汽车轻量化钢材及零部件表面处理技术的发展趋势(一)
通常人们在保证汽车强度和安全、可靠性的前提下,尽可能的降低汽车整体的重量,从而提高轻量化汽车的动力等性能,以减少燃料消耗,降低排气对大气环境的污染。在整个汽车的生命周期,燃油消耗占整个汽车生命周期总消耗的70%左右。汽车重量的增加不仅直接影响其行驶阻力和速度,也影响到汽车的油耗或者其他动能消耗。目前降低汽车油耗的途径之一是实现整体汽车的轻量化,不仅可以降低汽车油耗、减小行驶过程中的阻力,还可以提高汽车的转向、加速和制动等机动灵活性,同时降低尾气排放对大气环境的污染。
现代的汽车材料构成主要有6大类:钢占车重比例为55%~60%,铸铁占12%~15%,塑料占8%~12%,铝合金材料占6%~10%,复合材料占4%左右,陶瓷和玻璃占3%左右,其他材料共占10%左右,可以看出,钢铁材料仍然占较大比例。
因此,人们将普通碳钢板替换为高强度钢板,再结合液压成形、激光拼焊等技术可使汽车整体车重减轻25%左右。如液压成形汽车框架结构、内板部件、门窗结构、车顶棚和前后盖板等都采用了高强度钢材。有的汽车部件用薄的高强度钢板可以实现减重30%,基本上与铝制超连接悬挂件的重量相近,还使成本降低20%。
在低合金高强度钢冶炼过程中添加一些微量元素,使钢晶粒细化,阳极电泳漆主要成分,增加强化相,来提高低合金高强度钢材的强度等性能。如冷轧加磷低合金高强钢,就表现出较高强度和好的深冲性能,用在汽车车门外板、发动机盖板、顶盖等外覆盖零部件,以及横梁、纵梁等汽车内部的加强结构等零部件。人们在冷轧低碳钢或超低碳钢过程中,利用所加入磷元素对钢的固溶强化作用,提高钢铁材料的强度等性能,而且磷元素的固溶强化效果明显,成本较低,当磷原子进入冷轧低碳钢的铁原子晶格内,与铁原子置换形成固溶体,并且利用磷元素和铁的原子半径差异,驻马店阳极电泳漆,在磷原子周围产生弹性变形而使冷轧低碳钢材得到强化。
汽车底盘零件阴极电泳涂装工艺实例
对于汽车底盘零件,阳极电泳漆膜厚度, 一般采用阴极电泳涂装来提高其耐腐蚀性。国外汽车制造商对其要求很严格, 阴极电泳涂装的设备已比较成熟, 要达到, 关键在于工艺管理。笔者通过实践, 总结了一套切实可行的涂装工艺方案, 供大家参考 。
工艺流程及参数
工艺流程
工艺流程如下:
预备水洗、一次脱脂、二次脱脂、水洗1、水洗2、表面调整、磷化处理、水洗3、水洗4、酸洗、纯水洗、第二纯水洗、第三纯水洗、第四纯水洗、干燥、冷却、电泳涂装、回收 4联水洗、烘烤干燥
工艺参数管理:
预备水洗 :污染度 10 pt 以下 ;喷淋压力 0.3 ~0.6 kg/ cm2 ;
一次脱脂 :游离碱度 18 ~ 20 pt ;喷淋压力 0.8 ~1.4 kg/ cm2 ;温度 40 ~ 45 ℃;
二次脱脂 :游离碱度 18 ~ 20 pt ;喷淋压力 0.8 ~1.4 kg/ cm2 ;温度 40 ~ 45 ℃;
水洗 1 :喷淋压力 0.8 ~ 1.4 kg/ cm2 ;
水洗 2 :污染度 4 pt 以下 ;喷淋压力0.8 ~ 1.5 kg/cm2 ;
表面调整 :pH 值 8.5 ~ 9.5 ;喷淋压力 0.4 ~ 0.8kg/ cm2 ;
磷化处理:全酸度 22 ~ 24 pt ; 游离酸度 0.7~ 1.1 pt ;促进剂 2.5 ~3.5 pt ;温度 40 ~ 45 ℃;
水洗 3 :喷淋压力 0.8 ~ 1.2 kg/ cm2 ;
水洗 4 :污染度 0.2 pt 以下 ;电导率 150 ~ 300μS/ cm ;喷淋压力 0.8 ~ 1.4 kg/ cm2 ;
酸洗 :Cr6 +浓度 1.5 ~ 3.5 pt ;pH 值 3.5 ~5.0 ;喷淋压力 0.2 ~ 0.5 kg/ cm2 ;
纯水洗 :喷淋压力 0.4 ~ 0.8 kg/ cm2 ;
第二纯水洗 :喷淋压力 0.8 ~ 1.5 kg/ cm2 ;
第三纯水洗 :喷淋压力 0.4 ~ 0.8 kg/ cm2 ;电导率 30 μS/ cm 以下;
第四纯水洗 :电导率 2 μS/ cm 以下;
干燥温度 60 ~ 120 ℃;
冷却温度 30 ℃以下;
白车身车门铰链电泳流痕的解决方案
车身经过电泳后,因铰链安装面存在棱形凸起,铰链拧紧后侧围外板与铰链安装面不能完全贴合,零件间存在细小间隙,电泳液受毛细虹吸作用的影响,电泳过程中会有少量电泳液会进入外板与铰链的间隙,沥干工艺并不能消除这些残留的电泳液,阳极电泳漆工艺流程,电泳烘干时,电泳液表面张力随温度的升高而减小,虹吸作用减弱,残留的电泳液流出间隙,在车身外板上形成电泳流痕。
解决方案
增加车身吹净工艺:电泳后一道纯水浸泡清洗后设有沥干工艺,但积存在细小间隙的液体因毛细虹吸作用很难沥出。使用高压空气对铰链安装面进行吹净,加快残留电泳液的沥出,消除或减少电泳液的残留量,增加车身吹净工艺能降低电泳流痕的发生率并减轻流痕程度。
提高铰链安装面平整度:铰链与侧围外板钣金安装面的平面度原要求为 0.3mm,铰链安装面是铸件表面,常有金属铸造过程中形成的凸起或凹坑,当凸起或凹坑程度较重时,导致铰链安装面与钣金不能完全贴合,形成间隙,进而导致电泳液在间隙处积存。通过提高铰链安装面的平面度要求,从 0.3mm 提升至 0.2mm,铰链安装面在铸造后增加打磨工艺,使安装面更为平整,实现铰链与侧围外板的紧密贴合,降低电泳液积存残留的可能性。通过试验发现,提高铰链安装面平整度的方法对解决电泳流痕非常有效,单车流痕个数从 5.5 下降到 0.5,减少 91%,铰链处的电泳流痕已基本消除。对比两种拟定工艺方法的试验结果,发现提高铰链安装面平整度的方法效果明显,可基本解决铰链区域电泳流痕的缺陷;与财务部门合作,核算两种工艺方法的成本,提高铰链安装面平整度的单车成本增加也少于高压空气吹净;工艺难度上,铰链安装面由供应商负责加工,并不增加主机厂加工深度,简便易行。从效果、成本、工艺难度上综合考虑,推荐使用提高铰链安装面平整度的工艺方法,解决铰链电泳流痕的问题。
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