重卡車架涂裝工藝探討

王旸

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重卡車架涂裝工藝探討

王旸

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章主要從涂裝工藝現(xiàn)狀及涂裝中所用的材料方面對重卡車架涂裝工藝進行了探討，并跟蹤了車架涂裝的發(fā)展情況。

重卡車架；工藝；涂裝材料；發(fā)展

前言

重卡車架是整個卡車的基體，重卡上的絕大多數(shù)部件和總成都需要通過車架來固定位置，而且車架還承載著車內(nèi)外的各種載荷。其性能的好壞直接關(guān)系到整車性能的好壞。

重卡車架一般由8-12mm的熱軋鋼板經(jīng)過沖壓成型、鉚接或者焊接組裝而成，做為整個卡車的載體，位于卡車的下部，長期受路面砂石沖擊和各種環(huán)境的侵蝕,使用環(huán)境非常惡劣，為確保車架性能的可靠，必須保證重卡車架具有極好的防腐性能，以避免發(fā)生由腐蝕引起的材料功能下降、結(jié)構(gòu)損壞等弊病。車架在卡車上路行駛后外露部分很少，即使產(chǎn)生銹蝕也很難被及時發(fā)現(xiàn)，因此保證車架的高質(zhì)量涂裝勢在必行。

1 重卡涂裝工藝現(xiàn)狀

1.1 涂裝方式

根據(jù)前處理電泳方式的不同，目前國內(nèi)車架涂裝可分為兩種方式：散件涂裝后鉚接和車架總成后涂裝，這兩種方式目前國內(nèi)都有應(yīng)用，各有利弊。

1）散件涂裝后鉚接

此種生產(chǎn)方式能大幅度提高縱梁夾層等電泳盲區(qū)的漆膜質(zhì)量，有效提升整個車架的防腐蝕水平，但是此種生產(chǎn)方式存在以下缺點：

①車架的生產(chǎn)組織不容易開展；

②建廠規(guī)劃時可以從容安排生產(chǎn)線，但是很多老廠需要重新上一條零部件電泳線；

③在貯藏、轉(zhuǎn)運及裝備過程中漆膜表面容易被劃傷，需要重新噴涂面漆；目前此種生產(chǎn)方式國內(nèi)和國外新建廠商應(yīng)用比較多。

2）車架總成后涂裝

此種生產(chǎn)方式目前國內(nèi)應(yīng)用較廣，優(yōu)缺點同樣明顯。優(yōu)點是生產(chǎn)組織較為簡單，生產(chǎn)效率高，缺點是生產(chǎn)中由于結(jié)構(gòu)限制等原因，存著合梁重疊部位電泳不上等問題，影響整個車架的防腐蝕性能。

1.2 涂裝材料

根據(jù)車架涂裝生產(chǎn)中使用的涂裝材料，可分三大類；即前處理材料，電泳材料和面漆材料進行分別探討。

1）前處理材料：目前車架應(yīng)用的前處理材料主要是傳統(tǒng)的磷化處理工藝和鋯化處理工藝。

磷化處理作為傳統(tǒng)的表面處理方式，目前應(yīng)用最為廣泛，但是隨著先進技術(shù)的發(fā)展和日益嚴格的國家環(huán)保管理要求，鋯化處理近些年發(fā)展很快，大有取代磷化之勢，但是由于電泳后鹽霧性能還達不到目前眾多企業(yè)標準，所以很多企業(yè)還在觀望中。

相比于傳統(tǒng)的磷化處理工藝，鋯化處理工藝有如下幾個大的優(yōu)點：

①可常溫處理，如遇冬季溫度較低時，看適當加溫到20℃以上，可以節(jié)約大量能源；

②槽液沉渣量較少，不易堵塞循環(huán)管路，噴淋管路和噴嘴，沉渣處理費用較低；

③環(huán)保，原液中不含磷，不含鋅、錳、鎳等元素，無硝酸鹽和亞硝酸鹽；

④無需表調(diào)工藝，在生產(chǎn)線設(shè)計時可減少設(shè)備投入。

當然，鋯化處理工藝也不是完美無缺。首先，鋯化處理對前道清洗工藝和水平要求較高；其次鋯化液中氟離子含量較高，目前大多生產(chǎn)廠家沒有提及，如果將來環(huán)保要求提高，這也是一個必須關(guān)注的結(jié)點；還有就是由于鋯化膜非常薄，所以經(jīng)鋯化處理的工件極易返銹，另外一般鋯化對電泳泳透力要求較高，需要專門的配套電泳漆，這樣也會增加企業(yè)的隱性生產(chǎn)成本，最后，最為關(guān)鍵的一點是，目前的冷板或熱板經(jīng)過鋯化處理后電泳，鹽霧試驗結(jié)果極不穩(wěn)定，且遠低于磷化處理后電泳工藝方案。

2）電泳材料：目前，國內(nèi)車架處理用電泳漆主要是兩種：環(huán)氧陰極電泳漆和環(huán)氧丙烯酸陰極電泳漆。

環(huán)氧電泳漆具有很好的漆膜附著力、機械性能好，耐磨，耐沖擊、優(yōu)異的耐腐蝕性能、保質(zhì)期長等特點得到廣泛應(yīng)用，但是由于環(huán)氧樹脂中含有芳香醚鍵，固化后的漆膜在太陽的紫外線照射下就容易降解斷鏈，所以通常環(huán)氧電泳漆在戶外日光照射后涂膜很容易失光和粉化，導(dǎo)致漆膜耐腐蝕性能下降。

隨著人們對車架涂裝質(zhì)量的日益關(guān)注，具有底面合一功能的環(huán)氧丙烯酸陰極電泳底漆也被開發(fā)出來。以丙烯酸為主體的陰極電泳涂料，由于其漆膜對光的主吸收峰在太陽光譜范圍之外，所以具有優(yōu)良的耐光性和耐老化性，利用環(huán)氧系樹脂和丙烯酸系樹脂表面張力的不同，在固化時，表面張力大、耐蝕性好的的環(huán)氧樹脂沉于下層，表面張力小、耐候性好的丙烯酸樹脂浮于表面層，從而在基材表面形成了耐候性和耐腐蝕性都較好的“底面合一”型陰極電泳涂料。但是與單獨的環(huán)氧電泳漆相比，在耐腐蝕性上又有很大的降低。

3）面漆材料：出于對老化和防腐性能的多重考慮，有些廠家采用雙涂層，即底漆加面漆體系，底漆一般采用陰極電泳，面漆采用粉末涂料或者丙烯酸聚氨酯面漆，總涂層厚度可達50微米以上，目前也有廠家采用聚脲涂料。

采用陰極電泳底漆加丙烯酸聚氨酯面漆工藝，此工藝不僅鹽霧試驗?zāi)軡M足大于720小時的要求，也能滿足老化試驗大于500小時的要求。但是此種工藝方案設(shè)備投入比較大，除了常規(guī)的前處理電泳生產(chǎn)線外，還需要有一條車架面漆噴涂線，另外，單根車架的生產(chǎn)制造成本也相對較高。

采用前處理+環(huán)氧電泳底漆+噴粉處理工藝，車架經(jīng)前處理電泳處理之后，進入噴粉室，車架表面噴涂聚酯粉末涂料，隨后進入烘干室經(jīng)180一220攝氏度高溫固化而成。該工藝有幾大優(yōu)點：首先，普通電泳底漆漆膜厚度在25微米左右，環(huán)氧丙烯酸底漆厚度在30-40微米，但噴粉的膜厚可達200微米，涂層飽滿富有光澤；其次是噴塑車架的耐候性(耐陽光照射、耐雨淋)比電泳涂裝的車架要強數(shù)倍，有效解決了目前國內(nèi)車架電泳漆在一些邊角地方容易生銹的問題。由于是高溫固化，噴粉車架的硬度也比電泳漆的要高，在使用的過程中，不容易被劃傷。

車架經(jīng)電泳底漆后噴涂聚脲涂料是近些年才出現(xiàn)的一種工藝。聚脲涂料是國外繼高固體份涂料，水性涂料，粉末涂料等低（無）污染涂料之后，開發(fā)的一種新型綠色涂料。

第一、二代聚脲因為反應(yīng)快、瞬間固化，必需采用專用噴涂設(shè)備施，廣泛應(yīng)用于防水、防腐及耐磨等工程領(lǐng)域，如高鐵的底材防護，運動場地的地坪涂料等。聚天門冬氨酸酯聚脲材料是聚脲工業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)的一種新型脂肪族、慢反應(yīng)、高性能涂層材料，被稱為第三代聚脲。聚天門冬氨酸酯實際上是一種脂肪族仲胺，其分子結(jié)構(gòu)中的氨基，處于空間冠狀位阻環(huán)境的包圍中，通過人為增加其分子中空間冠狀結(jié)構(gòu)的位阻密度，可合成出凝膠時間從幾分鐘到幾小時的系列新型聚脲材料。聚脲涂層柔韌有余、剛性十足、致密、連續(xù)、無接縫，完全隔絕空氣中水分和氧氣的滲入，防腐和防護性能優(yōu)異。它同時具有耐磨、防水、抗沖擊、抗疲勞、耐老化、耐高溫等多種功能，被稱為“萬能涂料”。當然，由于主要原材料依賴進口，造成聚脲涂料價格較高，另外聚脲涂層的耐酸性能稍差，涂料凝膠時間較短也不是很利于面漆噴涂生產(chǎn)線使用。

2 車架涂裝的發(fā)展

目前我國大多重型卡車車架生產(chǎn)工藝如下：鋼板剪切-拋丸處理-沖壓-焊接/鉚接-前處理-電泳，由于受工件材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的限制，存在銳邊、尖角、 焊縫及夾縫等部分上漆不完全。

有部分廠家選擇采用前處理后使用粉末涂料來替代陰極電泳底漆。

采用粉末涂料是因為是一次性成膜厚度高（50um以上），可以提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)能耗，維護成本低，無有機溶劑揮發(fā)（不含油漆涂料中的甲苯、二甲苯等有害氣體），且只有粉塵的回收，三廢處理相對簡單，屬于環(huán)保型涂料，涂料利用率可達95%以上，且粉末回收后可再利用；生產(chǎn)中，粉末涂料應(yīng)用簡便，可隨加隨用，粉末涂膜的邊緣覆蓋、涂層連續(xù)性、附著力、耐蝕性等綜合指標都比較好，在未固化前，還可進行二次重噴，返修方便。

車架粉末涂裝一般采用靜電噴涂方式施工。適用于車架的粉末涂料（戶外型）有熱固性聚氨酯型和聚酯型粉末涂料。

聚氨酯型粉末涂料是以羥基聚酯樹脂和脂肪族異氰酸酯固化劑為基料，附議顏料、填料、助劑等加工而成，聚氨酯粉末涂料具有優(yōu)良的耐候性、優(yōu)良的物理力學性能和防腐蝕性，涂膜光亮豐滿、耐磨、耐劃傷、耐溶劑，流平性好、附著力強。聚氨酯粉末涂料涂層不僅具有較高的裝飾性和優(yōu)良的物理力學性能，而且有較全面的耐化學藥品性，特別是不易黃變、耐候性和耐光性。但是聚氨酯粉末涂料烘烤時，會釋放出封閉劑，產(chǎn)生異味。

聚酯型粉末涂料是以羥基聚酯樹脂為基料，加以固化劑、顏料、填料、助劑等加工而成的。該產(chǎn)品除具有良好的機械性能和防腐性能外，還有良好的戶外耐候性、耐熱性和耐光性。

當然，粉末涂料也有缺點，如烘烤溫度高（電泳漆烘干一般160-170℃，而粉末一般要180-220℃）等。

另外，也有部分廠家將原先只有出口車才采用的底盤件噴蠟工藝推廣到所有生產(chǎn)車輛，有效解決了露天存放和正常儲運過程中的底盤生銹問題。底盤防護蠟穩(wěn)定性好，具有優(yōu)良的附著力和一定的彈性，可以有效保護有機涂層不受雨水等侵蝕，車輛行駛過程中受砂石等撞擊時也不易破裂。

3 結(jié)語

重卡車架的涂裝工藝是一個需要持續(xù)改進的過程，在這條道路上，任重而道遠。所以要積極提升自身的涂裝專業(yè)水準和產(chǎn)品的技術(shù)要求，跟緊主流重卡廠家車架的涂裝技術(shù)標準，爭取早日把車架涂裝質(zhì)量提升到國際先進水平。

[1] 王熙春.汽車涂裝工藝技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005(1).

[2] 吳濤.國內(nèi)外車架涂裝工藝的發(fā)展現(xiàn)狀[J].汽車工藝與材料,2004 (1).

[3] 王熙春.最新汽車涂裝技術(shù)[M],北京:機械工業(yè)出版社,1998.

Discussion on coating technology of heavy truck frame

Wang Yang

（Shaanxi heavy duty vehicle co. LTD, Shaanxi Xi’an 710200 )

This paper mainly discusses the painting process of heavy truck frame aboutthe present situation of paintingprocessand the materials which were used in the painting process, and tracks the development of the painting of frame.

Heavy truck frame;Process;Painting materials;Development

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1671-7988(2018)22-215-03

U466

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U466

王旸（1983-），性別：男，陜西省西安市人（籍貫、浙江寧波），現(xiàn)任陜西重型汽車有限公司車架廠涂裝車間主任。2005年6月畢業(yè)于西安建筑科技大學化學工程與工藝專業(yè)，最高學歷本科、學位學士。現(xiàn)主要從事重型卡車底盤件涂裝的工藝，設(shè)備，生產(chǎn)管理工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.076