KR100738151B1 - Method for Corrosion Fatigue Life for Automotive Chassis Parts - Google Patents

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KR100738151B1 KR1020050097925A KR20050097925A KR100738151B1 KR 100738151 B1 KR100738151 B1 KR 100738151B1 KR 1020050097925 A KR1020050097925 A KR 1020050097925A KR 20050097925 A KR20050097925 A KR 20050097925A KR 100738151 B1 KR100738151 B1 KR 100738151B1
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Abstract

본 발명은 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기화학적으로 샤시부품이 열화되는 환경조건을 설정하고, 부식시험조에서 샤시부품을 침지한다음 피로시험 장비로 부식피로 단품내구시험을 하여 보다 신뢰성 있고 정량적으로 평가할 수 있도록 한 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the corrosion fatigue of an automobile chassis part, and more particularly, to set the environmental conditions that the chassis parts are degraded electrochemically, and to immerse the chassis parts in the corrosion test tank and to fatigue corrosion with the fatigue test equipment. The present invention relates to a method for evaluating corrosion fatigue of an automobile chassis part that can be evaluated more reliably and quantitatively by carrying out a durability test.

이를 위해, 본 발명은 단품용 부식피로 시험조건중 부식환경을 설정하는 단계와; 부식피로 시험조를 구축하는 단계와; 일정 응력하에서 파단되었을 때 필드와의 부식피로의 내구성을 HMC의 법칙에 의해 보정하는 단계와; 상기 HMC의 법칙과 전기화학적 평가를 통해 필드 재현성을 평가하는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of setting the corrosion environment of the corrosion fatigue test conditions for single products; Establishing a test bath with corrosion fatigue; Correcting, according to HMC's law, the durability of corrosion fatigue with the field when broken under constant stress; Evaluating field reproducibility through the law and electrochemical evaluation of the HMC; It provides a corrosion fatigue evaluation method of the chassis parts for automobiles, characterized in that made.

샤시부품, 부식피로, 부식시험조, HMC의 법칙 Chassis parts, corrosion fatigue, corrosion test tank, HMC's law

Description

자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법{Method for Corrosion Fatigue Life for Automotive Chassis Parts }Corrosion fatigue evaluation method of chassis parts for automobiles {Method for Corrosion Fatigue Life for Automotive Chassis Parts}

도 1은 본 발명에 따른 샤시부품의 부식피로 평가를 위한 시험조 구성을 나타내는 장치구성도.1 is a device configuration showing a test tank configuration for evaluating the corrosion fatigue of the chassis parts according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가를 위한 평가 순서를 나타내는 블럭도.Figure 2 is a block diagram showing the evaluation procedure for evaluating the corrosion fatigue of the chassis parts for automobiles according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 전기화학 시험셀을 나타내는 장치구성도.Figure 3 is a device configuration showing an electrochemical test cell according to the present invention.

도 4a는 현재 밀도에 따른 전위를 나타내는 그래프.4A is a graph showing the potential at current density.

도 4b는 온도에 따른 부식율 및 부식전위를 나타내는 그래프.Figure 4b is a graph showing the corrosion rate and corrosion potential with temperature.

도 5는 본 발명에 따른 샤시부품의 부식피로 평가를 위한 등가회로를 나타내는 회로도.5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit for evaluating the corrosion fatigue of the chassis parts according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 부식시험조 11 : 부식용액 순환기10: corrosion test tank 11: corrosion solution circulator

12 : 시편 13 : 액츄에이터12 Psalm 13 Actuator

14 : 볼트 15 : 백라이트14 Volt 15 Backlight

16 : 전기화학 시험셀 17 : 셀하우징16: electrochemical test cell 17: cell housing

18 : 작업전극 19 : 기준전극18: working electrode 19: reference electrode

20 : 그래파이트 카운터 전극20: graphite counter electrode

본 발명은 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기화학적으로 샤시부품이 열화되는 환경조건을 설정하고, 부식시험조에서 샤시부품을 침지한다음 피로시험 장비로 부식피로 단품내구시험을 하여 보다 신뢰성 있고 정량적으로 평가할 수 있도록 한 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the corrosion fatigue of an automobile chassis part, and more particularly, to set the environmental conditions that the chassis parts are degraded electrochemically, and to immerse the chassis parts in the corrosion test tank and to fatigue corrosion with the fatigue test equipment. The present invention relates to a method for evaluating corrosion fatigue of an automobile chassis part that can be evaluated more reliably and quantitatively by carrying out a durability test.

전세계적으로 단품에 적용되는 부식피로 시험모드와 평가기법은 거의 전무한 상태이다. 현재까지 샤시부품을 포함한 단품의 부식 손상정도를 평가하는 방법으로서 염수분무시험, 복합환경 순환부식시험 등이 가장 일반적이다. There are almost no corrosion fatigue test modes and evaluation techniques applied to single components worldwide. To date, the salt spray test and the combined cycle cyclic corrosion test are the most common methods for evaluating the corrosion damage of a single part including chassis parts.

그러나, 자동차의 주행환경을 고려할 때 부식손상과 더불어 자동차의 주행중에 반복응력이 상승효과로 작용되어 부식피로조건이 형성된다. However, considering the driving environment of the car, corrosion stress and cyclic stress acts as a synergistic effect during driving of the car, thereby forming a corrosion fatigue condition.

따라서, 부식피로 균열이 현저한 피로수명의 감소를 초래하게 되고, 전착도장된 샤시부품은 국부적으로 나타나는 결함부를 통해 물, 염, 진흙 등의 부식환경이 침투하고, 운행과정에서의 반복응력에 의해 부식피로균열이 발생할 가능성이 상당히 높다. Therefore, corrosion fatigue cracking leads to a significant reduction in fatigue life. Electrodeposited chassis parts penetrate corrosion environments such as water, salt, and mud through local defects, and are corroded by repeated stress during operation. The likelihood of fatigue cracking is quite high.

특히, 알루미늄과 같은 소재는 표면에 형성되는 산화막으로 인해 부식피로에 대한 민감도가 일반 강재보다 높다. In particular, a material such as aluminum has a higher sensitivity to corrosion fatigue than ordinary steel due to the oxide film formed on the surface.

따라서, 향후 경량화된 샤시부품의 적용비율이 증가하는 점을 고려할 때 샤시부품의 부식이 부식피로에 미치는 영향을 정량적으로 평가할수 있도록 단품시험용 부식피로 평가모드 개발이 절실히 요구되어진다. Therefore, considering the increase in the application rate of lightweight chassis parts in the future, the development of corrosion fatigue evaluation mode for a single part test is urgently needed to quantitatively evaluate the effect of corrosion on the corrosion of the chassis parts.

상기와 같은 필요에 의해, 해외의 자동차 유명메이커를 중심으로 단품위주 부식피로시험을 하고 있지만, 단순히 부식피로에 대한 저항성 즉, 파단 싸이클수를 비교하는데 그치기 때문에 파단된 싸이클 시점이 필드 몇 년을 보증할지에 대해선 신뢰성이 없다. Due to the above needs, we are testing corrosion fatigue tests for single products mainly from famous automobile makers abroad, but we only guarantee the resistance to corrosion fatigue, that is, compare the number of break cycles. There is no credibility with what to do.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 단품시험용 부식피로 평가기법으로 기초 실험을 통해 결정된 부식환경에 단품을 노출하고 부식피로 시험을 하되, 샤시부품의 종류에 상관없이 적용 가능한 부식피로 평가기법을 제공하고, 부식피로 시험조건에서 파단되었을 때 필드와의 보정(CORRELATION)을 전기화학적인 평가(임피던스 분광시험법)방법으로 확인함으로써, 필드 현상이 재현가능하고, 보다 신뢰성 있고 정량적으로 평가할 수 있는 시스템을 구축하여, 향후 경량화된 샤시부품의 적용비율이 증가하는 경우에 적응 대응할 수 있도록 한 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above points, and exposed to a single product to the corrosion environment determined by the basic experiment by the corrosion fatigue evaluation method for the single-piece test and the corrosion fatigue test, irrespective of the type of chassis parts applicable to the fatigue fatigue By providing an evaluation technique and confirming the correction of the field (CORRELATION) by the electrochemical evaluation (impedance spectroscopy) method when it is broken under the corrosion fatigue test conditions, the field phenomenon is reproducible, more reliable and quantitatively evaluated. The purpose of this study is to provide a corrosion fatigue evaluation method for chassis parts for automobiles that can be adapted to the case where the application ratio of lightweight chassis parts is increased in the future.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 단품용 부식피로 시험조건중 부식환경을 설정하는 단계와; 부식피로 시험조를 구축하는 단계와; 일정 응력하에서 파단되었을 때 필드와의 부식피로의 내구성을 HMC의 법칙에 의해 보정하는 단계와; 상기 HMC의 법칙과 전기화학적 평가를 통해 필드 재현성을 평가하는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of setting the corrosion environment in the test conditions for corrosion fatigue separately; Establishing a test bath with corrosion fatigue; Correcting, according to HMC's law, the durability of corrosion fatigue with the field when broken under constant stress; Evaluating field reproducibility through the law and electrochemical evaluation of the HMC; Characterized in that comprises a.

바람직한 구현예로서, 상기 HMC의 법칙은 In a preferred embodiment, the law of HMC is

Figure 112005058713777-pat00001
이고, 상기 Nf(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수, N(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클, Nf(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수, N(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클수인 것을 특징으로 한다.
Figure 112005058713777-pat00001
Where N f (air) is the number of cycles until breakdown when stress of ± 1.3G is applied in the air environment, N (air) is the cycle where stress of ± 1.3G is applied in the air environment, N f (corrosion) is When the stress of ± 1.3G in the corrosive fatigue environment is applied, the number of cycles until fracture, N (corrosion) is characterized by the number of cycles of the stress of ± 1.3G in the corrosion fatigue environment.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 샤시부품의 부식피로 평가를 위한 시험조 구성을 나타내는 장치구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 정량적이고 신뢰성있는 샤시부품의 부식피로 평가를 위한 평가 순서를 나타내는 블럭도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전기화학 시험셀을 나타내는 장치구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a test tank for evaluating the corrosion fatigue of the chassis parts according to the present invention, Figure 2 shows the evaluation sequence for evaluating the corrosion fatigue of the quantitative and reliable chassis parts according to the present invention 3 is a block diagram illustrating an electrochemical test cell according to the present invention.

본 발명은 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가에 관한 정량적인 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantitative method for evaluating corrosion fatigue of chassis parts for automobiles.

본 발명은 전기화학적으로 샤시부품이 열화되는 환경조건을 설정하고 부식시험조에서 샤시부품을 침지한다음 피로시험 장비로 부식피로 단품내구시험을 하되, 기본적으로 전착된 시편(단품)과 샤시부품의 부식속도가 증가하는 임계조건(가혹한 부식환경)을 설정하고 일정 반복응력하에서 부식피로 시험을 하고, 파단면을 기준으로 전기화학적으로 평가해서 중고차 조사를 통해 획득된 데이터와의 상관관계를 규명하여, 단품 부식피로 내구시험모드를 통해 평가된 부품이 필드 부식피로에 대해 몇 년을 보증할수 있을지 평가할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention is to set the environmental conditions that the chassis parts are deteriorated electrochemically and to immerse the chassis parts in the corrosion test tank and to carry out the endurance test by corrosion fatigue with fatigue test equipment, basically the specimen (single) and the chassis parts By setting the critical condition (severe corrosive environment) to increase the corrosion rate, test the fatigue fatigue under constant cyclic stress, evaluate the electrochemically based on the fracture surface, and examine the correlation with the data obtained through used car survey, The main focus is on evaluating how many years the parts evaluated through the single-piece corrosion fatigue endurance test mode can be guaranteed against field corrosion fatigue.

샤시부품은 차랑주행시 하단부에서 발생하는 치핑으로 인해 도막이 손상되거나 표면에 형성된 산화막이 손상되어 국부적으로 부식이 발생하게 된다. 따라서, 샤시부품의 종류에 상관없이 부식시험조(10)에 넣어 부식피로 한도를 평가할수 있도록 도 1에 도시한 바와 같이 샤시부품의 부품피로 평가장치를 구성한다. Chassis parts are damaged by chipping generated at the lower part of the vehicle while driving, or the oxide film formed on the surface is damaged, thereby causing local corrosion. Therefore, as shown in FIG. 1, the apparatus for evaluating the component fatigue of the chassis component is included in the corrosion test tank 10 so as to evaluate the corrosion fatigue limit regardless of the type of the chassis component.

상기 평가장치는 단품부식피로 시험과 관련하여 부식용액이 저장된 부식시험조(10)와, 부식용액을 일정한 농도로 순환시켜주는 부식용액 순환기(11)와, 시편(12)을 부식시험조(10)의 내부에 장착된 시편(12)에 반복응력을 주는 액츄에이터(13)로 구성되어 있다.The evaluation apparatus includes a corrosion test tank (10) in which a corrosion solution is stored, a corrosion solution circulator (11) for circulating the corrosion solution at a constant concentration, and a test piece (12) in a corrosion test tank (10). It consists of an actuator 13 which gives a repetitive stress to the test piece 12 mounted in the inside.

상기 부식시험조(10)는 일정한 체적을 갖는 직사각체이고, 아크릴 재질로서 수평하게 설치되어 있고, 내부에는 5%의 염화나트륨이 포함된 수용액이 채워져 있다.The corrosion test tank 10 is a rectangular body having a constant volume, is horizontally installed as an acrylic material, and is filled with an aqueous solution containing 5% sodium chloride therein.

또한, 부식시험조(10)의 내부에는 부식용액이 50℃의 온도를 유지할 수 있도 록 히팅장치가 설치되어있고, 시편(12)이 수평방향으로 장착되어 있다. 이때, 시편(12)은 볼트(14)에 의해 체결되어 있고, 볼트(14)의 갈바닉 부식을 억제하기 위해 볼트(14)에 백라이트(15)(BAEKELITE)가 삽입되어 있다.In addition, a heating device is installed in the corrosion test tank 10 to maintain the corrosion solution at a temperature of 50 ° C., and the specimen 12 is mounted in the horizontal direction. At this time, the test piece 12 is fastened by the bolt 14, and the backlight 15 BAEKELITE is inserted into the bolt 14 in order to suppress galvanic corrosion of the bolt 14.

상기 백라이트(15)는 볼트(14)의 부식을 억제함으로써 볼트(14)의 부식이 시편(12)의 부식에 영향을 미치지 않도록 하고, 볼트(14) 체결에 있어서 와셔와 같이 풀림방지역할을 한다.The backlight 15 suppresses the corrosion of the bolts 14 so that the corrosion of the bolts 14 does not affect the corrosion of the test piece 12 and acts like a washer when the bolts 14 are fastened. .

상기 부식용액 순환기(11)는 부식시험조(10)와 배관되어 5%의 염화나트륨을 부식시험조(10)에 공급하고 순환시키는 장치이다. 이때, 부식시험조(10)와 부식용액 순환기(11) 사이에는 펌프가 설치되어 부식시험조(10)에 저장된 부식용액을 계속해서 순환시킨다.The corrosion solution circulator 11 is a device for supplying 5% sodium chloride to the corrosion test tank 10 and circulating with the corrosion test tank 10. At this time, a pump is installed between the corrosion test tank 10 and the corrosion solution circulator 11 to continuously circulate the corrosion solution stored in the corrosion test tank 10.

상기 액츄에이터(13)는 부식시험조(10)의 상부에 수직방향으로 설치되고, 피스톤이 상하이동하여 부식시험조(10)에 장착된 시편(12)에 반복응력을 가하게 된다.The actuator 13 is installed in the vertical direction in the upper portion of the corrosion test tank 10, the piston is moved up and down to apply a repeated stress to the specimen 12 mounted in the corrosion test tank 10.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 부식시험조(10)에 침지된 시편(12)에 액츄에이터(13)를 통해 반복응력이 가해질 때 부식시험조(10)에는 전기화학 시험셀(16)을 구성하게 된다.As shown in FIG. 3, when the cyclic stress is applied to the specimen 12 immersed in the corrosion test tank 10 through the actuator 13, the corrosion test tank 10 constitutes an electrochemical test cell 16. Done.

상기 전기화학 시험셀(16)은 통상의 부식구성에 관한 것으로, 내부에 전해액이 저장된 일정한 크기의 셀하우징(17)과, 작업전극(18), 기준전극(19) 및 그래파이트 카운터 전극(20)으로 구성되어 있다.The electrochemical test cell 16 relates to a conventional corrosion structure, and has a predetermined size of the cell housing 17, the working electrode 18, the reference electrode 19, and the graphite counter electrode 20, in which an electrolyte is stored. It consists of.

상기 작업전극(18)은 전기화학적 반응을 발생시키고, 기준전극(19)은 전위차 를 읽어들이는 기능을 하고, 그래파이트 카운터 전극(20)은 전자를 소모하는 역할을 하며, 작업전극(18)의 하단에는 시편(12)이 부착되어 있다.The working electrode 18 generates an electrochemical reaction, the reference electrode 19 serves to read the potential difference, the graphite counter electrode 20 serves to consume electrons, and the working electrode 18 At the bottom, a specimen 12 is attached.

① 본 발명에 따른 샤시부품의 전착도장된 단품(시편;12)과 경량화 합금소재로 제작된 부품을 준비한 다음 전기화학적 평가를 할수 있도록 일정크기로 절단한다. ① Prepare the parts made of electrodeposited coated parts (samples) 12 and lightweight alloy materials of the chassis parts according to the present invention, and then cut them to a certain size so that they can be subjected to electrochemical evaluation.

② 노면계측으로부터 획득된 데이터를 가지고서 가혹한 부식피로 시험환경(5%의 염화나트륨 수용액, 50℃ 온도유지)을 구성하고, 샤시부품(시편;12) 체결부의 갈바닉거동을 방지하기 위해 실링한다.② Construct the test environment (5% sodium chloride solution, 50 ℃ temperature maintenance) with severe corrosion fatigue with the data obtained from road measurement, and seal to prevent galvanic behavior of the fastening part of chassis part (sample) 12.

즉, 시편(12)을 부식시험조(10)의 내부에 볼트(14)로 체결하고, 볼트(14)에 백라이트(15)를 삽입하여 볼트(14)의 갈바닉 부식을 방지한다.That is, the specimen 12 is fastened to the inside of the corrosion test tank 10 with the bolts 14, and the backlight 15 is inserted into the bolts 14 to prevent galvanic corrosion of the bolts 14.

③ 노면계측으로부터 획득된 데이터를 가지고서 부식시험조(10)에 침지된 샤시부품에 액츄에이터(13)(ACTUATOR)를 통해 반복응력을 인가한다. 이때 반복응력을 인가할 때 부식시험조(10)에는 전기화학 시험셀(16)을 구성하게 된다. ③ Apply the repeated stress through the actuator 13 to the chassis parts immersed in the corrosion test tank 10 with the data obtained from the road surface measurement. At this time, the corrosion test tank 10 when the cyclic stress is applied to constitute an electrochemical test cell 16.

④ 일정 싸이클수에 도달되어 파단이 발생하였을 때 임피던스 분광시험법을 통해 파단된 면 위주로 필드 몇 년에 해당하는지를 평가한다.④ When failure occurs when a certain number of cycles is reached, evaluate how many years the field corresponds to the broken surface by impedance spectroscopy.

⑤ 상기 파단된 면을 야금학적으로 관찰해서 반복응력에 의한 것인지, 부식에 의한 영향이 주(主)인지를 판단한다.(5) Observe the broken surface metallurgically to determine whether it is caused by repeated stress or corrosion.

특히, 부식시험조(10)의 온도조건은 49±1℃로 한다. 부식시험조(10)에 샤시부품을 노출시킨후 2시간동안 안정화시킨다. In particular, the temperature condition of the corrosion test tank 10 is set to 49 ± 1 ℃. The chassis parts are exposed to the corrosion test tank 10 and stabilized for 2 hours.

이를 평가하기 앞서 부식평가용 표준시편(전착도장된 것과 도장되지 않은 것 )을 제작하고 전기화학 시험셀에서 평가하게 된다. Prior to evaluation, standard specimens for corrosion assessment (electrodeposited and unpainted) are prepared and evaluated in an electrochemical test cell.

이때, 전기화학시험을 하는 조건은, 아래와 같다.At this time, the conditions for the electrochemical test is as follows.

-인가되는 전위 범위 : -0.25Voc ~ 1V내외Applied potential range: -0.25Voc ~ 1V

-주사속도(SCAN RATE) : 0.166 mV/secSCAN RATE: 0.166 mV / sec

전착도장된 시편은 도막저항이 크기 때문에 저항보정을 반드시 해야 한다. Electrodeposited specimens have a high film resistance and must be subjected to resistance compensation.

표준시편을 통해 전기화학적 평가가 완료되면 부식이 가속되는 온도조건을 설정하고 유리전이온도를 일반 공기중에서 측정해서 상관관계 유무를 파악하게 된다. Upon completion of the electrochemical evaluation through the standard specimens, the temperature conditions under which the corrosion is accelerated are established and the glass transition temperature is measured in normal air to determine the correlation.

도 4a는 현재 밀도에 따른 전위를 나타내는 그래프이고, 도 4b는 온도에 따른 부식율 및 부식전위를 나타내는 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the potential according to the current density, Figure 4b is a graph showing the corrosion rate and corrosion potential with temperature.

상기와 같은 기초시험을 통해 가속화 부식시험조건을 설정하게 된다. 이때 결정된 온도는 50℃내외이다(도 4a 및 도 4b 참조). 부식시험조(10)에 침지된 샤시부품은 2시간동안 안정화시킨후 시험한다. Through the above basic test, accelerated corrosion test conditions are established. At this time, the determined temperature is about 50 ° C (see FIGS. 4A and 4B). Chassis parts immersed in the corrosion test tank (10) are tested after stabilizing for 2 hours.

이와 같이, 셋팅된 부식환경조(10)에 샤시부품을 노출하고 로워 암(LOWER ARM)과 프론트 크로스 멤버(FRONT CROSS MEMBER)는 하중 447kgf을, 리어 크로스 멤버(REAR CROSS MEMBER)는 390kgf을 부여한다. As such, the chassis parts are exposed to the set corrosion environment tank 10, the lower arm and the front cross member (FRONT CROSS MEMBER) have a load of 447 kg f , and the rear cross member (REAR CROSS MEMBER) has a weight of 390 kg f . Grant.

또한, 동일조건의 하중에서 공기중의 피로특성을 평가한다. 이는 부품별 부식피로에 대한 평가기준을 설정하는 기준을 제공하게 된다. In addition, the fatigue characteristics in the air under the same load are evaluated. This will provide a standard for setting evaluation criteria for corrosion fatigue by parts.

부품별 일정하중에서 파단된 것은 표면분석을 하게 된다. 1차적으로 임피던 스 분광시험법으로 주파수 10mHz ~ 100kHz범위에서 진폭 ±10 mV를 부여하게 된다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 등가회로를 구성해서 데이터를 시뮬레이션 하게 된다. The breakage at the constant load of each part is performed by surface analysis. Firstly, impedance spectroscopy gives an amplitude of ± 10 mV over a frequency range of 10 mHz to 100 kHz. At this time, as shown in FIG. 5, an equivalent circuit is configured to simulate data.

이는 필드에서 주행되었던 중고차 조사를 통해 구축된 데이터와 비교함으로써 상관성을 찾게 된다. The correlation is found by comparing the data constructed through the survey of used cars that were driven in the field.

이는 부식피로 시험모드에 대한 원천기술력을 제공하게 되는데, 다음식과 같이 전세계적으로 유일한 HMC의 법칙을 구성하게 된다. This provides the source technology for the corrosion fatigue test mode, which constitutes the only HMC law worldwide.

Figure 112005058713777-pat00002
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여기서, Nf(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴될 때까지의 휠 싸이클수를, N(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클수를, Nf(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴될 때까지의 휠 싸이클수를, N(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클수를 의미한다. Here, N f (air) is the number of wheel cycles until breakage when a stress of ± 1.3 G is applied in the air environment, and N (air) is the number of cycles where a stress of ± 1.3 G is applied in the air environment, N f (corrosion) is the number of wheel cycles until fracture when ± 1.3G stress is applied in corrosion fatigue environment, and N (corrosion) is the number of cycles where stress is ± 1.3G in corrosion fatigue environment.

이때, N(air)/Nf(air)는 기계적 응력이 작용했을때의 피로수명을 나타내고, N(corrosion)/Nf(corrosion)는 순수 부식이 되었을 때의 피로수명을 나타내며, 상기 1.3G는 차량의 자중에 1.3배 한 값이다.In this case, N (air) / N f (air) represents the fatigue life when mechanical stress is applied, N (corrosion) / N f (corrosion) represents the fatigue life when pure corrosion, 1.3G Is 1.3 times the weight of the vehicle.

또한, 상기 수학식1에서 분모는 이론값이고, 분자는 실험값이다.In Equation 1, the denominator is a theoretical value, and the numerator is an experimental value.

기존의 마이너의 법칙(MINER'S RULE)은 단순히 기계적 응력만을 평가하고 피로수명을 예측했던것에 불과했으나, 본 발명에 따른 HMC의 법칙은 자동차 주행환경에서 나타나는 기계적 응력과 부식피로 환경이 복합적으로 작용할때의 현상을 모사하고 부식피로에 대한 수명을 예측하기위해 개발된 것이다.Conventional Miner's Ruler (MINER'S RULE) merely evaluated mechanical stress and predicted fatigue life.However, HMC's law according to the present invention is based on a combination of mechanical stress and corrosion fatigue in a vehicle driving environment. It was developed to simulate the phenomena and to predict the lifetime of corrosion fatigue.

이는 단순히 경험식이 아니라 전기화학적 원리(부식피로=기계적응력+부식환경)에 근거하여 개발한 것으로서, 이 식을 근거로 단품(샤시부품) 부식피로수명의 예측에 유용하게 적용되며, 단순히 수명만을 평가하는게 아니고 파단되었을때의 수명이 방청평가년수에 어느정도 근접하는지를 전기화학적 평가결과와 결부시킴으로써 상관관계를 규명하여 평가할 수 있다.It is developed based on electrochemical principles (corrosion fatigue = mechanical stress + corrosion environment), not simply empirical. It is useful for predicting the corrosion fatigue life of a single part (chassis part) based on this formula, and simply evaluates the life. Rather than linking the results of electrochemical evaluations to the extent to which the lifespan at the time of rupture is close to the number of years of rust prevention, the correlation can be identified and evaluated.

전기화학적 평가가 완료되면 표면분석을 통해 파단된 면이 어떤 메커니즘을 가지고 진행되었는지를 규명하게 된다. Upon completion of the electrochemical evaluation, the surface analysis reveals the mechanism of the fractured surface.

한 예를 들자면, For example,

북미지역에서 부식피로내구 10년 수명을 만족하기 위한 내구기준으로 부식환경 기준과 부식피로 수명을 다음과 같이 계산할 수 있다.In order to satisfy the 10-year life expectancy of corrosion fatigue in North America, the corrosion environment standard and corrosion fatigue life can be calculated as follows.

Figure 112005058713777-pat00003
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x=86,566Cyclex = 86,566Cycle

캐나다의 경우 1년에 비가 오는 날은 평균적으로 66일(365일 대비 5.53분의 1에 해당)이고, 1년에 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 219,616번 작용하고, 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 48,477번 작용하게 된다.In Canada, rainy days per year average 66 days (one-third of 5.53 compared to 365 days), with ± 1.3G stress 219,616 times per year in the air and ± 1.3 in corrosive fatigue. G stress acts 48,477 times.

이때, 1년에 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클수는 이론상 268,100번이고, 비가 오는 부식환경에서 응력이 작용한 싸이클수(48,477)는 268,100에 5.53분의 1배하여 얻은 수이고, 비가 오지 않는 대기환경에서 응력이 작용한 싸이클수(219.616)는 268,100에 5.53분의 4.53배 하여 얻은 수 이다.In this case, the number of cycles in which stress of ± 1.3G is applied per year is 268,100, and the number of cycles (48,477) under stress in rainy corrosive environment is 268,100 times 5.53 times that of rain. The number of cycles (219.616) under stress in an unused atmosphere is 4.268 times 5.53 times 268,100.

그리고, 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수는 이론값으로 491,906이고, 이에 부식환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수는 상기 식1에 의해 86,566으로서 파단한계를 나타낸다.The number of cycles until failure when the stress of ± 1.3 G is applied in the atmospheric environment is 491,906, and the cycle number until fracture when the stress of ± 1.3G is applied in the corrosive environment is 86,566 according to Equation 1 above. Indicates a break limit.

따라서, 상기 식에 의해 파단되었을때의 수명이 방청평가년수에 어느정도 근접하는지를 전기화학적 평가결과와 결부시킴으로써 상관관계를 규명하여 평가할 수 있다.Therefore, by correlating with the result of electrochemical evaluation how long the service life at the time of breaking by the said formula is close to the number of years of rust prevention evaluation, a correlation can be identified and evaluated.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법에 의하면, 본 발명에 따른 단품용 부식피로 시험평가 기법은 필드와 상관성이 높아 재현성 및 신뢰성 확보가 가능하고, 개발되는 샤시부품의 부식피로 민감도를 명확히 설정함으로써 궁극적 목표인 부식피로에 대한 수명예측을 할 수 있다. As described above, according to the corrosion fatigue evaluation method of the chassis parts for automobiles according to the present invention, the corrosion fatigue test evaluation technique for a single product according to the present invention is highly correlated with the field to ensure reproducibility and reliability, and the chassis developed By clearly setting the corrosion fatigue sensitivity of components, the life expectancy for the ultimate fatigue corrosion fatigue can be estimated.

Claims (2)

단품용 부식피로 시험조건중 부식환경을 설정하는 단계와;Setting a corrosion environment during the test conditions for single-piece corrosion fatigue; 전기화학 시험셀을 포함하는 부식시험조를 구축하는 단계와;Constructing a corrosion test bath comprising an electrochemical test cell; 상기 전기화학 시험셀을 포함하는 부식시험조 내에 침지된 샤시부품에 액추에이터로 반복응력을 인가하여 일정 응력하에서 파단되게 하는 전기화학적 평가를 통해 필드와의 부식피로의 내구성을 HMC의 법칙에 의해 보정하는 단계와;The durability of corrosion fatigue with the field is corrected by HMC's law through an electrochemical evaluation that causes cyclic stress to be broken by applying an actuator to the chassis parts immersed in the corrosion test tank including the electrochemical test cell. Steps; 상기 HMC의 법칙과 전기화학적 평가를 통해 필드 재현성을 평가하는 단계;Evaluating field reproducibility through the law and electrochemical evaluation of the HMC; 를 포함하여 이루어지되, 상기 HMC의 법칙은 Including, but the law of the HMC is
Figure 112006094392670-pat00011
이고,
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ego,
상기 Nf(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수, N(air)는 대기환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클, Nf(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용할 때 파괴까지의 싸이클수, N(corrosion)는 부식피로환경에서 ±1.3G의 응력이 작용한 싸이클수인 것을 특징으로 하는 자동차용 샤시부품의 부식피로 평가방법.The N f (air) is the number of cycles until fracture when the stress of ± 1.3G in the air environment, the N (air) is a cycle in which the stress of ± 1.3G in the air environment, N f (corrosion) is the fatigue fatigue The cycle number until fracture, when the stress of ± 1.3G in the environment, N (corrosion) is the corrosion fatigue evaluation method of the chassis parts for automobiles, characterized in that the cycle number of stress applied to ± 1.3G in the corrosion fatigue environment.
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