淺談表面處理工藝在DCT變速箱上的應(yīng)用

王文浩，寧壘，張道譜

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

淺談表面處理工藝在DCT變速箱上的應(yīng)用

王文浩，寧壘，張道譜

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著研發(fā)技術(shù)水平的提升，越來越多的國內(nèi)汽車制造企業(yè)完成或啟動DCT變速箱的開發(fā)工作。在新產(chǎn)品設(shè)計之初需要充分借鑒已有競品的設(shè)計元素，來避免產(chǎn)品可能存在的問題。文章結(jié)合部分主流變速箱的拆解分析，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，總結(jié)出常見表面處理工藝在DCT變速箱上的應(yīng)用實例。

DCT變速箱；表面處理

CLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)11-41-03

1 概述

變速箱總成是多種產(chǎn)品的集合產(chǎn)物，這些產(chǎn)品或支撐、或緊固、或密封、或散熱、或潤滑、或傳遞力矩，作為動力傳輸?shù)闹匾考?，金屬是?dāng)之無愧的主角。在整車搭載工況下，變速箱所處的環(huán)境多為發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部或靠近底盤的區(qū)域，總成下端距離地面之間僅有部分區(qū)域有塑料板件遮擋或直接全部裸露在外，工作環(huán)境較為惡劣。DCT變速箱在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，集成了大量的電控設(shè)備及機(jī)械結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)手動變速箱有較大差異。為避免總成上的金屬件氧化導(dǎo)致的產(chǎn)品件功能失效，需在滿足其特殊使用工況下確?？偝杉ぷ鞯目煽啃?，同時綜合考量成本因素，金屬部件表面處理工藝的選擇就顯得尤為的必要。

2 DCT常用表面處理工藝介紹

2.1 電泳類產(chǎn)品在DCT變速箱上的應(yīng)用

電泳工藝目前采用的多為陰極電泳，即被涂物為陰極，電泳涂料是陽離子型，是通過對電泳槽中的電極通電，在被涂物上析出膜裝涂層的一種涂裝工藝。電泳后的產(chǎn)品有較好的外表光澤度，其工藝性較電鍍略有優(yōu)勢，原料利用率高，污染小，生產(chǎn)性高，性價比好，多適用于中低度耐腐蝕性要求的金屬板件。目前在產(chǎn)的主流DCT變速箱上的油底殼均為電泳工藝處理（塑料基材、不銹鋼基材的除外），鑒于其作為直接外露產(chǎn)品，與大氣直接接觸，且多位于發(fā)艙內(nèi)或近底盤區(qū)域，故應(yīng)具有較高的耐腐蝕性能，經(jīng)測量，此類產(chǎn)品的平均膜厚在 20μm以上，某些一線品牌的產(chǎn)品更是超過了 30μm，在前處理工藝一致的前提條件下，一般來說電泳產(chǎn)品的膜厚與耐腐時間成正比，根據(jù)QC/T 484《汽車油漆涂層》4.1.11a鹽霧劃痕試驗驗證，此類產(chǎn)品的耐銹蝕多能滿足300h以上的等級。此外，漆膜的附著力也是不可忽視的一項重要指標(biāo)，在百格試驗中0/1級指標(biāo)通常也是要求之一。考慮到油底殼多位于變速箱總成的下端面，對電泳涂層的抗沖擊性能也需要明確。

在變速箱內(nèi)部的薄板沖壓件也可使用電泳產(chǎn)品，如國內(nèi)某知名自主品牌的 DCT變速箱內(nèi)部擋油板采用的就是此種工藝，因正常使用過程中其會被油液覆蓋，工作環(huán)境較好，故其膜厚及耐腐蝕性能可適當(dāng)降低，滿足在裝配前流轉(zhuǎn)過程中的基礎(chǔ)防腐性能即可。

不論電泳件的防腐等級最終如何選擇，因變速箱的特殊工作特性，殼體內(nèi)部的產(chǎn)品件多會浸于油液之中并且其工作環(huán)境存在熱交變，故電泳涂層與油液及工作環(huán)境的兼容性是必須考慮到的。電泳漆必須能夠滿足變在變速箱工作油溫及工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)的正常使用，同時與油液兼容性良好，否則涂層會存在剝落的風(fēng)險。DCT變速箱對內(nèi)部產(chǎn)品件的清潔度要求極高，而剝落的油漆涂層無疑是致命的。

圖1 300h鹽霧劃痕試驗后的某DCT變速箱油底殼表面

2.2 電鍍類產(chǎn)品在DCT變速箱上的應(yīng)用

說到電鍍產(chǎn)品，首先不得不提的是標(biāo)準(zhǔn)件，此類產(chǎn)品若是鐵基的則大部分是采用電鍍工藝，部分頂級車型考慮減重及減少電偶腐蝕也采用鋁制或合金的殼體連接螺栓則無需電鍍處理。電鍍的種類也較多，鍍白鋅、彩鋅、黑鋅、鋅鎳合金，可根據(jù)位置及性能需要不同做選擇。高檔變速箱的螺栓選用多考慮其可靠性，此類變速箱殼體的外部緊固螺栓則多為電鍍鋅鎳產(chǎn)品，該處理工藝成形的產(chǎn)品耐腐蝕性能優(yōu)異，參照GB/T 10125 《人造氣氛鹽霧試驗》中性鹽霧試驗驗證，除拆裝時導(dǎo)致的部分易磨損區(qū)域外，余部位均可以滿足500h以上無紅銹的性能指標(biāo)，此類耐腐蝕性能，基本能保證在產(chǎn)品件的使用壽命內(nèi)不會出現(xiàn)基體腐蝕現(xiàn)象。部分DCT變速箱的殼體連接螺栓則采用普通鍍鋅工藝，但因表面增加了封閉處理，也能達(dá)到較高（如200h無基體腐蝕）的耐腐蝕性能要求。緊固件類產(chǎn)品在選用不同的表面處理工藝時，會造成摩擦系數(shù)的變化，對擰緊會產(chǎn)生影響而導(dǎo)致連接失效，這是在變更表面處理工藝時需要密切關(guān)注的。

部分結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致的易積水或易磨損位置，一般要求的耐腐蝕等級也較高，多采用鍍黑鋅或鋅鎳處理，如駐車搖臂軸、駐車?yán)骷捌渫獠窟B接螺栓。

中小尺寸且結(jié)構(gòu)簡單的外部板件沖壓制支架可采用鍍鋅工藝，與殼體顏色近似，能兼顧防腐與美觀的功效。一般滿足 200h以上的中性鹽霧試驗無基體腐蝕的性能可滿足正常工況使用。

一些工作環(huán)境較好的外部金屬件則采用普通鍍鋅工藝，如通氣閥芯體，該類部件多位于變速箱較高位置，不易積水，且上端多有塑料件覆蓋，在正常使用工況下幾乎不會產(chǎn)生基體腐蝕，一般滿足24h無白銹，72h無基體腐蝕以上的防腐性能即可兼顧性能要求及成本控制需要。

圖2 240h中性鹽霧試驗后的某DCT變速箱標(biāo)準(zhǔn)件、支架產(chǎn)品（局部）

2.3 磷化類產(chǎn)品在DCT變速箱上的應(yīng)用

工件浸入磷化液后，在表面沉積成一層不溶于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)換膜的過程，稱之為磷化。根據(jù)QC/T 625定義，該表面處理工藝可滿足8h以上的中性鹽霧試驗。受限于其低耐腐蝕性能，故只能做預(yù)防工件流轉(zhuǎn)過程中的基礎(chǔ)防腐處理，一般DCT變速箱內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)件、小支架類產(chǎn)品因其正常使用過程中有油液浸覆，工作環(huán)境良好，基本不會產(chǎn)生基體腐蝕而多使用此類工藝進(jìn)行表面處理。此種表面處理工藝的選擇則是綜合考量性價比及使用性需要的結(jié)果。

圖3 某DCT變速箱內(nèi)部緊固件（磷化處理）

2.4 達(dá)克羅產(chǎn)品在DCT變速箱上的應(yīng)用

達(dá)克羅又稱鋅鉻膜涂層、鋅鋁涂覆，具有極高的防腐蝕及耐熱性能，且生產(chǎn)過程中基本不產(chǎn)生有毒有害的廢水廢氣，得到了廣泛的應(yīng)用推廣。但其表面硬度不高、耐磨性不好，易產(chǎn)生粉塵，因DCT變速箱對內(nèi)部組件及裝配環(huán)境的清潔度有較高要求，故此種工藝不推薦在DCT變速箱內(nèi)部或箱體連接處的產(chǎn)品件上使用。其主要作為變速箱總成外部的緊固螺栓或螺母的表面處理，且鋅鉻涂層與鋁及其合金不會產(chǎn)生電偶腐蝕，適用于與鋁及其合金接觸的鋼鐵工件的表面保護(hù)。但因此種工藝會導(dǎo)致成品件導(dǎo)電性能差，而不能用作搭鐵螺栓的表面處理。常見的如殼體表面安裝支架的固定螺栓、螺母，變速箱懸置的雙頭螺柱多采用此類表面處理工藝。根據(jù)其烘涂工藝的不同，耐腐蝕性能有一定差異，一般二涂二烘涂層厚度達(dá)到6μm以上時，經(jīng)歷中性鹽霧試驗可滿足500h無基體腐蝕的性能要求，在惡劣工作環(huán)境下的也能夠確保產(chǎn)品件的可靠使用。

圖4 500h中性鹽霧試驗后的某DCT變速箱懸置緊固件（達(dá)克羅處理）

3 總結(jié)

以上為DCT變速箱上較為常見的表面處理工藝，綜合來看變速箱產(chǎn)品件的表面處理工藝的選擇應(yīng)以產(chǎn)品件的使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)特性、工作特性為基礎(chǔ)綜合考慮性價比進(jìn)行選擇，部分特殊位置產(chǎn)品的表面處理工藝及耐腐蝕等級的選定還需要綜合整車的道路環(huán)境試驗結(jié)果來最終確定，目的是確保其滿足使用要求。在定位較高端的產(chǎn)品件中，為確保部件的耐腐蝕性能可靠，提升產(chǎn)品在使用過程中的外觀質(zhì)量感，采用更等級的表面處理工藝也是明智之選。

[1] 林玉珍,楊德鈞.腐蝕和腐蝕控制原理[M].北京:中國石化出版社.2007.

[2] 李久青,杜翠薇.腐蝕試驗方法及監(jiān)測技術(shù)[M].北京:中國石化出版社.2007.

Surface treatment applying on Double Clutch Transmission

Wang Wenhao, Ning Lei, Zhang Daopu
( Anhui Jianghuai Automotive group Co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

More and more domestic automobile manufacturing enterprises complete or start the development of the DCT with the promotion of research and development technology. At the beginning of the new product design, it requires full reference for competitors’ design elements to avoid the products there may be a problem. This article summed up the common surface treatment on DCT application instance which based on the disassembling and analysis of the mainstream DCT and combine with practical work experience.

Double Clutch Transmission; Surface treatment

U463.4

：A

：1671-7988 (2017)11-41-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.11.015

王文浩，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。