汽车零部件阴极电泳漆技术现况
汽车车身涂底漆工艺的发展历程为:手工刷涂或喷涂底漆→手工喷涂底漆→辊浸或拖式浸涂底漆(型,后改为水性底漆)→阳极电泳涂装→1977年开始采用阴极电泳涂装。采用阴极电泳涂装已有30余年历史,并取得较大的科技进步(如涂层的耐腐蚀性,槽液稳定性、作业性、泳透力、涂膜外观等方面);通过一次涂布使车身所有表面获得均匀涂膜,从环保、资源再利用和涂层质量等
阳极电泳漆涂装加工
汽车零部件阴极电泳漆技术现况
汽车车身涂底漆工艺的发展历程为:手工刷涂或喷涂底漆→手工喷涂底漆→辊浸或拖式浸涂底漆(型,后改为水性底漆)→阳极电泳涂装→1977年开始采用阴极电泳涂装。采用阴极电泳涂装已有30余年历史,并取得较大的科技进步(如涂层的耐腐蚀性,槽液稳定性、作业性、泳透力、涂膜外观等方面);通过一次涂布使车身所有表面获得均匀涂膜,从环保、资源再利用和涂层质量等方面来评价,现今仍是的车身涂底漆工艺,大量流水生产的汽车车身几乎都采用阴极电泳打底。近年来,为进一步提高车身及空腔结构内表面阴极电泳涂装的质量和降低成本,汽车厂与涂料厂联合开发提高电泳涂料的泳透力、控制涂膜厚度、改善电泳涂膜外观、降低涂装成本等方面的阴极电泳涂装技术。
阴极电泳技术包括前处理、脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、纯水洗、电泳、超滤水洗、纯水洗等10多道前处理电泳工序。与喷涂底漆工艺相比,采用电泳技术涂装的底漆是由金属材料通过电化学反应而在表面形成的漆膜,比普通喷涂更致密、附着力更强,并且具有的耐盐雾、耐湿热性能,其防腐能力也远高于其他类型的底漆。
阴极电泳涂装工艺经过30多年的发展,已经成为成熟的汽车车身底漆涂装的技术之一,大量流水生产的汽车车身几乎都采用阴极电泳涂装工艺。与此同时,为适应防腐、环保、节能和客户的多样化性能要求,阴极电泳涂料的开发也取得了发展,有的涂料公司目前已经开发出所谓第七代、第八代阴极电泳涂料。总体来看,阴极电泳涂料的主要技术发展趋势是:较低的溶剂含量;较低烘烤固化温度;不含铅等重金属;较低的漆膜密度和加热减量;高泳透力性能;耐候性、平滑性及锐边涂覆性优良等。
车架阴极电泳技术浅析(一)
电泳包括四个过程:
电解(分解)在阴极为电解反应,通电作用下水被分解生成氢气及氢氧根离子,当阳离子与氢氧根作用变为不溶于水的物质,形成涂膜沉积。
电泳动(泳动)树脂阳离子及氢离子在电场的作用下向阴极移动过程。
电沉积(析出)在被涂工件表面,由于阴极呈碱性,树脂阳离子与氢氧根作用析出不沉积物。
电渗(脱水)涂料固体与工件表面上的涂膜具有多数毛细孔,在电场作用下引起涂膜脱水,水从阴极涂膜中排渗出来,而涂膜则吸附于工件表面。电解、 电泳动、电沉积、电渗就是整个电泳过程。
电泳涂漆是一种利用高分子电解质的电泳运动与析离现象的涂漆方法。经电泳的涂层漆膜较为丰满、均匀、平整、光滑等优点,涂层漆膜的硬度、附着力、耐腐蚀性明显优于其它涂装工艺;采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量,无火灾危险;电泳涂装,涂料的利用率高,节省涂料用量,减少的电泳成本;
连续化生产,。
电泳涂装设备复杂,投资费用高,耗电量大。设备维护和维修要求较高;采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料稳定性不易控制。实验室人员和操作人员需要严格培训,性强。
车架电泳线为轻型货车提供车架,车架电泳线生产节拍为2.Smin , 车架要求长度不超过9m, 高度不超过 0.6m , 宽度不超过1.2m, 全部涵盖了轻卡部腹高170 - 250mm 之间的车架。由于车架所用钢材一般都是厚热轧板经冲压成,其左右纵梁和若干横梁及部分铸件再通过柳接或螺栓连接成车架。表面存在大量的氧化皮及铁锈及油污,在进入涂装前应对氧化皮、锈蚀、油污进行处理。电泳工艺过程比较复杂,其中任何一个环节出现问题,都会影响到车架表面的漆膜质量。
汽车轻量化用高强度钢零部件的表面性能要求
汽车应用的所有钢铁零件,在多种环境中都需要进行表面防护处理,包括电镀层、化学镀层、有机涂层(油漆)等,目的主要是为了表面防护(防腐蚀)的需要,当然也有表面装饰、等要求。相对于汽车用普通钢板材料的表面处理来说,高强度钢板尽管强度高,但是材料本身的厚度薄,为了使用过程中的安全可靠,对其表面涂镀层的耐腐蚀性能的要求比普通碳钢零件要高。
随着汽车轻量化的发展和高强度钢铁零件的大量应用,世界一些的汽车厂商对于高强度钢铁电镀锌零件的中性盐雾试验出白锈时间由原来的72~120 h,提高到了 168~240 h。出红锈时间由312 h提高到720h以上。当然,电镀锌镍合金的汽车零件和电镀锌、锌镍再阴极电泳的零件耐腐蚀性能的要求会更高。
除了汽车零部件电镀层耐腐蚀性能高之外,由于高强度钢零件在电镀过程中会析氢,容易引起高强度钢零件的氢脆敏感性增加,因此,在高强度钢铁汽车零件电镀后要进行严格的除氢工艺进行处理,以消除汽车高强度钢电镀零件的氢脆敏感性。
另外,有些汽车高强度钢铁零件的表面镀层有滑动磨损性能的要求,希望零件表面有更稳定的低摩擦系数和低的磨损率。一般镀锌层的表面摩擦系数在0.02~0.16。这也需要在镀锌钝化之后的封闭溶液里,加入一些减摩物质(如二硫化钼、聚四氟乙烯等),才能满足这种低摩擦系数的性能要求。
一些汽车厂商要求经过镀锌、镀锌镍合金镀层既要进行三价铬钝化,提高镀层的耐腐蚀性能,同时还希望保留镀锌、镀锌镍的本色,目前国内外通常是通过镀锌镍钝化后的封闭,即可以消除零件镀层钝化膜的色泽,说明封闭实现了很好的遮色效果,同时提高了电镀零件的耐腐蚀性能。另外,这种封闭有时还可以满足汽车高强度钢铁零件的表面镀层滑动磨损性能的要求,通过钝化后的封闭实现了稳定的低摩擦系数和磨损率,零件表面摩擦系数在0.10~0.16之间。
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