新能源汽车用电池冷却换热器表面处理设备的研制

历冬　刘印　孙海洋

[摘要]文章从技术角度对新能源汽车电池换热器无铬环保表面处理装置的研制进行了深刻的探讨，将国际领先的无铬技术应用到新能源汽车电池换热器的表面处理上，提高了产品的抗盐雾实验能力，增加了使用寿命，更重要的是解决了环保的难题。

[关键词]汽车；电池冷却换热器；无铬；表面处理；环保

1问题的提出

随着国际汽车行业的不断发展，新能源汽车作为一种特殊的消费品渐渐走进普通消费者。不但在款式上要求新颖、时尚，在质量上更是要求越来越严格。汽车电池冷却换热器作为主要装车零部件，应不断提高使用寿命，降低消费者使用成本，使得新能源汽车真正走进寻常百姓家。

2原理说明

该机用于汽车电池冷却换热器的表面防腐处理。防腐处理是将铝质合金基体表面转化成钝化层，这种钝化层对铝质合金表面保护是双重的，首先，不溶性胶质的特性，对于腐蚀介质是一种屏障，其次，对穿透胶质的腐蚀介质有缓蚀的作用。

酸浸蚀可以除去工件表皮的氧化物，同时使铝质合金表面金属处在活化状态，酸浸蚀中，酸液的浓度控制是非常重要的，浓度过高，会损伤工件的表面，使表面出现凹坑，浓度过低，则达不到浸蚀效果，使氧化物去除不彻底，工件表面会出现大小不等的花斑，根据生产实践，酸溶液中的游离酸度控制在FA9-12点为宜，同时，浸泡的时间应控制在90-120秒，浸泡过程中需要不停的摇动工件，以便工件复杂的表面能够与酸液充分接触，经过这道工序，工件表面应是呈现附有光泽的银白色，如果处理过度或处理不足，就不会出现这种效果。

工件经过酸浸蚀的处理后必须进行流水清洗和甩干，而不能直接进行酸钝化，因为如果直接直接进入钝化槽，工件表面残留的酸液会改变钝化槽中溶液的浓度和成分，从而影响钝化效果。

工件在进行酸钝化时，钝化液的浓度、成分、钝化温度和钝化时间，都是影响钝化效果的因素。试验表明，钝化时间短，涂层膜会很薄，膜的颜色比较浅；随着时间的加长，颜色会由淡黄色向黄褐色方向转化、膜层也逐渐加厚，耐蚀性提高；但时间过长，膜层就会变得疏松、不致密、甚至脱落，颜色也会变成黑褐色，个别地方还会出现黑斑。提高溶液的温度可以加快成膜的速度，但温度过高，成膜速度过快，会使钝化层和金属的粘附强度降低，剧烈的震动和磨擦会造成钝化层的脱落。转化钝化层，目前是铝质合金制品表面处理的最有效方法之一。出于环保的原因，目前最好的工艺方法是无铬处理。

无钝化的处理方法可以获得耐腐蚀性较高的钝化膜，经过该工艺方法处理后的工件，中性盐雾试验可以通过8个周期，初步的研究表明，以不同配方组成的钝化液，可以处理在不同领域内应用的铝质合金制品，其成本低，加工工艺简单方便，适合大批量的生产。

经过该工艺处理后的工件，表面的颜色美观，光泽感强，而且不存在污水处理的问题，所以目前在汽车电池冷却换热器领域内，铝质合金制品表面处理的技术已经提升到无铬处理。

3规格参数

设备外形尺寸：27×7.5×5米（长×宽×高）如图1。

设备总功率：220KW

运行速度：12件/6分钟

总重量：24吨

珩车行走速度：18M/MIN

输送链速度：15M/MIN

甩干槽转速：800RPM

4主要构成

4.1运转筐：用于装载工件。

4.2清洗槽：一个单体清洗槽和两个双连体清洗槽，单体清洗槽的作用是除去工件表面的灰尘和杂质及部分油污，双连体清洗槽的作用是稀釋并清洗在前一道工序中工件表面的残留酸液。

4.3脱脂槽：工件在脱脂槽中进行酸浸蚀，酸浸蚀可以除去工件表皮的氧化物，同时使铝质合金表面金属处在活化状态，经过这道工序，工件表面应是呈现附有光泽的银白色。

4.4化成槽：工件表面在化成槽内形成防腐的钝化层，工件在进行碱钝化时，钝化液的浓度、成分、钝化温度和钝化时间，都是影响钝化效果的因素。提高溶液的温度可以加快成膜的速度，但温度过高，成膜速度过快，会使钝化层和金属的粘附强度降低，剧烈的震动和磨擦会造成钝化层的脱落。化成槽中的钝化液由加热器进行加热，加热温度控制在70°-75°。

4.5补液装置：补液装置是与脱脂装置及化成装置配套使用的。在脱脂装置及化成装置内的处理液会被工件带走一部分，造成一定量的药液损失，都需要定期补充。

4.6甩干装置：工件离开药液槽和水槽后，被机械手吊装在空中（浸液槽上方）约有20～40秒钟，此过程称之为“滴液”，滴液时间由程序控制并可调整。但是经过滴液处理的工件表面仍有很多处理液，所以必须在甩干装置中再进行“甩干”处理，使甩出的液体留在甩干槽内。

5结语

汽车电池冷却换热器无铬环保表面处理装置的研制成功，为换热器生产企业解决了实际难题。目前该生产线正应用在天津、沈阳、北京、上海等地的企业中。用户认为该机环保性能好，设计新颖、实用。这台专机的研制成功不仅填补了国内空白，同时在国际上也是技术领先。目前日本等多家大型企业正在与我们洽谈技术合作。