電泳工藝在車輛涂裝的運用

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本文作者：黃昌文1陳毛權(quán)2作者單位：1.安徽安簧機械股份有限公司2.合肥工業(yè)大學(xué)

1（略）。

1.1（略）。

1.2（略）。

2鋼板彈簧涂裝工藝的改進

在提高產(chǎn)品耐鹽霧性能和控制涂裝成本的前提下，分別試驗了以下幾種改進鋼板彈簧涂裝材料及噴涂方式的工藝方案。

（1）方案1

簧片噴丸→單片簧片手工噴涂聚氨酯雙組分底漆（沒有前處理工藝）→組裝后總成手工噴涂聚氨酯雙組分面漆→自干后下線。將該工藝用于某軍車鋼板彈簧的涂裝生產(chǎn)，涂層的耐鹽霧性能為240h左右。但該工藝只能手工操作（因油漆固化時間短，不適合靜電噴涂），涂裝效率低，油漆利用率低且質(zhì)量不穩(wěn)定。

（2）方案2

簧片噴丸→單片簧片手工噴涂環(huán)氧富鋅底漆（沒有前處理工藝）→組裝后總成靜電噴涂聚醇酸樹脂面漆→自干后下線。將該工藝用于IVECO軍車和出口板簧的涂裝生產(chǎn)，產(chǎn)品耐鹽霧試驗時間為150~300h。但手工噴涂（不適合靜電噴涂）底漆的生產(chǎn)效率低下、油漆利用率低，且質(zhì)量不穩(wěn)定；同時環(huán)氧富鋅底漆價格昂貴，鋼板彈簧涂裝成本比一直采用的涂裝工藝成本高出200元/t左右。

（3）方案3

借鑒國內(nèi)其他廠家經(jīng)驗。某鋼板彈簧廠有1條鋼板彈簧總成簡易電泳線，采用鋼板彈簧總成脫脂→磷化→電泳→低溫烘干的涂裝工藝。該工藝投資小、生產(chǎn)成本較低，但存在片間不能吸附漆膜、鋼板彈簧總成耳孔粘漆等缺陷。耐鹽霧時間為90~120h。

3鋼板彈簧的電泳涂裝工藝

上述方案在一定程度上能夠提高鋼板彈簧涂層耐鹽霧的性能，但仍達(dá)不到整車生產(chǎn)廠新的標(biāo)準(zhǔn)要求。在對國內(nèi)外汽車零部件行業(yè)的先進電泳涂裝生產(chǎn)線進行考察之后，開展了多輪工藝試驗，確認(rèn)在鋼板彈簧行業(yè)采用陰極電泳涂裝工藝的條件已經(jīng)成熟，提出了鋼板彈簧采用“單片陰極電泳+總成靜電噴漆”的涂裝工藝方案，并投資建成了鋼板彈簧陰極電泳生產(chǎn)線。按此方案生產(chǎn)的鋼板彈簧涂層的耐鹽霧性能超過300h。下面簡要介紹一下鋼板彈簧應(yīng)用電泳涂裝工藝的試驗情況。

（1）鋼板彈簧單片簧片的陰極電泳涂裝工藝流程

鋼板彈簧單片簧片的陰極電泳涂裝工藝流程見表1。

（2）鋼板彈簧電泳工藝方案的特點

a.整條電泳涂裝線的前處理、電泳及烘干等工序采用連續(xù)式懸掛輸送鏈垂直吊掛工件，利用吊掛點與工件中心孔壁接觸導(dǎo)電。b.前處理采用噴淋式處理，預(yù)脫脂槽液和脫脂槽液的加熱采用槽內(nèi)加熱的方式，磷化槽液采用槽外板式熱交換器加熱。c.前處理采用多級逆向清洗方式，既提高了清洗質(zhì)量，又節(jié)約用水。d.使用低污染的磷化劑或環(huán)保型硅烷材料（當(dāng)時的設(shè)計方案是使用前者，但后者成熟后可以無縫切換），通過板框式壓濾機對磷化液進行除渣處理。e.陰極電泳設(shè)備主要由陰極電泳槽、漆液循環(huán)攪拌系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)及極液槽、極液循環(huán)系統(tǒng)、漆液溫度調(diào)節(jié)裝置、直流電源及導(dǎo)電系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。f.烘干室由保溫室體、送/回風(fēng)管道、燃?xì)饧訜嵯到y(tǒng)、廢氣排氣裝置及自動控溫系統(tǒng)等組成；采用天然氣作為能源，烘干室結(jié)構(gòu)為橋式爐。與直通式烘干室相比，減少了烘干室進/出口處的熱氣外溢。g.鋼板彈簧表面經(jīng)噴丸除銹，所以前處理未采用酸洗工藝。電泳涂裝線產(chǎn)生的廢水（主要為堿性脫脂廢水和酸性磷化廢水）排放至廢水收集池，經(jīng)污水處理站處理后達(dá)標(biāo)排放。

（3）電泳涂膜的加熱固化對鋼板彈簧噴丸后殘余應(yīng)力和疲勞壽命的潛在影響

從表1看出，電泳漆膜的加熱固化溫度為160~170℃，時間為30min。這個過程可能會對鋼板彈簧噴丸后的殘余應(yīng)力造成不好的影響，進而縮短鋼板彈簧的臺架疲勞壽命及實際使用壽命。在生產(chǎn)線上隨機抽取了8片噴丸后的鋼板彈簧，其中的4片只噴丸不涂漆，另外4片經(jīng)過電泳、烘烤固化（溫度為190℃，時間為30min），然后在富奧遼寧汽車彈簧有限公司用X350應(yīng)力檢測儀進行了殘余應(yīng)力測定（表2）。試驗結(jié)果表明，兩種情況的殘余應(yīng)力值偏差不超過5%，小于允許的測試波動差（±13MPa），證明電泳漆的加熱固化對鋼板彈簧噴丸后的殘余應(yīng)力沒有顯著影響。另外，還對電泳涂裝鋼板彈簧與靜電涂裝鋼板彈簧進行了臺架疲勞壽命對比試驗。結(jié)果表明，電泳涂裝產(chǎn)品的臺架疲勞壽命比原來靜電噴涂產(chǎn)品的臺架疲勞壽命略高（一般高5%~10%）。

4結(jié)論

鋼板彈簧陰極電泳線已投產(chǎn)半年（目前主要應(yīng)用于高端產(chǎn)品），運轉(zhuǎn)狀況良好，在鋼板彈簧耐鹽霧能力、生產(chǎn)成本和環(huán)境保護等方面均取得了滿意的效果，推廣應(yīng)用前景廣闊。a.大幅度提升了鋼板彈簧的防腐能力，電泳涂層厚度為22~26μm，耐鹽霧性能超過300h。b.電泳工藝雖然增加了動力和烘烤成本，但電泳漆的價格和常規(guī)靜電漆相近，且涂料利用率達(dá)到95%以上，使油漆成本大幅下降，所以總成本增長不大。c.根據(jù)鋼板彈簧工藝特性，省去酸洗工序，采用環(huán)保型磷化液，同時配合以廢水處理措施，順利解決了電泳的污染問題。