近年來，隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，汽車產(chǎn)銷量與人均保有量的穩(wěn)步提升，已經(jīng)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(jù)中汽數(shù)據(jù)對2010年至2023年間汽車售后市場腐蝕投訴與召回數(shù)據(jù)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(jīng)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(xiàn)整車防腐性能問題，不僅會使整車企業(yè)產(chǎn)生直接且巨額的經(jīng)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(jiān)督管理總局缺陷產(chǎn)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(nèi)某品牌汽車車身銹穿問題，導致召回。這是國內(nèi)第一次因整車防腐問題導致的召回事件，引發(fā)了國內(nèi)車企對整車防腐性能的關注與重視。

因此，對于國內(nèi)整車企業(yè)而言，做好整車防腐性能的正向設計開發(fā)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(fā)展必須跨越的一道鴻溝。

整車防腐性能正向設計開發(fā)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(xiàn)目標達成并從根源上規(guī)避因設計原因而產(chǎn)生的腐蝕問題。筆者結合多個車型防腐性能設計開發(fā)與驗證工作經(jīng)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(tǒng)與部件防腐性能指標分解（形成防腐件管控清單）—系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)流程將防腐性能管控拆分為整車、系統(tǒng)與部件、材料與工藝三個層級，三者互為支撐且環(huán)環(huán)相扣，構建起整車防腐性能正向設計開發(fā)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

防腐性能正向設計開發(fā)與驗證的核心要點主要體現(xiàn)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(tǒng)與部件級防腐性能的分解指標，以及系統(tǒng)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(guī)要求與腐蝕環(huán)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(fā)十分重要。2）系統(tǒng)與部件的設計及選材方案的制定。通過車企腐蝕數(shù)據(jù)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)與部件防腐性能正向設計的主動權。3）開展系統(tǒng)且完善的防腐試驗驗證。基于企業(yè)、行業(yè)、國家及國際標準，按照材料與工藝級—系統(tǒng)與零部件級—整車級的防腐性能試驗驗證順序，系統(tǒng)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(fā)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(chuàng)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(guī)、整車防腐質保年限，并充分考慮腐蝕環(huán)境影響因素。整車防腐性能目標設定完成后，可基于企業(yè)防腐標準與體系文件，結合腐蝕數(shù)據(jù)庫、標桿車型防腐性能對標分析報告與腐蝕問題再發(fā)防止清單，將指標分解至各系統(tǒng)及零部件，以指導產(chǎn)品防腐性能設計開發(fā)工作。待系統(tǒng)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(jù)。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(zhí)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(guī)要求

為了保護消費者利益，減少環(huán)保方面的壓力，一些國家和地區(qū)制定了汽車的腐蝕政策法規(guī)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(guī)中明確規(guī)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(nèi)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(guī)，并將其作為最低設計門檻。當前國內(nèi)尚未出臺整車防腐性能的強制法規(guī)，但是當設計車型需要出口到國外時，尤其是美國、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)，需要充分識別出口地區(qū)的法律法規(guī)，并將其納入防腐性能設計開發(fā)及驗證的范圍，以規(guī)避因整車腐蝕性能不滿足法規(guī)要求而導致的懲處。張瑾等[5]已經(jīng)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(huán)境因素

環(huán)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(huán)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(huán)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(qū)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(qū)、中美洲、南美洲、大洋洲、中東地區(qū)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(fā)時，應充分考慮車輛銷售市場的環(huán)境腐蝕等級，并基于腐蝕環(huán)境條件最嚴苛的原則設定整車防腐目標，以確保開發(fā)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(huán)境因素

2.1.3 腐蝕質保

隨著整車腐蝕問題頻發(fā)，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(jiān)督檢驗檢疫總局出臺了《家用汽車產(chǎn)品修理、更換、退貨責任制規(guī)定》，規(guī)定國內(nèi)生產(chǎn)、銷售家用汽車產(chǎn)品的修理、更換、退貨（簡稱“三包”）責任。明確規(guī)定家用汽車產(chǎn)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(nèi)外乘用車防腐基本要求，結果見表2。

表2 國內(nèi)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(fā)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(fā)達國家和地區(qū)，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(tǒng)與部件級防腐性能設計開發(fā)及驗證

整車防腐性能指標分解至系統(tǒng)及零部件后，基于企業(yè)零部件防腐標準，結合腐蝕數(shù)據(jù)庫、零部件防腐設計開發(fā)經(jīng)驗與腐蝕問題再發(fā)防止清單，以指導系統(tǒng)與部件級防腐性能設計開發(fā)及驗證工作。待產(chǎn)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(tǒng)與部件級防腐性能試驗驗證（一般為產(chǎn)品級中性、酸性與銅加速鹽霧試驗），并作為產(chǎn)品防腐性能設計驗收的判定依據(jù)。

系統(tǒng)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(tǒng)等承載結構零件。系統(tǒng)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(chǎn)品按照最嚴苛的腐蝕環(huán)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(yōu)異的防腐結構設計。采取避免搭接設計產(chǎn)生縫隙，減少部件承受拉應力且避免應力集中，避免產(chǎn)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(qū)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(fā)及驗證

系統(tǒng)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(guī)范，結合腐蝕數(shù)據(jù)庫、零部件防腐設計開發(fā)經(jīng)驗與腐蝕問題再發(fā)防止清單，以指導產(chǎn)品材料與工藝級防腐性能設計開發(fā)及驗證工作。產(chǎn)品的材料與工藝參數(shù)作為整車防腐性能的基石，在車型設計與開發(fā)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(fā)及驗證過程中，應基于企業(yè)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(fā)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(guī)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(fā)及驗證工作推進過程中的關鍵與重要子系統(tǒng)，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(chǎn)工藝已成行業(yè)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(qū)與濕區(qū)兩個部分（見圖2），結合白車身在服役時的環(huán)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(fā)時綜合考慮車型定位、銷售市場環(huán)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(qū)示意圖

本文創(chuàng)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(tǒng)與部件、材料與工藝三個層級的防腐控制體系，三者之間環(huán)環(huán)相扣且互為支撐，以實現(xiàn)目標達成，并從根源上規(guī)避因設計原因而產(chǎn)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(tǒng)與部件防腐性能指標分解（形成防腐件管控清單）—系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)與驗證時，可參照整車級、系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)與部件防腐性能設計、材料與工藝開發(fā)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(fā)及驗證提供借鑒與參考，促進質量提升。