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汽车轻量化钢材及零部件表面处理技术的发展趋势（三）

研究表明，防撞性设计制造薄壁结构在汽车行业仍然是一个主要挑战。车身吸能构件多用冲压工艺制造，其厚度不均匀，残余应变/应力较大，特别是高强钢或高强钢等材料。此外，材料性能、冲压工艺和几何形状的不确定性一般从制造阶段传播到操作阶段，可能导致冲击响应的不可控波动。针对这些关键问题，提出了一种基于多目标可靠性的设计优化方法，将冲压不确定性与薄壁结构进行耦合优化。首先将冲压过程的有限元分析结果转化为耐撞性。其次，采用替代建模技术，阳极电泳涂料是不是***品，从均值和标准差两方面对成形和冲击响应进行近似化处理。第三用多目标粒子群优化算法，结合蒙特卡罗，寻找可靠的设计解。该方法不仅显著提高了汽车零件结构的成形性和耐撞性，而且能提高其性。

由于车辆的能量耗散能力显著下降，抗撞性能的提高成为轻型车辆发展的关键。因此，他们进行了材料增强和结构优化，如汽车结构涉及到的薄壁框架，表面机械磨损处理，在不牺牲延性的前提下诱导金属纳米结构增强强度等措施，充分利用了***高强度钢材的优异性能，进行了大量的实验和数值模拟，测试结果表明，与目前市场上的同类产品相比，产品重量轻、强度高、安全影响程度高，可以满足轻量化汽车的要求。

通过使用有限元分析法，对于两种不同钢铁材料的座椅框架在不同的加载条件下进行优化厚度和改进设计的文章，研究发现软钢材料制造的车座框架与用***的高强度钢材代替，使用***的高强度钢材可以显著减轻座椅框架的重量，同时可以在车辆的使用寿命内提高燃油效率，并减少CO2排放。

在***高强度钢板的加工方面研究，通过设计一种新型的凹口冲头实现汽车高强度钢板的一次冲程多步翻边，采用增量成形的概念，阳极电泳涂料进口品牌，改进拉伸翻边冲头形状，提高汽车用***高强钢的拉伸翻边性能，结果表明，与单步翻边法相比，这种新方法的拉伸应变从0.406降至0.280，拉伸角边大应变转移到直翻边区域。

3 汽车用面漆汽车面漆是汽车多层涂层中后涂层用的涂料。它直接影响汽车的装饰性、耐候性、保光保色性、耐***性、抗沾污性及外观，因而对汽车用面漆的质量要求非常高。

A. 汽车用面漆选用条件

根据汽车的使用条件，产品品种和设计要求，在选择汽车用面漆或制定面漆技术条件时，应从以下几个方面来考虑：

（1）外观：符合生产条件的漆膜厚度和硬度、光泽、流平性、丰满度、清晰度、色彩鲜明度，以保证汽车车身具有高质量的协调的外形。

（2）硬度和抗崩裂性：面漆漆膜应坚硬，具有足够的硬度，以防止涂层在汽车行驶中由于路面砂石的冲击和磨擦时产生划痕。一般烤漆130-140℃/30min，双组分自干或低温70-80℃/30-60min。

（3）耐候性：汽车用面漆涂膜在热带地期曝晒（≥12月），只允许轻微的失光和变色，不得有起泡、开裂和锈点。人工老化1000h，面漆失光率≤15%，变色或粉化≤1级。

（4）耐潮湿性和防腐蚀性：面漆与底漆、中涂配套后，浸泡在水中或暴露在相对湿度高的空气中，面漆层不起泡、不变色、不失光。双组分聚氨酯涂料中面配套后，白色阳极电泳涂料，40℃/10d，面漆漆膜基本无变化。

（5）耐***性：主要是面漆与底漆、中涂配套后，具有一定的耐酸、碱、机油、、刹车液、冷冻液、肥皂液和各种洗涤剂的能力。

（6）施工性能：要求汽车面漆具有良好的施工性能，在装饰性要求高的场合，面漆干透后应具有优良的抛光性能；面漆液应具有较好的重涂性和修补性。

（7）耐高温性、抗寒性：汽车面漆应能适应高寒高热地区的气候条件要求。聚氨酯汽车面漆一般均能通过-40℃至50℃的温变试验，满足用户的要求。

商用车底盘零部件锈蚀的影响因素（一）

1 商用车底盘零部件的涂装技术要求

商用车底盘零部件对耐盐雾性、耐油性、耐水性、耐酸碱性和机械性能等有较高的要求，消声器和排气管等零部件同时还有耐高温的要求。另外，从商用车整车装配完成到交付给客户使用前有一定的周转周期，因此产品对耐候性也有一定的要求，一般来说，耐紫外线能力介于普通轿车底盘零部件与工程机械之间，车架及其上部直接的油箱、储气筒和空滤器等零部件的耐紫外性能要求更高。

2 商用车底盘零部件常见的涂膜缺陷

商用车底盘主要零部件根据涂装工艺特点大致可以分为车架、冲焊件、排气系统、铸锻件、传动系统和标准件等类别。基于零部件的品种杂、规格多、体积/质量大、结构多样等特点，必须按照相应的涂层 质量标准要求采用适当的涂装工艺，阳极电泳涂料出口贸易，在保证各零部件防锈质量和便于施工的同时控制生产成本。

3 商用车底盘零部件涂膜质量的影响因素

3.1 涂装材料

（1）双组分聚氨酯涂料

由于以前经常采用的铁红（黑）环氧底漆和改性醇酸漆等可低温烘干或自干型的油漆在防锈和耐候等方面的作用有限，因此目前普遍采用双组分聚氨酯涂层体系+低温烘干的工艺，主要是为了提高涂膜的附着力、硬度和耐候性能。

（2）耐高温涂料

大量验证试验表明有机硅耐高温涂料能够满足排气系统耐高温和耐盐雾等性能要求，但市场调查发现满足商用车底盘涂层标准的耐高温涂料还是比较少，因此必须进行严格筛选；同时，有机硅耐高温涂料大多为银粉漆，涂料本身遮盖力较强（10 μm左右即可实现完全遮盖），很难保证整体膜厚≥40 μm的要求；另外，有机硅耐高温涂料对排气系统中的铸件和法兰等表面粗糙度较大零件的性能保证效果并不是非常理想。所以对客户要求较高的产品以及出口的整车产品，推荐采用镀铝排气管或达克罗等新工艺。