涂層技術(shù)在環(huán)衛(wèi)車輛上的應(yīng)用

阮志華

（浙江寶成機(jī)械科技有限公司 浙江寧波 315000）

1 背景

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，國(guó)家環(huán)保力度不斷加大，環(huán)衛(wèi)車輛呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。但是，環(huán)衛(wèi)車輛往往在惡劣的工況下工作，箱體表面在工作過(guò)程中受到腐蝕和摩擦等作用而損傷，嚴(yán)重影響箱體的使用性能和壽命。更換箱體給環(huán)衛(wèi)部門造成了很大的麻煩，大大增加了用戶和生產(chǎn)廠家的運(yùn)營(yíng)成本[1-3]。因此，有效地解決環(huán)衛(wèi)車輛箱體腐蝕和磨損的問(wèn)題,對(duì)于提高環(huán)衛(wèi)車輛的壽命、增大環(huán)保投資效益至關(guān)重要。

近年來(lái)，電弧噴涂技術(shù)可以方便的在普通材料基底上制備功能涂層，達(dá)到防腐、耐磨、隔熱、潤(rùn)滑等作用，從而得到了迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于零件修復(fù)和表面強(qiáng)化等工程領(lǐng)域[4-5]。本文將利用該技術(shù)對(duì)灑水車和垃圾壓縮車箱體進(jìn)行防護(hù)，以提高箱體的使用性能，延長(zhǎng)箱體的使用壽命。

2 涂層技術(shù)在環(huán)衛(wèi)車輛上的應(yīng)用

2.1 ZnAl15 涂層對(duì)灑水車箱體的防護(hù)

目前，灑水車水箱普遍采用普通碳鋼制備，箱體內(nèi)壁采用普通防銹漆涂裝，往往在使用一段時(shí)間后，發(fā)生漆膜脫落，箱體內(nèi)壁出現(xiàn)銹斑的現(xiàn)象。本文采用ZnAl15合金涂層對(duì)其箱體內(nèi)壁進(jìn)行防護(hù)。噴涂前，采用金剛砂進(jìn)行箱體內(nèi)壁噴丸處理，噴砂參數(shù)為：空氣壓力0.5 MPa，噴射角度60°～90°,最終達(dá)到表面清潔度Sa 2.5級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。噴涂材料為高純ZnAl15絲，電弧噴涂參數(shù)為：噴涂電壓30V，噴涂電流120A～150A,噴涂距離200mm,ZnAl15合金涂層厚度約200μm。

研究表明，該合金的涂層組織結(jié)構(gòu)由富Zn相和富Al相組成，其中，富Al相組成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)框架，具有較高的硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，可以為較軟的富Zn相提供可靠的保護(hù)框架，提高涂的耐沖蝕性能，而富Zn相以塊狀形式存在于富Al相的網(wǎng)絡(luò)包圍之中。在腐蝕介質(zhì)中，富Zn相優(yōu)先溶解，陽(yáng)極犧牲作用保護(hù)了鋼鐵箱體，同時(shí)，腐蝕產(chǎn)物可以封閉涂層中的孔隙，從而減緩?fù)繉拥母g速率[6]。結(jié)果表明，ZnAl15涂層的自腐蝕電位為-1.08V(vs SCE)，腐蝕電流密度為4.85×10-3mA/cm2，表明ZnAl15涂層具有較低的電位和較強(qiáng)的腐蝕傾向，可以對(duì)箱體提供有效的陰極保護(hù)，同時(shí)還具有良好的耐蝕性能。

2.2 3Gr13 馬氏體不銹鋼涂層對(duì)垃圾壓縮車箱體的防護(hù)

垃圾壓縮車的箱體普遍使用Q345鋼板，在垃圾滲濾液中多種酸、堿、鹽和細(xì)菌微生物的作用下，車身面臨著嚴(yán)重的腐蝕。同時(shí),垃圾壓縮過(guò)程中推板和垃圾的摩擦，導(dǎo)致底板嚴(yán)重磨損，加速了底板的失效[2-3]。馬氏體不銹鋼材料兼?zhèn)淞己玫哪透g性和耐磨性能，在垃圾壓縮車箱體內(nèi)壁制備馬氏體不銹鋼涂層是提高垃圾壓縮車箱體防腐耐磨性能的有效措施。

箱體噴涂前，采用金剛砂對(duì)箱體內(nèi)壁進(jìn)行噴砂處理，主要參數(shù)為：空氣壓力0.5 MPa，噴射角度60°～90°,最終達(dá)到表面清潔度Sa 2.5級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。噴涂材料為高純3Cr13不銹鋼絲，電弧噴涂參數(shù)為：噴涂電壓38V,噴涂電流160A，空氣壓力0.8MPa,噴涂距離300mm，涂層厚度約200μm。噴涂完畢后，采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封閉處理，進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能。

研究表明，3Cr13涂層組織致密,具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，在電弧噴涂的過(guò)程中，熔化的顆粒以一定的速度撞擊基底而展開(kāi)、平鋪和凝固，由此形成了薄片疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)。3Cr13涂層的顯微硬度達(dá)450HV，和基底的結(jié)合強(qiáng)度約35MPa。電弧噴涂時(shí),3Cr13馬氏體鋼絲被電弧熔化,細(xì)小熔滴在極短時(shí)間內(nèi)完成凝固和馬氏體相變過(guò)程,形成具有較高硬度和耐磨性的涂層,而且馬氏體相變體積增大效應(yīng)部分地補(bǔ)償了涂層的收縮應(yīng)力,降低了涂層的開(kāi)裂傾向,提高了涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)灑水車和垃圾壓縮車箱體腐蝕和磨損的問(wèn)題，采用涂層技術(shù)對(duì)箱體進(jìn)行了有效的防護(hù)。該技術(shù)的實(shí)施有效解決了環(huán)衛(wèi)車輛箱體腐蝕和磨損的問(wèn)題,延長(zhǎng)了環(huán)衛(wèi)設(shè)備的使用壽命，降低環(huán)衛(wèi)部門的運(yùn)營(yíng)成本，增大環(huán)保投資效益，對(duì)我國(guó)環(huán)衛(wèi)機(jī)械的技術(shù)升級(jí)起到良好的示范作用。

[1]周德璧,崔莉莉,李琳,曲軍林,胡劍文.304不銹鋼在垃圾滲濾液中的腐蝕行為[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2009(21):48-51.

[2]霍維周,董雪青.大型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車箱腐蝕與防護(hù)研究[J].環(huán)境與園林,2002(4):16-17.

[3]閔小兵,夏光明,周建橋,賀立,盧靜.先進(jìn)涂層技術(shù)在工程和環(huán)衛(wèi)機(jī)械上的應(yīng)用[J].金屬材料與冶金工程，2010(38):17-20.

[4]杜令忠,徐濱士,楊華,張偉剛.高速電弧噴涂3Cr13鋼涂層的組織及在含細(xì)沙油潤(rùn)滑條件下的磨損性能,金屬熱處理,2007(32):10-12.

[5]王艷燕.電弧噴涂馬氏體不銹鋼涂層的組織和性能研究.[D].遼寧：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2012.

[6]張忠禮.鋼結(jié)構(gòu)熱噴涂防腐蝕技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.