Effectieve Corrosiepreventiestrategieën voor Lichtgewicht Voertuigontwerp

Lichtgewicht maken van voertuigen betekent dat de lichtste materialen die geschikt zijn voor de taak worden gebruikt bij de productie van voertuigen. Door lichtgewicht te maken, streven fabrikanten ernaar voertuigen te creëren die betere hantering en brandstofefficiëntie hebben dan hun zwaardere tegenhangers.

Sommige van de gebruikte materialen brengen uitdagingen met zich mee bij het voorkomen van corrosie, dus een corrosiepreventiestrategie moet worden geïmplementeerd bij het nastreven van lichtgewicht maken in de automobielindustrie.

Strategie voor Materiaalgewichtsreductie

Hogere sterkte staal voor onderbod-structurele componenten wordt gebruikt om het gewicht van een automobile te verminderen. Naarmate we kiezen voor dunner hoogsterkte staal in plaats van dikker, lagere sterkte kwaliteit, kunnen stijfheidswaarden in het geding komen.

Het gebruik van dunner, hogere sterkte staal helpt ontwerpers om de vereiste gewichtsreductie te bereiken. Echter, corrosie wordt een zorg aangezien een dunner stuk staal structureel kan faillen. Het dunne staal kan sneller door corrosie worden beïnvloed, door de kritieke dikte te bereiken waarop dergelijke storingen kunnen optreden, vergeleken met dikker staal. Daarom zijn extra maatregelen voor corrosiebeheersing nodig wanneer we proberen gewichtsreductie te bereiken door gebruik te maken van dunner staal.

Vier hoofdfactoren zijn verantwoordelijk voor de algehele corrosiebestendigheid: materiaal, ontwerp, productieproces en nacoating.

Soorten Corrosie:

Vier soorten corrosie zijn belangrijk in het geval van onderbod-structurele componenten: klemcorrosie, pittingscorrosie, galvanische corrosie en cosmetische corrosie. (Lees ook: De 8 Meest Voorkomende Soorten Metaalcorrosie.)

Klemcorrosie wordt normaal geassocieerd met kleine volumes stagnante oplossing of elektrolyt die vastzit in klemmen van verbindingen of in oppervlakteafzettingen en poultices.

Pittingscorrosie is een gelokaliseerde aanval, die over het algemeen wordt veroorzaakt door chloriden als putjes vormen, wat resulteert in een verrouwd oppervlak. Klem- en pittingscorrosie kunnen leiden tot perforatie van staal en vroege functionele storingen.

Galvanische corrosie treedt op wanneer ongelijke metalen in contact komen met elkaar. Bijvoorbeeld, een aluminiumcomponent in contact met een staalcomponent kan corroderen, of zichzelf offeren om de staalcomponent te beschermen.

Corrosie die begint op een zichtbaar oppervlak van een voertuig, meestal op scherpe plekken of schrammen in een nacoating, heet cosmetische corrosie. In de meeste gevallen is cosmetische corrosie esthetisch; het kan echter later leiden tot ernstigere schade, inclusief perforatie.

Staalkwaliteiten

Er zijn verschillende staalkwaliteiten beschikbaar voor automobilestructurele componenten.

• Laag-carboon, vormbare stalen hebben trekksterktes tot 260 MPa.
• Beulvaste stalen hebben trekksterktes tot 280 MPa.
• Hoogsterkte stalen hebben trekksterktes tot 830 MPa.
• Ultra hoogsterkte stalen hebben trekksterktes tot 1500 MPa.

De meeste van deze staalsoorten kunnen worden geleverd met een metallische coating, zoals zink, zink-ijzer of aluminium voor verbeterde corrosiebescherming.

Coatings

Onderbod-structurele componenten worden normaal gecoat om een eerste verdedigingslijn tegen corrosie te bieden. Veelgebruikte coatings zijn conversie, hot melt was, electrocoat, metallisch, organisch, autodepositie en poeder. Fosfaatconversiecoatings worden gebruikt om de hechting van verf te verbeteren, wat indirect de corrosiebestendigheid verbetert.

Coatings zoals een epoxy-gebaseerde basiscouche gevolgd door een epoxy-gebaseerde topcoat worden vaak gebruikt in bedrijfsvoertuigen.

Poedercoatings van epoxy, polyester en hybride zijn gangbaar voor onderbodcomponenten. Het nadeel van poedercoatings is dat ze niet binnenin secties gebruikt kunnen worden vanwege toegankelijkheidsproblemen.

In het wielrims, is een acrylaat-gebaseerde topcoat vereist over de epoxycoating voor betere weerbestendigheid, wat anders zou kunnen leiden tot witte kretaanslag op de coating en een verlies van corrosiebestendigheid. (Lees ook: Hoe Metallische Coatings Metalen Beschermen Tegen Corrosie.)

Productieprocessen en Ontwerpoverwegingen

Een voertuigonderbod wordt gemaakt door veel componenten te monteren. De processen die gebruikt worden om de componenten te produceren en de methoden die gebruikt worden om de componenten te verbinden, spelen een significante rol in de corrosiebestendigheid van een onderbod. Bij het ontwerpen van onderdelen en verbindingen is het van het grootste belang om ervoor te zorgen dat coatings toegang hebben tot individuele onderdelen en verbindingen. Normaal worden openingen in onderdelen voorzien voor coatingstoegang en drainage. De openingen moeten strategisch geplaatst zijn zodat er geen concessie aan structurele integriteit wordt gedaan.

Normaal heeft de E-coating die gebruikt wordt voor het onderbod niet de vermogen om een coating in een lange, gesloten sectie te werpen. Een aanpak om dit probleem op te lossen is om gaten langs de lengte van de sectie te hebben. De coating die binnenin de sectie bereikt, hangt af van de locatie, grootte en frequentie van de gaten. Op dezelfde manier zijn gaten vereist zodat inlaat van hot melt was of poeder in een gesloten sectie mogelijk is.

Corrosietesten

Corrosietesten moeten veldomstandigheden zo nauwkeurig mogelijk simuleren en kunnen in twee brede klassen worden verdeeld: versnelde laboratoriumtesten en veldtesten. Laboratoriumtesten kunnen het testen van kleine coupon monsters of het testen van een volledig gemonteerde component omvatten. Veldtesten kunnen het testen van monsters omvatten die aan voertuigen zijn bevestigd die aan een gespecificeerde lengte van veldservice worden onderworpen. (Lees ook: Corrosiebeoordeling: 8 Soorten Testen die Ingenieurs Help.)

Conclusie

Lichtgewicht maken van voertuigen kan een aantal technieken gebruiken. Wanneer het bereikt wordt door lichter staal te gebruiken, opent het de deur voor potentiële corrosieproblemen. Door te plannen voor de mogelijkheid, bewust te zijn van de soorten staal en corrosie, de juiste coatings op de juiste plekken te gebruiken, en ervoor te zorgen dat u over de juiste testen beschikt, kunnen fabrikanten corrosieproblemen voorkomen die hun voertuigen plaagen.