本研究由L. Anuar(马来西亚普腾汽车公司及马来西亚理工大学Razak技术与信息学院)、A. Amrin(通讯作者,马来西亚理工大学)、R. Mohamad、S. A. Aziz及M. Toozandehjani(均来自马来西亚理工大学)合作完成,成果发表于《International Journal of Automotive and Mechanical Engineering》2019年3月第16卷第1期(页码6348-6356)。研究聚焦于车辆加速腐蚀测试(Vehicle Accelerated Corrosion Test)领域,旨在为马来西亚热带气候环境开发本土化的腐蚀测试标准。
学术背景
腐蚀(Corrosion)是材料因环境反应导致的性能退化现象,对汽车金属部件(如车身面板、紧固件)的危害表现为点蚀、缝隙腐蚀甚至穿孔。马来西亚国产汽车制造商Proton长期依赖海外测试中心的加速腐蚀测试(如英国Millbrook试验场),但这些测试基于温带气候设计,无法准确模拟马来西亚高温高湿环境下的实际腐蚀行为。例如,海外测试中出现的极端腐蚀(如焊接断裂)与马来西亚市场常见的表面锈蚀(Cosmetic Corrosion)存在显著差异。因此,本研究的目标是:利用Proton自有试验场设施,设计一套能真实反映马来西亚热带气候特征的加速腐蚀测试流程。
研究流程与方法
研究分为四个核心阶段:
测试方案设计
- 基于Proton试验场的泥浆槽(Mud Trough)、盐雾槽(Salt Trough)和碎石路(Gravel Road)等腐蚀设施,设计三种不同的驾驶循环(Field Test 1/2/3),差异在于腐蚀暴露频次:
- Field Test 1:每循环3次暴露于盐雾/泥浆/碎石路,模拟高强度腐蚀。
- Field Test 2:每循环1次暴露,模拟低强度腐蚀。
- Field Test 3:每循环2次暴露,折中方案。
- 测试车辆每日行驶140公里,累计14,000公里模拟10年腐蚀周期(参考Millbrook标准)。
测试对象与监测
- 车辆评估:采用外观腐蚀评级(Cosmetic Corrosion Rating, CCR)(表1),对车身底部、引擎舱、外饰/二次表面、内饰四大区域进行年度评分(1-10级,10为无腐蚀)。
- 腐蚀速率测量:在车辆底盘安装冷轧钢板(SPCC)制成的腐蚀试片(50×25×1.5 mm),按ASTM G1-03标准通过失重法计算腐蚀速率(公式1)。
数据分析
- CCR结果与腐蚀速率数据对比,结合Proton市场调研的实际腐蚀案例,评估三种测试方案的适用性。
主要结果
- Field Test 1
- 腐蚀速率最高(0.057–1.244 mm/年),第7年出现焊接断裂(CCR=1)和座椅框架锈蚀(图5),与马来西亚实际以表面锈蚀为主的情况不符。
- Field Test 2
- 腐蚀速率最低(0.040–0.324 mm/年),CCR表现良好但腐蚀强度不足,难以加速暴露潜在问题。
- Field Test 3
- 腐蚀速率适中(0.077–0.842 mm/年),CCR结果(表5)与马来西亚市场数据一致,如燃油盖锈迹(图6c)等典型现象,且无功能性损坏。
结论与价值
研究确定Field Test 3为最适合马来西亚的加速腐蚀测试方案,其优势在于:
- 科学价值:首次提出热带气候下的腐蚀测试标准,弥补温带测试模型的局限性。
- 应用价值:帮助Proton降低海外测试成本,优化本土车型防腐设计(如涂层、材料选择)。
研究亮点
- 本土化创新:通过调整腐蚀暴露频次,实现气候适配性测试设计。
- 多指标验证:结合CCR评分与腐蚀速率数据,增强结论可靠性。
- 工程实用性:测试方案可直接整合至Proton新车开发流程。
其他信息
研究获马来西亚理工大学研究基金(GUP: PY/2017/001670)及Proton技术支持,后续计划扩大样本量以进一步验证Field Test 3的普适性。