新能源汽車用電池冷卻換熱器表面處理設(shè)備的研制

歷冬　劉印　孫海洋

[摘要]文章從技術(shù)角度對新能源汽車電池?fù)Q熱器無鉻環(huán)保表面處理裝置的研制進(jìn)行了深刻的探討，將國際領(lǐng)先的無鉻技術(shù)應(yīng)用到新能源汽車電池?fù)Q熱器的表面處理上，提高了產(chǎn)品的抗鹽霧實驗?zāi)芰?，增加了使用壽命，更重要的是解決了環(huán)保的難題。

[關(guān)鍵詞]汽車；電池冷卻換熱器；無鉻；表面處理；環(huán)保

1問題的提出

隨著國際汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，新能源汽車作為一種特殊的消費(fèi)品漸漸走進(jìn)普通消費(fèi)者。不但在款式上要求新穎、時尚，在質(zhì)量上更是要求越來越嚴(yán)格。汽車電池冷卻換熱器作為主要裝車零部件，應(yīng)不斷提高使用壽命，降低消費(fèi)者使用成本，使得新能源汽車真正走進(jìn)尋常百姓家。

2原理說明

該機(jī)用于汽車電池冷卻換熱器的表面防腐處理。防腐處理是將鋁質(zhì)合金基體表面轉(zhuǎn)化成鈍化層，這種鈍化層對鋁質(zhì)合金表面保護(hù)是雙重的，首先，不溶性膠質(zhì)的特性，對于腐蝕介質(zhì)是一種屏障，其次，對穿透膠質(zhì)的腐蝕介質(zhì)有緩蝕的作用。

酸浸蝕可以除去工件表皮的氧化物，同時使鋁質(zhì)合金表面金屬處在活化狀態(tài)，酸浸蝕中，酸液的濃度控制是非常重要的，濃度過高，會損傷工件的表面，使表面出現(xiàn)凹坑，濃度過低，則達(dá)不到浸蝕效果，使氧化物去除不徹底，工件表面會出現(xiàn)大小不等的花斑，根據(jù)生產(chǎn)實踐，酸溶液中的游離酸度控制在FA9-12點(diǎn)為宜，同時，浸泡的時間應(yīng)控制在90-120秒，浸泡過程中需要不停的搖動工件，以便工件復(fù)雜的表面能夠與酸液充分接觸，經(jīng)過這道工序，工件表面應(yīng)是呈現(xiàn)附有光澤的銀白色，如果處理過度或處理不足，就不會出現(xiàn)這種效果。

工件經(jīng)過酸浸蝕的處理后必須進(jìn)行流水清洗和甩干，而不能直接進(jìn)行酸鈍化，因為如果直接直接進(jìn)入鈍化槽，工件表面殘留的酸液會改變鈍化槽中溶液的濃度和成分，從而影響鈍化效果。

工件在進(jìn)行酸鈍化時，鈍化液的濃度、成分、鈍化溫度和鈍化時間，都是影響鈍化效果的因素。試驗表明，鈍化時間短，涂層膜會很薄，膜的顏色比較淺；隨著時間的加長，顏色會由淡黃色向黃褐色方向轉(zhuǎn)化、膜層也逐漸加厚，耐蝕性提高；但時間過長，膜層就會變得疏松、不致密、甚至脫落，顏色也會變成黑褐色，個別地方還會出現(xiàn)黑斑。提高溶液的溫度可以加快成膜的速度，但溫度過高，成膜速度過快，會使鈍化層和金屬的粘附強(qiáng)度降低，劇烈的震動和磨擦?xí)斐赦g化層的脫落。轉(zhuǎn)化鈍化層，目前是鋁質(zhì)合金制品表面處理的最有效方法之一。出于環(huán)保的原因，目前最好的工藝方法是無鉻處理。

無鈍化的處理方法可以獲得耐腐蝕性較高的鈍化膜，經(jīng)過該工藝方法處理后的工件，中性鹽霧試驗可以通過8個周期，初步的研究表明，以不同配方組成的鈍化液，可以處理在不同領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的鋁質(zhì)合金制品，其成本低，加工工藝簡單方便，適合大批量的生產(chǎn)。

經(jīng)過該工藝處理后的工件，表面的顏色美觀，光澤感強(qiáng)，而且不存在污水處理的問題，所以目前在汽車電池冷卻換熱器領(lǐng)域內(nèi)，鋁質(zhì)合金制品表面處理的技術(shù)已經(jīng)提升到無鉻處理。

3規(guī)格參數(shù)

設(shè)備外形尺寸：27×7.5×5米（長×寬×高）如圖1。

設(shè)備總功率：220KW

運(yùn)行速度：12件/6分鐘

總重量：24噸

珩車行走速度：18M/MIN

輸送鏈速度：15M/MIN

甩干槽轉(zhuǎn)速：800RPM

4主要構(gòu)成

4.1運(yùn)轉(zhuǎn)筐：用于裝載工件。

4.2清洗槽：一個單體清洗槽和兩個雙連體清洗槽，單體清洗槽的作用是除去工件表面的灰塵和雜質(zhì)及部分油污，雙連體清洗槽的作用是稀釋并清洗在前一道工序中工件表面的殘留酸液。

4.3脫脂槽：工件在脫脂槽中進(jìn)行酸浸蝕，酸浸蝕可以除去工件表皮的氧化物，同時使鋁質(zhì)合金表面金屬處在活化狀態(tài)，經(jīng)過這道工序，工件表面應(yīng)是呈現(xiàn)附有光澤的銀白色。

4.4化成槽：工件表面在化成槽內(nèi)形成防腐的鈍化層，工件在進(jìn)行堿鈍化時，鈍化液的濃度、成分、鈍化溫度和鈍化時間，都是影響鈍化效果的因素。提高溶液的溫度可以加快成膜的速度，但溫度過高，成膜速度過快，會使鈍化層和金屬的粘附強(qiáng)度降低，劇烈的震動和磨擦?xí)斐赦g化層的脫落?；刹壑械拟g化液由加熱器進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在70°-75°。

4.5補(bǔ)液裝置：補(bǔ)液裝置是與脫脂裝置及化成裝置配套使用的。在脫脂裝置及化成裝置內(nèi)的處理液會被工件帶走一部分，造成一定量的藥液損失，都需要定期補(bǔ)充。

4.6甩干裝置：工件離開藥液槽和水槽后，被機(jī)械手吊裝在空中（浸液槽上方）約有20～40秒鐘，此過程稱之為“滴液”，滴液時間由程序控制并可調(diào)整。但是經(jīng)過滴液處理的工件表面仍有很多處理液，所以必須在甩干裝置中再進(jìn)行“甩干”處理，使甩出的液體留在甩干槽內(nèi)。

5結(jié)語

汽車電池冷卻換熱器無鉻環(huán)保表面處理裝置的研制成功，為換熱器生產(chǎn)企業(yè)解決了實際難題。目前該生產(chǎn)線正應(yīng)用在天津、沈陽、北京、上海等地的企業(yè)中。用戶認(rèn)為該機(jī)環(huán)保性能好，設(shè)計新穎、實用。這臺專機(jī)的研制成功不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，同時在國際上也是技術(shù)領(lǐng)先。目前日本等多家大型企業(yè)正在與我們洽談技術(shù)合作。