊中給定的整車防腐質保期限往往會高于“三包”基本要求。閆會杰等[4]調研了國內外乘用車防腐基本要求，結果見表2。

表2 國內外乘用車防腐保修基本要求

整車腐蝕質保作為滿足用戶的基本性能需求，在整車防腐目標設定時應予以充分考慮與關注。制定合適的整車防腐性能目標，對于在滿足用戶防腐性能需求的前提條件下，平衡腐蝕投入成本十分重要。此外，整車防腐性能正向設計開發時，還應考慮用戶群體對腐蝕性能敏感度差異的影響。對于出口車型，尤其美國、歐盟等發達國家和地區，由于用戶群體對整車腐蝕性能的關注度與敏感度較高，需要引起車企的高度關注并制定有效應對措施。

2.2 系統與部件級防腐性能設計開發及驗證

整車防腐性能指標分解至系統及零部件后，基于企業零部件防腐標準，結合腐蝕數據庫、零部件防腐設計開發經驗與腐蝕問題再發防止清單，以指導系統與部件級防腐性能設計開發及驗證工作。待產品材料與工藝級防腐性能通過相關試驗驗證后，再開展系統與部件級防腐性能試驗驗證（一般為產品級中性、酸性與銅加速鹽霧試驗），并作為產品防腐性能設計驗收的判定依據。

系統及零部件在設計過程中應充分考慮腐蝕屬性，尤其是車身、底盤與動力系統等承載結構零件。系統與部件級防腐設計遵循以下原則：1）設計預留足夠的“腐蝕余量”。產品按照最嚴苛的腐蝕環境和最惡劣的工況條件進行腐蝕性能設計，充分考慮高溫、石擊與鹽水等極端工況，并進行必要的防護設計，以降低腐蝕風險。2）優異的防腐結構設計。采取避免搭接設計產生縫隙，減少部件承受拉應力且避免應力集中，避免產生封閉型腔等有效防腐設計措施。3）合適的密封防護設計。對于車身涉水區域合理采用點焊密封膠、焊縫密封膠與空腔蠟等密封防護措施，最大程度地對零件進行防護[7]。

2.3 材料與工藝級防腐性能設計開發及驗證

系統與部件級防腐性能設計方案制定完成之后，基于表面處理標準體系與零部件設計選材規范，結合腐蝕數據庫、零部件防腐設計開發經驗與腐蝕問題再發防止清單，以指導產品材料與工藝級防腐性能設計開發及驗證工作。產品的材料與工藝參數作為整車防腐性能的基石，在車型設計與開發過程中應對防腐關重件形成管控清單。通過材料及表面處理供應商認可、材料工藝凍結資料簽訂、一致性抽查與審核等管控方式，加強對原材料及表面處理供應商的控制，保證整車的防腐目標達成。

材料與工藝級防腐性能設計開發及驗證過程中，應基于企業當前的零部件及表面處理供應商體系，結合材料與工藝級防腐標準，制定零部件設備選材及表面處理技術方案并進行充分試驗驗證。材料與工藝級防腐性能設計開發遵循以下原則：1）同等情況下選擇防腐性能更好的材料。如加油口蓋、后視鏡支座、左右翼子板等零部件在保證功能的前提下，盡量選用非金屬材料、鋁合金和復合材料。2）選擇合適的表面處理方式及必要的涂膠防護。如白車身采用陰極電泳漆，車身底部采用抗石擊涂料等。3）規避電偶腐蝕風險。在異種金屬連接處采取有效的隔絕措施（如涂膠），或者設計時盡量選用電位相近的金屬材料。

白車身作為整車防腐性能正向設計開發及驗證工作推進過程中的關鍵與重要子系統，其材料與工藝方案的制定對整車防腐性能目標達成至關重要。當前白車身采用電泳漆防銹的生產工藝已成行業普遍共識，原材料是否選用鍍鋅鋼板可遵循以下策略。

白車身可劃分為干區與濕區兩個部分（見圖2），結合白車身在服役時的環境腐蝕工況，將零部件劃分為高、中、低三種腐蝕風險等級。白車身設計開發時綜合考慮車型定位、銷售市場環境與腐蝕質保等因素，遵循高、中腐蝕風險等級采用鍍鋅板，低腐蝕風險等級采用非鍍鋅板的基本原則，開展防腐設計選材工作，詳細如表3所示。

表3 白車身腐蝕風險等級劃分及典型零件選材建議

圖2 白車身干濕分區示意圖

3. 結束語

本文創造性地提出整車防腐性能“金字塔”模型和“V字形”工作推進策略，從設計源頭建立涵蓋整車、系統與部件、材料與工藝三個層級的防腐控制體系，三者之間環環相扣且互為支撐，以實現目標達成，并從根源上規避因設計原因而產生的腐蝕問題。其核心工作思路與流程可分為：整車防腐目標設定—系統與部件防腐性能指標分解（形成防腐件管控清單）—系統與部件防腐方案設計（結構、材料與工藝）—防腐關注件材料及表面處理供應商管控—材料與工藝級防腐性能驗證—系統與部件防腐設計驗證—整車強化腐蝕試驗驗證。整車防腐性能正向設計開發與驗證時，可參照整車級、系統與部件級、材料與工藝級防腐性能設計與驗證的核心要點，并結合企業自身的實際情況進行管控。此外，文章還給出了整車防腐目標設定、系統與部件防腐性能設計、材料與工藝開發應該遵循的基本原則，希望能為整車防腐性能正向設計開發及驗證提供借鑒與參考，促進質量提升。

來源：期刊-《汽車實用技術》作者：何家志，王斌，王德遠，劉春林（重慶睿藍汽車研究院有限公司，重慶 401122）