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浅谈冲压毛刺对车身腐蚀的影响和控制方法
来源:上海沐睿 | 作者:沐睿环境-莉哥 | 发布时间: 2021-09-16 | 362 次浏览 | 分享到:

前言:

随着汽车行业的迅速发展,消费者对于乘用车的品质要求也不断提高,不仅关注汽车外在造型的美观,更多地开始关心乘用车本身的质量。车身的腐蚀不仅影响外观,而且直接影响汽车安全性、可靠性和使用寿命。有资料报道称,车身锈蚀1%,强度会相应下降5%~10%。而车身钣金最常用的加工工艺就是冲压成型,本文就是以冲压工艺无法避免的毛刺为研究对象,来简单谈谈如何采取防护措施来控制冲压毛刺造成的车身腐蚀。


冲压毛刺

1.冲压毛刺的定义与危害

冲压毛刺是指在冲裁,修边工序,板料的切断裂边缘由于冲裁间隙不良,造成板料边缘产生的高于板料边缘的锋利凸起称为毛刺。零件在加工过程中,产生的毛刺,对零件的加工精度,装配精度,使用要求,再加工定位,操作安全与外观质量等许多方面都会产生不良影响。


2.冲压毛刺的产生原因

2.1冲压毛刺主要产生在切断制件时,由于刃口间隙过大或者过小,制件就会有毛刺产生。影响间隙过大、过小或不均匀的有如下因素:

2.1.1模具制造误差:模具加工精度不符合图纸、底板平行度不好等。

2.1.2模具装配误差:导向部分间隙大、凸凹模装配不同心等。

2.1.3压机精度差:如压机导轨间隙过大,滑块底面与工作台表面的平行度不好,或是滑块行程与压机台面的垂直度不好,工作台刚性差,在冲裁时产生挠度,均能引起间隙的变化。

2.1.4安装误差:如模具上下底板表面在安装时未擦干净或对大型模具的紧固方法不当,模具上下模安装不同心而引起工作部分倾斜。

2.1.5模具结构不合理:模具刚度不够,冲裁力不平衡等。

2.1.6 钢板的瓢曲度大:钢板不平整。

2.2 在对刃口补焊、研合时,由于没有基准容易将刃口修磨成锐角或钝角,刃口不垂直,造成断面二次挤压,将断面毛刺挤出进而产生。


车身腐蚀

1.车身腐蚀位置分布

车身频繁出现腐蚀的部位包括发动机舱后部(4)、后轮罩(11)、后保下部(14)、前侧门(8)和门槛(7),易发生严重腐蚀部位有发动机舱后部(4)、后轮罩(11)、发动机舱前部(2)、前轮罩后部(6)以及前侧门(8)(见下图):


2.车身腐蚀按照腐蚀形态分类:

 

2.1 空腔腐蚀

车身空腔在结构设计中,由于多层板之间的钣金间距过小,导致电泳液流通性能不良,影响其空腔表面电泳性能。而电泳工艺孔开孔数量不足,位置、形状设计不合理等原因将直接影响车身的电泳、喷蜡和涂胶等工序的防腐效果。密封设计缺陷也会造成空腔排气、排水不畅,易使腐蚀物质在空腔内部残留堆积,造成空腔内部腐蚀。

2.2 斑状腐蚀

车辆在高速行驶时,车身表面易受砂石冲击导致涂层破损,外界腐蚀物质附着在涂层破损处,加速了钢板的腐蚀速率极易出现涂层鼓包、脱落现象。常见腐蚀部位为机舱盖板、前翼子板,门槛、A柱及顶棚迎风面等区域。

2.3 边缘腐蚀

车身钢板在冲压成型过程中模具刃口过度磨损,冲裁间隙不均等工艺缺陷在钢板边缘处易产生毛刺。由于涂层表面张力的作用,钢板尖角,边缘处漆膜较薄在腐蚀环境较为恶劣的条件下易出现锈蚀。

2.4 缝隙腐蚀

车身是由不同结构的金属钢板通过焊装工艺而组成的一个整体。在钢板的搭接处,焊点周边由于缝隙的存在易使腐蚀物质堆积而产生锈蚀。以机舱前柱及尾箱流水槽为例,该区域由于结构设计不合理,在车辆使用过程中受泥污的喷溅、雨水及异物的堆积而引起钢板搭接部位出现缝隙腐蚀。


冲压毛刺造成的车身腐蚀控制方法

从腐蚀形态分类可知毛刺造成的腐蚀属于边缘腐蚀,要优化边缘腐蚀,一是控制冲压毛刺,通过选择合理的冲裁间隙值、控制磨具刃口磨损度等方法减少毛刺的产生和减轻毛刺的程度;程度严重的毛刺可增加去毛刺手段控制在标准内,避免超规格毛刺零件的流出。二是车身材料采用镀锌板,锌镀层可以有效减缓钢基板遭受腐蚀的程度,可以对切口、镀层局部破损区域降低腐蚀速率,其在耐腐性能方面较冷轧板有着明显优势。三是在钣金止口、边缘毛刺易发处PVC涂胶,通过涂胶来弥补切边上漆不足问题,避免切边锈蚀。

1.冲压毛刺控制标准

1.1车身件在冲压生产中控制毛刺长度,长度标准要求小于板料厚度的10%。

1.2任何影响焊接搭边贴合程度的毛刺是不可接受的。

1.3任何容易导致人身伤害的毛刺是不可接受的。

1.4任何影响零件定位及装配的冲孔毛刺是不可接受的。

2.冲压毛刺的冲压工艺优化

2.1保证凸凹模的加工精度和装配质量,保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性;

2.2在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使的凸凹模在模具固定板上安装牢固没,上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行。

2.3要求压力机的刚性要好,弹性变形小,导轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高;

3.车身材料镀锌板的应用

在汽车防腐设计中,车身采用镀锌钢板可有效提升其基材的耐腐蚀性能,延长其使用寿命,研究表明7~12μm厚的镀锌层具有良好的耐腐蚀性。目前国内合资品牌当中,欧系汽车多采用热镀锌和电镀锌钢板,日系汽车则多采用热镀锌铁合金钢板;国内自主品牌因其市场定位不同,在车身腐蚀高危区域选用镀锌钢板以提高其局部防腐性能。

4.车身PVC涂胶

车身PVC涂胶主要用在各钣金件之间的焊缝、搭接及车身内外直接相通的孔洞、缝隙处,保证车身的密封性,阻止水、气、灰层和噪声等有害物质进入车内,提高整车的使用寿命、增强可靠性及防腐性能,尤其冲压零件止口边一般都存在毛刺,其上电泳漆膜的附着力很差,亦容易发生腐蚀,采用PVC涂胶可有效解决该问题。


总结

车身防腐是一项复杂的系统工程,其涉及材料的选择、结构的设计、防腐工艺、防腐试验、制造质量和防腐评价等,贯穿了整个产品开发过程和制造过程。通过对这些方面的研究,逐渐建立完善的防腐体系,以提升汽车车身的防腐能力。



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