新型防腐材料和技術在軍用車輛中的應用
軍用車輛大多結構復雜， 結構材料除了鋼鐵、合金外， 還有眾多的非金屬材料， 如橡膠、塑料等， 在貯存和使用過程中存在不同程度的腐蝕和老化現象，另外車輛的發動機、電子元部件、大量的接頭和焊縫等特殊部位的腐蝕情況也各不相同， 這就要求在選擇防腐材料和技術時， 對應用不同材料的性能參數、車輛的用途、使用環境以及材料在環境中的腐蝕數據有全面了解， 對每種材料和零部件都要采用適當的防腐材料和技術， 以適應車輛設計的使用壽命和設計的停工檢修安排， 盡量使各部分材料均勻老化，性能全面下降。為此， 必須加強對各種新型防腐材料和技術的應用研究， 以滿足軍用車輛的使用要求。
1 新型防腐涂料的應用
使用各種長效防腐涂料提高車輛的防腐能力，這種方法是簡單而有效的， 如美海軍在TF -41 發動機葉片上采用了新型防腐涂層后， 使報廢率由原來的25 %下降到1 %。
目前， 軍用車輛采用的部分防腐涂料還比較落后， 性能無法達到使用要求。而且使用的涂料品種還比較單一， 對零部件的某些特殊需要， 沒有使用相應的涂料， 包括耐高溫涂料、塑料橡膠專用涂料、鋁合金專用涂料、PVC 車底涂料等。如車輛底盤大多采用普通的瀝青磁漆， 抗石擊性能、耐鹽霧性能較差， 造成車輛底盤大面積銹蝕;排氣管采用的有機硅耐高溫涂料， 涂膜使用不久便發生龜裂、脫落(見圖1);有些不銹鋼結構涂刷的涂料由于對不銹鋼底材附著力不佳， 造成大面積脫落等(見圖2)。為了改善這種局面， 我們對市場上現有的各種防腐涂料進行了全面了解， 并進行了對比試驗， 結果不是很理想， 尤其是耐高溫耐鹽霧防腐涂料、抗石擊防腐涂料、高彈性防腐涂料、對橡膠、不銹鋼具有良好附著力的耐鹽霧防腐涂料等， 性能還無法滿足車輛的使用要求。
2 密封材料的應用
軍用車輛的腐蝕， 有部分是由于結構密封不嚴造成的。因此， 在車輛制造過程中， 要注意各種密封材料的使用， 如使用得當， 對車輛防腐蝕將起到事半功倍的效果。常用的密封材料根據用途不同可分為風窗密封膠、點焊密封膠、接縫膠、折邊膠以及各種密封條和密封墊。如在車門、側窗、換氣窗等部位要填加密封條， 再用注膠機注入適量的風窗密封膠， 可有效防止水氣、鹽霧等腐蝕介質的滲入。但是所用的橡膠密封條耐高溫性能比較差， 使用時經常會出現變形、萎縮， 導致門窗密封不嚴， 腐蝕介質滲入引起車輛內金屬零件腐蝕加速。因此， 在使用時正確選擇密封材料是非常重要的。如某車輛由于發動機消音器密封不嚴， 有雨水等腐蝕介質進入， 造成方艙內有銹痕， 主要原因就是密封墊年久失效， 導致結構密封不嚴。又如某工廠生產的車輛， 通過采用PU密封膠封閉車輛的外部結構的縫隙(見圖3)， 阻止腐蝕介質的滲入， 從而有效地預防了車輛的腐蝕。
3 防銹油等防銹產品的應用
在軍用車輛出廠時， 要對車身等部位進行防銹處理。即在附著水分及泥土較多的地方， 密封或半密封的部位， 如面板底部、底板下面、車門內側、擋泥板的接合部、燈類裝設處、無法封閉的空腔、發動機艙和車門鉸鏈等容易生銹的地方， 噴涂一層含蠟的自行封閉的防銹劑， 采用防銹劑進行處理能大大提高這些部位的防腐能力。目前， 市場上該類產品較多， 如底盤裝甲防銹油， 特別適用于擋泥板、底板和其他可能發生腐蝕的部位， 可有效地形成特殊保護層， 使底盤的橡膠及金屬完全隔絕海水、大氣等腐蝕介質和砂石的撞擊， 延長底盤的使用壽命。如各種型號的汽車底盤防銹蠟， 以特種合成蠟和環保溶劑為基礎， 添加復合防銹劑、成膜劑、穩定劑、粘彈性調節劑等制成， 用于各類載貨車輛、集裝箱等零部件的防銹， 噴涂在涂漆件上可形成較干爽、完整、均勻、致密、不粘手的保護膜， 對水、腐蝕介質的隔離作用良好。但這些防銹產品在軍用車輛上并未得到廣泛應用， 定期涂防銹油的各種不銹鋼部件、螺絲、螺栓、鏈條等， 采用的防銹產品在沿海地區的防銹效果也不理想。因此， 耐海水、耐鹽霧銹蝕的防銹產品的性能還亟待提高。
4 耐蝕非金屬材料的應用
目前， 軍用車輛上使用的非金屬材料主要有玻璃鋼、聚氨酯軟管、高壓氣管、尼龍、聚四氟乙烯、耐油橡膠板、其他工程塑料等。有些非金屬材料的耐腐蝕性能是金屬材料無法比擬的， 在車輛制造過程中， 應注意各種非金屬材料的應用。如合成橡膠可用于汽車輪胎、密封件、連接件的連接;陶瓷材料可用于發動機缸筒及活塞的制造;稀土材料可應用于發電機和電動機的磁極制造等。
玻璃鋼是使用較多的非金屬材料之一。車輛擋泥板如采用碳鋼材料， 在泥砂沖擊、海水腐蝕下， 漆膜很快就會脫落， 導致鋼板銹蝕， 而采用玻璃鋼材料可以很好地解決這一問題。玻璃鋼具有工藝性好、比強度高、成本低等特點， 配合隔熱墊可以達到一定的隔熱和降低噪聲的效果， 可應用于車輛發動機罩、蓄電池箱蓋和普通護罩等。目前應用的玻璃鋼零件普遍是以不飽和聚酯樹脂和無堿玻璃纖維為主要原料， 配合鋼板加強筋疊壓制作而成， 可獲得良好的外觀質量， 無焊接造成的焊棱和涂料難以掩飾的點焊疤痕， 但耐久性差、易老化， 適合試制和小批量產品。
對批量大的罩殼類定型零件， 選用工程塑料(如ABS 工程塑料)取代玻璃鋼， 可獲得更好的裝飾性和耐久性。如各種車輛的后視鏡鏡座、加油口蓋、燈座等采用電鍍鉻， 腐蝕很嚴重， 用工程塑料取代電鍍鉻， 可解決這些零部件的銹蝕問題(見圖4)。
在非金屬材料中， 使用普遍、問題比較多的就是各種橡膠管。目前， 大部分軍用車輛采用的聚氨酯軟管是北京某公司生產的， 在國內同類產品中， 質量處于領先， 但在沿海地區使用時老化開裂現象仍很突出。軍用車輛使用的高壓氣管、各種膠管也存在同樣的問題。因此， 急迫要求研制耐老化、耐海水性能優異的各種軟管。
5 復合材料保護層的應用
該方法可根據用途不同， 將復合材料設計成具有不同耐腐蝕性能要求的產品。例如具有較好的耐酸性、耐堿性、耐鹽水性、耐油性， 或者是兼具上述兩類或兩類以上的防腐性能， 在一定的溫度及環境條件下， 能夠保護軍用車輛不被腐蝕破壞的一類新型材料。
與傳統材料相比， 復合材料有以下特點：材料的可設計性、可同時提供表面防腐和結構防腐性能， 具有優良的綜合性能和良好的表面性能。由于復合材料本身所具有的特殊優點， 自其誕生以來， 迅速在防腐領域獲得了廣泛的應用， 例如輸送腐蝕性介質的復合材料管道、油田用高壓石油集輸(輸送)管、城市煤氣輸送管道等各種與腐蝕有關的行業。據統計，在美國， 耐腐蝕用復合材料的用量占復合材料總產量的1 %～ 15 %, 并且這一比例還在逐步增長。
復合材料還具有保溫隔熱的功能。此前， 有些軍用車輛除了外涂防腐蝕涂層之外， 還需要另外加裝保溫隔熱層， 新型的復合材料保護層， 將防腐蝕和保溫隔熱2 種功能合二為一， 這樣既提高了車輛的防護能力， 延長其使用壽命， 還減少防護加工工序，節省材料成本。目前， 復合材料在軍用車輛中的應用幾乎還是空白， 這需要科研生產單位和部隊加強合作， 盡快使該產品應用到軍用車輛中來。
6 納米涂料的應用
納米材料是指結構單元(結晶體)至少在一維方向上受納米尺度(1 ～ 100 nm)調制的各種固體材料， 其尺寸處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域。
納米材料具有相同成分的粗晶材料所不具有的優異性能， 在結構、光電、力學、磁學、催化及物理化學等方面具有突出的特性。利用納米粉體材料較強的紫外光反射特性， 將納米SiO2 粉體按一定比例加入到涂料中， 可以有效地遮蔽紫外線， 使車輛外殼免受紫外線損害。納米SiO2 是一種抗紫外線輻射材料， 加之其極微小顆粒的比表面積大， 能在涂料干燥時很快形成網絡結構， 同時增強涂料的強度和光潔度。
車輛最貼近地面的部分， 往往受到各種砂石、瓦礫的沖擊， 這就需要有性能良好的抗石擊涂料。在車窗導槽等經常摩擦磨損部位， 應用具有低摩擦因數的涂料， 可大大減少對車輛的損傷。通過在涂料中添加納米Al2O3 、納米SiO2 等提高涂層的表面強度， 提高耐磨性， 可較好地滿足軍用車輛的各種特殊需要， 但目前該類產品還處于研究階段， 真正推廣應用還要假以時日。
7 熱噴涂技術的應用
熱噴涂是一種將特殊的粉末或絲狀材料經高溫熔融， 形成液態或液態加固態的微粒， 使其以較高的速度碰撞于基體表面， 形成具有特殊功能涂層的一種表面處理技術。按照熱噴涂加熱方法以及對離子加速的不同方式， 主要有火焰噴涂、電弧噴涂和等離子噴涂三大類。應用熱噴涂處理可以大大提高部件的耐腐蝕性能和耐磨性能， 從而延長部件的使用壽命。
目前國內外使用很多的鋼鐵結構件防腐方法是有機涂料涂裝， 為了維持涂層對鋼鐵基體的保護作用， 通常每隔幾年就要對鋼鐵構件重新涂裝， 在腐蝕嚴重的環境下甚至每年都要涂裝， 涂裝有機涂料的另一個缺點是環境污染。比較之下， 熱噴涂防腐技術有許多優越性， 它們在眾多服役環境中都可以對鋼鐵基體進行有效的保護， 可以實現在20 年內的免維修和40 年內的少維修。經過國內外數十年的使用證明， 熱噴涂技術是鋼鐵結構件長效防腐的有效辦法。另外， 熱噴涂涂層與涂料涂裝聯合應用可得更好的防護效果。原因是熱噴涂涂層的表面凸凹不平， 且有很多孔隙， 涂料涂裝在熱噴涂涂層表面將滲入孔隙， 使涂層與基體牢固結合， 這樣， 既可起到封閉熱噴涂涂層孔隙的作用， 又可增加涂料的結合強度。熱噴涂技術的缺點就是成本高、施工難度大， 目前在軍用車輛中推廣應用還有一定難度。
8 達克羅技術的應用
達克羅技術誕生于20 世紀70 年代， 是美國DiamondShamrock 公司發明的， 為解決當時由融雪鹽引起的汽車銹蝕問題而研制的一種全新的金屬防腐系統， 也是當今金屬表面處理的高新技術。與傳統的電鍍、熱浸鍍等工藝相比， 達克羅涂層具有較高的耐腐蝕性、高耐熱性、高耐候性、無氫脆、環境友好等優點。該技術在汽車金屬標準件和底盤非標件上應用迅速， 目前， 美國通用、福特、德國大眾、日本豐田、本田、三菱、日產以及韓國現代等汽車均采用了達克羅技術。
達克羅技術在軍用車輛中的應用主要考慮以下幾個方面：一是承受熱負載零件的防腐。如隔熱板、制動盤、排氣管、散熱器、噴油嘴以及工作溫度較高的發動機零件等。用達克羅技術處理的零件在250℃下連續長期使用， 其外觀幾乎不變， 抗腐蝕性能也不受影響。目前， 上海大眾生產的幾款車型的制動盤、隔熱板等多種零件均已采用達克羅技術， 大大提高了零件的高溫抗腐蝕性能。二是高強度鋼制件、緊固件和彈性零件的防腐。達克羅涂覆過程不需酸洗和活化， 也沒有導致析氫的電化學反應發生， 避免了氫脆， 因此特別適用于高強度鋼制件如高強度負荷的支架、連接件、緊固件和彈性零件等的防腐。三是高耐蝕性和高耐候性零件的防腐。與傳統鍍鋅處理相比， 達克羅涂層的抗腐蝕性能可提高7 ～ 10 倍，特別適用于門鎖、鎖扣板、排氣系統零件、底盤零件以及車輛外用件等零部件的防腐。四是形狀復雜零件的防腐。達克羅技術采用浸漬、刷涂或噴涂的涂覆方式， 不存在電鍍過程中均鍍能力和深度能力不好的問題， 而且達克羅處理液具有優異的滲透性， 特別適用于凹槽孔隙件、腔件、管狀件、齒輪等形狀復雜零件的防腐。
達克羅技術也存在著一些不足， 使其應用受到限制， 即達克羅處理的零件可以與鋁制件連接， 但在與不銹鋼、鎂、銅和鎳的組裝中， 會出現接觸腐蝕;達克羅涂層的硬度較低， 耐磨性不好， 不適用于運動零件和高耐磨場合下使用的零件。
9 結語
軍用車輛的腐蝕控制是一項復雜的系統工程，從車輛設計、制造工藝、防腐技術應用、材料采購、防腐施工、質量控制、使用運行、維修保養等全壽命周期內的各個環節都影響車輛在服役中的腐蝕行為。其中， 新型防腐材料和技術的研究和應用對車輛防腐起著至關重要的作用。目前， 軍用車輛采用的防腐材料和技術以涂覆防腐涂料為主， 而且材料選擇也存在一定的隨意性， 無法滿足實際使用需要， 對各種新型防腐材料和技術的需求較大。但像復合材料、納米涂料、熱噴涂技術、達克羅技術等一些新型防腐材料和技術還存在較多問題， 難以推廣應用。這就需要防腐科研單位、車輛生產廠家和部隊共同努力， 加大新產品研究力度， 加快成果轉化， 盡快使這些新型防腐材料和技術應用到軍用車輛中， 早日形成戰斗力。(來源：知網 原作者：倪余偉 等)