重卡變速器整體防腐工藝

古婷，孫建明，李晨浩

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，汽車(chē)傳動(dòng)工程研究院設(shè)計(jì)研究所，陜西 西安 710077）

近年來(lái)國(guó)內(nèi)重卡變速器的年需求量為120 ~ 150萬(wàn)臺(tái)，其龐大的基數(shù)要求變速器防腐工藝必須滿足量產(chǎn)化和經(jīng)濟(jì)性的要求。在變速器外露零部件中，殼體面積占 90%以上，因此殼體采用傳統(tǒng)噴漆進(jìn)行防銹處理最為經(jīng)濟(jì)。其余外圍零部件因材質(zhì)和表面粗糙度差異較大，并且在功能、尺寸等方面有限制，必須有針對(duì)地設(shè)計(jì)適宜的表面處理工藝。變速器總成噴漆后還有一些部件因?yàn)槌叽纭⒐δ芟拗贫鵁o(wú)法進(jìn)行表面處理和噴漆，需通過(guò)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)來(lái)提高它們的防水、防塵和防銹能力。本文根據(jù)變速器制造過(guò)程中對(duì)防腐工作的把控經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出噴漆、表面處理及防護(hù)的具體實(shí)施要求。

1 變速器防腐工藝

變速器總成內(nèi)部腔體長(zhǎng)期有潤(rùn)滑油浸潤(rùn)，一般無(wú)需進(jìn)行特殊的防腐處理。變速器外部因暴露在戶外，長(zhǎng)期受到風(fēng)吹日曬和雨淋，必須進(jìn)行充足的防腐處理，以保證其在整個(gè)生命周期內(nèi)不發(fā)生銹蝕。圖1給出了變速器防腐的工藝流程。

圖1 變速器防腐工藝流程Figure 1 Process flow for anticorrosion of transmission

2 噴漆

2.1 噴漆工藝流程

噴漆工藝流程如圖2所示。

圖2 噴漆工藝流程Figure 2 Process flow of painting

2.2 涂料的技術(shù)要求

2.2.1 環(huán)保要求

應(yīng)符合GB/T 38597–2020《低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量涂料產(chǎn)品 技術(shù)要求》和GB 24409–2020《車(chē)輛涂料有害物質(zhì)限量》的要求。

2.2.2 涂層配套要求

(1) 根據(jù)底漆進(jìn)行涂層配套性驗(yàn)證，不得出現(xiàn)面漆在底漆上無(wú)法附著的現(xiàn)象。

(2) 涂層應(yīng)能適應(yīng)變速器上所有底材，包括鑄鐵、鋁合金以及鈑金沖壓件、橡塑件。

(3) 涂層應(yīng)能適應(yīng)變速器上的表面處理，包括氧化、磷化、電鍍、鈍化、達(dá)克羅處理、陽(yáng)極氧化等。

(4) 前處理清洗劑與涂層應(yīng)能兼容，防止涂層受清洗劑的影響而發(fā)生脫落、變色、腐蝕等問(wèn)題。

(5) 已噴涂的變速器或零部件如需在主機(jī)廠進(jìn)行二次噴涂，應(yīng)在主機(jī)廠提前進(jìn)行涂層匹配驗(yàn)證，避免因兩者無(wú)法兼容而造成漆膜質(zhì)量問(wèn)題。

2.2.3 涂層性能要求

變速器殼體噴漆后，外觀需具有一致性及美觀性，其余性能要求見(jiàn)表1。

表1 涂層性能要求Table 1 Performance requirements of coatings

2.3 噴涂工藝要求

2.3.1 殼體噴底漆的工藝要求

2.3 .1.1 前處理

(1) 工件表面需噴砂至GB/T 8923.1–2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評(píng)定 第1部分：未涂覆過(guò)的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級(jí)和處理等級(jí)》規(guī)定的 Sa2.5級(jí)，表面無(wú)油脂、灰塵、污垢、氧化皮、銹蝕、涂料、氧化物、腐蝕產(chǎn)物等。

(2) 噴砂后，應(yīng)在工件表面未受到污染時(shí)(一般要求在噴砂后的4 h內(nèi))進(jìn)行涂裝。若工件表面已被污染，應(yīng)重新噴砂。表面有雨水、冰或霧汽時(shí)不得噴涂。

2.3.1.2 噴涂環(huán)境

(1) 施工溫度為5 ~ 40 °C，超出該溫度范圍時(shí)必須采取措施適當(dāng)提高或降低施工溫度。底材溫度低于露點(diǎn)溫度(3 °C)時(shí)不得噴涂。在冬季噴涂水性漆時(shí)必須在室內(nèi)進(jìn)行，并配套烘干線。施工濕度為40% ~ 80%。

(2) 加強(qiáng)施工環(huán)境內(nèi)的通風(fēng)，以加速漆膜水分的初期揮發(fā)，最佳風(fēng)速為0.4 m/s。施工溫度過(guò)低、濕度過(guò)高或通風(fēng)差都會(huì)導(dǎo)致漆膜干燥緩慢，不利于成膜，影響下道面漆的施工；反之會(huì)導(dǎo)致漆膜表干過(guò)快，流平性變差，容易形成針孔、氣泡等缺陷，影響附著力。

(3) 涂裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)干凈、通風(fēng)，禁止在有沙土、灰塵的環(huán)境中涂裝。

2.3.1.3 調(diào)漆過(guò)程

(1) 水性產(chǎn)品開(kāi)桶后，按配比要求添加A、B組分，用電動(dòng)攪拌器攪勻，加入自來(lái)水后再攪拌均勻，攪拌過(guò)程不能產(chǎn)生氣泡。按照產(chǎn)品的施工要求加水調(diào)整黏度，以現(xiàn)場(chǎng)噴涂不流掛為宜。調(diào)配好的涂料要加蓋密封，防止有機(jī)物和水分揮發(fā)而導(dǎo)致黏度改變。

(2) 溶劑產(chǎn)品開(kāi)桶后，按配比要求添加A、B組分，用電動(dòng)攪拌器攪勻，加入稀釋劑(應(yīng)配套與主漆同一廠家的稀釋劑)后再攪拌均勻，攪拌過(guò)程不能產(chǎn)生氣泡。按照產(chǎn)品的施工黏度要求加稀釋劑調(diào)整黏度，以現(xiàn)場(chǎng)噴涂不流掛為宜。調(diào)配好的涂料要加蓋密封，防止有機(jī)物和水分揮發(fā)導(dǎo)致黏度改變。

(3) 按需調(diào)整A、B組分的配比，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用，超過(guò)適用期后，無(wú)論漆液是否固化，均不能繼續(xù)使用。

(4) 已開(kāi)桶但未調(diào)配的A組分或B組分需加蓋密封，存放于陰涼干燥處。

2.3.1.4 噴涂過(guò)程

(1) 噴涂距離30 ~ 40 cm，勻速移動(dòng)噴槍，對(duì)死角、加強(qiáng)筋、焊縫部位進(jìn)行預(yù)噴涂。噴涂順序?yàn)橛蓛?nèi)到外、由上到下，防止漆霧飛散。

(2) 按要求確定涂裝道數(shù)，一般情況下，一道漆膜厚度為20 ~ 60 μm。要求噴涂厚度≥40 μm時(shí)，需要噴涂2道，第一道漆膜表干后方可噴涂第二道。

(3) 涂裝結(jié)束后，及時(shí)使用大量去自來(lái)水(針對(duì)水性漆)或稀釋劑(針對(duì)溶劑型漆)清洗噴槍和管路，以免堵塞。

2.3.1.5 烘干

漆膜未完全干燥或固化前，不得搬運(yùn)或進(jìn)行其他作業(yè)。烘干時(shí)間依據(jù)具體涂料的推薦值而定。

2.3.2 變速器總成噴漆的工藝要求

2.3.2.1 前處理

噴漆前清洗變速器整體，除去表面的灰塵、油污、雜質(zhì)等。清洗后進(jìn)行吹水和烘干，噴漆區(qū)域保持干燥。需要注意的是，若更換清洗劑廠家或配方，應(yīng)提前進(jìn)行底漆、面漆的匹配驗(yàn)證。

2.3.2.2 噴漆防護(hù)

噴漆前對(duì)不噴漆區(qū)域進(jìn)行防護(hù)。防護(hù)區(qū)域主要有：漆膜對(duì)產(chǎn)品性能和裝配產(chǎn)生影響的區(qū)域，漆膜可能進(jìn)入變速器內(nèi)部的部位，以及主機(jī)廠額外要求的區(qū)域。

2.3.2.3 噴涂環(huán)境

除了達(dá)到2.3.1.2節(jié)的要求外，為避免冬季停線后箱體溫度差異及烘干溫度差異造成色差，再次啟動(dòng)噴漆前應(yīng)至少提前30 min清洗烘干線和漆膜烘干線。

2.3.2.4 調(diào)漆過(guò)程

同2.3.1.3節(jié)。

2.3.2.5 烘干

變速器在總成噴涂后會(huì)經(jīng)過(guò)10 min左右的流平區(qū)域，再進(jìn)入烘干區(qū)域(溫度60 ~ 80 °C，時(shí)間≥30 min)。烘干下線后，漆膜不得黏手。

3 外圍零部件的表面處理

3.1 表面處理工藝的選用原則

表面處理方法不同，獲得的產(chǎn)品耐蝕性也不同。表2列出了不同表面處理技術(shù)及其防腐能力和使用位置。因不同表面處理廠家的工藝水平差異較大，其中的防腐能力只代表應(yīng)滿足的最低水平。

表2 外圍零部件表面處理工藝推薦Table 2 Recommended surface treatment processes for peripheral parts

(1) 對(duì)于應(yīng)用在變速器內(nèi)部，有油潤(rùn)滑且不會(huì)接觸到水的零部件，只需針對(duì)零部件儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程和工序間隙進(jìn)行防銹處理，可選用發(fā)藍(lán)或涂防銹液(油)。

(2) 對(duì)于應(yīng)用在變速器外部而長(zhǎng)期裸露在空氣中的零部件，必須采用能夠耐中性鹽霧腐蝕 120 h以上的表面處理工藝進(jìn)行防銹處理，確保變速器在正常儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝配和使用過(guò)程中不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

(3) 對(duì)于采用發(fā)藍(lán)工藝處理且長(zhǎng)期外露的零部件，需保證在變速器總成噴漆時(shí)該零部件能被充分噴涂。

(4) 高強(qiáng)度的零部件盡量采用達(dá)克羅處理或磷化處理，以避免氫脆。若選用電鍍，鍍后應(yīng)及時(shí)除氫。變速器上外露的緊固件推薦使用達(dá)克羅處理。

(5) 磷化用于耐蝕性要求低、耐磨性要求高的零部件，如一軸軸承蓋。

(6) 鍍鉻用于耐蝕、耐磨要求高且尺寸公差要求嚴(yán)格的零部件，如撥叉軸、橫向換擋桿。

(7) 耐蝕性越好的處理工藝，往往成本越高，因此對(duì)于在非嚴(yán)酷環(huán)境中工作的零件，應(yīng)適當(dāng)采用成本較低的工藝處理。對(duì)于需要代用的零部件，原則上只允許選用防腐能力更強(qiáng)的表面處理工藝。

3.2 零部件表面處理的方式

表3給出了配套零部件的表面處理方式。對(duì)于表格中未涉及到的零部件，可根據(jù)零部件使用位置和接觸到的自然環(huán)境來(lái)選擇適宜的表面處理工藝。

表3 配套零部件表面處理工藝Table 3 Surface treatment processes for accessory parts

4 整箱防護(hù)

4.1 防護(hù)材料

4.1.1 防護(hù)本質(zhì)

通過(guò)其他物質(zhì)將被防護(hù)物品與空氣和水隔離，常用的防護(hù)材料有隔離油液、包裝袋(紙、塑料)、橡膠緩存隔離等。

4.1.2 防護(hù)材料要求

(1) 防護(hù)材料不得影響變速器及其零部件性能，不得與變速器生產(chǎn)過(guò)程中其他環(huán)節(jié)所用溶劑發(fā)生反應(yīng)。

(2) 防銹油脂類產(chǎn)品選擇及使用按照具體產(chǎn)品防銹工藝執(zhí)行。

(3) 選用環(huán)保型防護(hù)材料，不應(yīng)危害人體健康。

(4) 其余應(yīng)符合GB/T 4879–2016《防銹包裝》中5.2的規(guī)定。

4.2 防護(hù)分類

按照防護(hù)隔離材料不同，將防護(hù)方式分為8類，見(jiàn)表4。

表4 防護(hù)類型Table 4 Types of protection

4.3 防護(hù)區(qū)域

變速器零部件經(jīng)過(guò)表面處理，再總成噴漆后需對(duì)存在銹蝕、進(jìn)水、進(jìn)灰風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行防護(hù)。具體如下：

(1) 電氣元件的接口，包括開(kāi)關(guān)、傳感器、電磁閥、線束接口等，如圖3所示。

圖3 開(kāi)關(guān)和傳感器Figure 3 Switch and sensor to be produced

(2) 氣動(dòng)元件進(jìn)氣口，包括取力器、氣缸、空濾器等的進(jìn)氣孔，如圖4所示。

圖4 取力器、氣缸和空濾器的進(jìn)氣孔Figure 4 Intake holes of power take-off, cylinder, and air filter to be produced

(3) 變速器外露機(jī)加面，包括離合器止口、螺栓過(guò)孔、離殼懸置點(diǎn)、離殼支架孔等，如圖5所示。

圖5 離合器止口和螺栓過(guò)孔Figure 5 Clutch stop and bolt through hole to be produced

(4) 無(wú)表面處理的外露零件，包括一軸軸頭、底拉撥叉架、油尺等。

(5) 其他區(qū)域，包括螺紋孔、光孔、外露螺柱等，如圖6所示。

圖6 起蓋孔、螺紋孔、螺柱Figure 6 Cover hole, thread hole, and stud to be produced

5 包裝、運(yùn)輸及儲(chǔ)存

5.1 包裝

產(chǎn)品或零部件包裝時(shí)應(yīng)相互隔離，避免摩擦而造成漆膜或表面處理層損傷。包裝材質(zhì)和結(jié)構(gòu)不得影響漆膜或表面處理層的性能。

5.2 運(yùn)輸

運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免產(chǎn)品或零部件接觸酸、堿等腐蝕性介質(zhì)，同時(shí)避免擠壓、磕碰等造成防腐層損壞。

5.3 儲(chǔ)存

儲(chǔ)存過(guò)程應(yīng)避免產(chǎn)品或零部件接觸酸、堿等腐蝕性介質(zhì)。對(duì)于存在機(jī)加工面等未防護(hù)區(qū)域的產(chǎn)品，應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好的室內(nèi)。儲(chǔ)存期超過(guò)3個(gè)月時(shí)，應(yīng)檢查變速器相關(guān)防護(hù)件，及時(shí)處理銹蝕、進(jìn)水、進(jìn)灰塵的部位。

6 結(jié)語(yǔ)

受篇幅限制，本文只是簡(jiǎn)述了整體防腐的3個(gè)工藝流程，實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及到的施工及質(zhì)量管理才是決定產(chǎn)品最終性能的關(guān)鍵。另外，防腐是一項(xiàng)持續(xù)性工作，在變速器生產(chǎn)過(guò)程、整車(chē)裝配過(guò)程及用戶使用過(guò)程中都不容忽視。希望本文為汽車(chē)行業(yè)防腐工作起到拋磚引玉的作用。