Är korrosionsbeständigheten för den gjutna aluminiumlegeringens bildelar tillräckligt i fordonsmiljön?

03-09-2025

Introduktion till gjuten aluminiumlegering av bilar
Formgjuten aluminiumlegering av bilar används allmänt inom fordonsindustrin på grund av deras lätta vikt, designflexibilitet och förmåga att bilda komplexa former. Dessa delar används i motorkomponenter, transmissionshus, chassidelar och kroppsstrukturer. En kritisk egenskap som påverkar deras långsiktiga prestanda är korrosionsbeständighet, särskilt eftersom bildelar utsätts för olika miljöförhållanden, inklusive fukt, vägsalt, temperaturförändringar och kemiska föroreningar. Att utvärdera om gjutna aluminiumlegeringar ger tillräcklig korrosionsbeständighet i fordonsanvändningsmiljöer kräver en detaljerad förståelse för deras materiella egenskaper, tillverkningsprocesser och skyddsåtgärder.

Materialkomposition och korrosionsmotstånd
Aluminiumlegeringar som används i gjutning inkluderar vanligtvis kisel, magnesium, koppar eller andra legeringselement för att förbättra styrka och gjutbarhet. Särskilt kisel förbättrar fluiditeten och minskar krympningen under gjutning, men det påverkar också korrosionsbeteende. Magnesium kan förbättra mekaniska egenskaper men kan göra legeringen mer mottaglig för vissa former av korrosion om den inte behandlas korrekt. Kopparinnehåll kan öka styrkan men kan minska korrosionsmotståndet. Balansen i dessa element, i kombination med korrekt värmebehandling, påverkar aluminiumlegeringens förmåga att motstå oxidation och nedbrytning under fordon.

Legeringstyp	Typiska element	Korrosionsbeteende	Vanlig bilanvändning
Al--si	Aluminium, kisel	Måttlig motstånd; kan bilda skyddande oxidskikt	Motoröverdrag, hus
Al--si-Mg	Aluminium, kisel, Magnesium	Förbättrad korrosionsmotstånd efter värmebehandling	Chassi- och upphängningskomponenter
Al-Cu	Aluminium, koppar	Minskad korrosionsmotstånd i fuktiga miljöer	Strukturella komponenter som kräver hög styrka
Al--si-Cu-Mg	Aluminium, kisel, Copper, Magnesium	Balanserade mekaniska egenskaper med kontrollerad korrosion	Överföringshus, motordelar

Faktorer som påverkar korrosion i bilmiljöer
Bilmiljöer presenterar flera utmaningar för material, inklusive exponering för vägsalter, fukt och atmosfäriska föroreningar. Salt från vintervägar accelererar pitningskorrosion, särskilt i områden där vatten kan ackumuleras. Temperaturfluktuationer orsakar expansion och sammandragning, som kan initiera mikrosprickor i det skyddande oxidskiktet. Dessutom kan kemiska föroreningar såsom syror eller rengöringsmedel interagera med aluminiumytan. Den specifika designen och platsen för den gjutna komponenten påverkar också korrosionsrisken; Områden med sprickor, tunna väggar eller leder är mer benägna att lokaliseras korrosion.

Skyddsmekanismer för gjuten aluminium
Die-gjutna aluminiumlegeringar bildar ett naturligt förekommande oxidskikt på deras yta när de utsätts för luft. Detta skikt kan fungera som en barriär mot ytterligare oxidation och korrosion. Effektiviteten hos detta naturliga oxidskikt beror emellertid på legeringskompositionen och miljöförhållandena. I fordonsapplikationer används ofta ytterligare skyddsåtgärder, inklusive anodisering, kemiska omvandlingsbeläggningar och pulverbeläggning. Anodisering förtjockar oxidskiktet och kan ge förbättrad resistens mot grop, medan kemiska omvandlingsbeläggningar såsom kromatbehandlingar förbättrar vidhäftningen av färg och ytterligare beläggningar. Dessa ytbehandlingar är särskilt viktiga i komponenter som utsätts för direkt kontakt med vatten och salt.

Skyddstyp	Mekanism	Applikationsexempel	Effektivitet
Naturlig oxidlager	Bildas spontant i luft	Alla aluminiumytor	Måttliga i torra förhållanden
Anodiserande	Elektrokemisk förtjockning av oxid	Motoröverdrag, dekorativa trimmar	Minskar gropen, förbättrar hållbarheten
Kemisk omvandlingsbeläggning	Tunt skyddsskikt med kemisk behandling	Chassikomponenter	Förbättrar korrosionsbeständighet och färgadhesion
Pulverbeläggning	Färgliknande finish botas på ytan	Yttre trimmar, hus	Skyddar mot fukt och mekaniskt slitage

Påverkan av gjutningsprocessen på korrosionsbeständighet
Själva den gjutningsprocessen kan påverka korrosionsbeständighet. Faktorer som gjutningstemperatur, mögeldesign och kylningshastighet bestämmer mikrostrukturen för legeringen. Snabb kylning under gjutning kan leda till fina mikrostrukturer som kan förbättra mekanisk styrka men som också kan skapa regioner med olika elektrokemiska potentialer, vilket ökar risken för lokaliserad korrosion. Porositet, ett vanligt drag i gjutkomponenter, kan tillåta vatten eller kemikalier att penetrera interiören och initiera korrosion inifrån delen. Därför är noggrann kontroll av de gjutna parametrarna, inklusive mögelfyllningshastighet och temperaturkontroll, avgörande för att minimera porositeten och förbättra korrosionsbeständigheten.

Miljötestning och standarder
Biltillverkare utför omfattande tester för att utvärdera korrosionsbeständigheten hos aluminium-gjutna komponenter. Vanliga tester inkluderar Salt Spray (FOG) -testning, cyklisk korrosionstest och exponering för fuktighet och temperaturcykler. Testning av saltspray simulerar vägsalt exponering och utvärderar början av pitting eller ytnedbrytning. Cyklisk korrosionstest replikerar fluktuerande fuktighet och temperatur, närmare verkliga förhållanden. Bilstandarder, såsom ASTM B117 för saltsprayprovning och ISO 9227, ger riktmärken för utvärdering av prestanda. Resultat från dessa tester hjälper tillverkare att identifiera potentiella svagheter och bestämma nödvändigheten av ytterligare ytbehandlingar.