重卡车架涂装工艺探讨

王旸



重卡车架涂装工艺探讨

王旸

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

文章主要从涂装工艺现状及涂装中所用的材料方面对重卡车架涂装工艺进行了探讨，并跟踪了车架涂装的发展情况。

重卡车架；工艺；涂装材料；发展

前言

重卡车架是整个卡车的基体，重卡上的绝大多数部件和总成都需要通过车架来固定位置，而且车架还承载着车内外的各种载荷。其性能的好坏直接关系到整车性能的好坏。

重卡车架一般由8-12mm的热轧钢板经过冲压成型、铆接或者焊接组装而成，做为整个卡车的载体，位于卡车的下部，长期受路面砂石冲击和各种环境的侵蚀,使用环境非常恶劣，为确保车架性能的可靠，必须保证重卡车架具有极好的防腐性能，以避免发生由腐蚀引起的材料功能下降、结构损坏等弊病。车架在卡车上路行驶后外露部分很少，即使产生锈蚀也很难被及时发现，因此保证车架的高质量涂装势在必行。

1 重卡涂装工艺现状

1.1 涂装方式

根据前处理电泳方式的不同，目前国内车架涂装可分为两种方式：散件涂装后铆接和车架总成后涂装，这两种方式目前国内都有应用，各有利弊。

1）散件涂装后铆接

此种生产方式能大幅度提高纵梁夹层等电泳盲区的漆膜质量，有效提升整个车架的防腐蚀水平，但是此种生产方式存在以下缺点：

①车架的生产组织不容易开展；

②建厂规划时可以从容安排生产线，但是很多老厂需要重新上一条零部件电泳线；

③在贮藏、转运及装备过程中漆膜表面容易被划伤，需要重新喷涂面漆；目前此种生产方式国内和国外新建厂商应用比较多。

2）车架总成后涂装

此种生产方式目前国内应用较广，优缺点同样明显。优点是生产组织较为简单，生产效率高，缺点是生产中由于结构限制等原因，存着合梁重叠部位电泳不上等问题，影响整个车架的防腐蚀性能。

1.2 涂装材料

根据车架涂装生产中使用的涂装材料，可分三大类；即前处理材料，电泳材料和面漆材料进行分别探讨。

1）前处理材料：目前车架应用的前处理材料主要是传统的磷化处理工艺和锆化处理工艺。

磷化处理作为传统的表面处理方式，目前应用最为广泛，但是随着先进技术的发展和日益严格的国家环保管理要求，锆化处理近些年发展很快，大有取代磷化之势，但是由于电泳后盐雾性能还达不到目前众多企业标准，所以很多企业还在观望中。

相比于传统的磷化处理工艺，锆化处理工艺有如下几个大的优点：

①可常温处理，如遇冬季温度较低时，看适当加温到20℃以上，可以节约大量能源；

②槽液沉渣量较少，不易堵塞循环管路，喷淋管路和喷嘴，沉渣处理费用较低；

③环保，原液中不含磷，不含锌、锰、镍等元素，无硝酸盐和亚硝酸盐；

④无需表调工艺，在生产线设计时可减少设备投入。

当然，锆化处理工艺也不是完美无缺。首先，锆化处理对前道清洗工艺和水平要求较高；其次锆化液中氟离子含量较高，目前大多生产厂家没有提及，如果将来环保要求提高，这也是一个必须关注的结点；还有就是由于锆化膜非常薄，所以经锆化处理的工件极易返锈，另外一般锆化对电泳泳透力要求较高，需要专门的配套电泳漆，这样也会增加企业的隐性生产成本，最后，最为关键的一点是，目前的冷板或热板经过锆化处理后电泳，盐雾试验结果极不稳定，且远低于磷化处理后电泳工艺方案。

2）电泳材料：目前，国内车架处理用电泳漆主要是两种：环氧阴极电泳漆和环氧丙烯酸阴极电泳漆。

环氧电泳漆具有很好的漆膜附着力、机械性能好，耐磨，耐冲击、优异的耐腐蚀性能、保质期长等特点得到广泛应用，但是由于环氧树脂中含有芳香醚键，固化后的漆膜在太阳的紫外线照射下就容易降解断链，所以通常环氧电泳漆在户外日光照射后涂膜很容易失光和粉化，导致漆膜耐腐蚀性能下降。

随着人们对车架涂装质量的日益关注，具有底面合一功能的环氧丙烯酸阴极电泳底漆也被开发出来。以丙烯酸为主体的阴极电泳涂料，由于其漆膜对光的主吸收峰在太阳光谱范围之外，所以具有优良的耐光性和耐老化性，利用环氧系树脂和丙烯酸系树脂表面张力的不同，在固化时，表面张力大、耐蚀性好的的环氧树脂沉于下层，表面张力小、耐候性好的丙烯酸树脂浮于表面层，从而在基材表面形成了耐候性和耐腐蚀性都较好的“底面合一”型阴极电泳涂料。但是与单独的环氧电泳漆相比，在耐腐蚀性上又有很大的降低。

3）面漆材料：出于对老化和防腐性能的多重考虑，有些厂家采用双涂层，即底漆加面漆体系，底漆一般采用阴极电泳，面漆采用粉末涂料或者丙烯酸聚氨酯面漆，总涂层厚度可达50微米以上，目前也有厂家采用聚脲涂料。

采用阴极电泳底漆加丙烯酸聚氨酯面漆工艺，此工艺不仅盐雾试验能满足大于720小时的要求，也能满足老化试验大于500小时的要求。但是此种工艺方案设备投入比较大，除了常规的前处理电泳生产线外，还需要有一条车架面漆喷涂线，另外，单根车架的生产制造成本也相对较高。

采用前处理+环氧电泳底漆+喷粉处理工艺，车架经前处理电泳处理之后，进入喷粉室，车架表面喷涂聚酯粉末涂料，随后进入烘干室经180一220摄氏度高温固化而成。该工艺有几大优点：首先，普通电泳底漆漆膜厚度在25微米左右，环氧丙烯酸底漆厚度在30-40微米，但喷粉的膜厚可达200微米，涂层饱满富有光泽；其次是喷塑车架的耐候性(耐阳光照射、耐雨淋)比电泳涂装的车架要强数倍，有效解决了目前国内车架电泳漆在一些边角地方容易生锈的问题。由于是高温固化，喷粉车架的硬度也比电泳漆的要高，在使用的过程中，不容易被划伤。

车架经电泳底漆后喷涂聚脲涂料是近些年才出现的一种工艺。聚脲涂料是国外继高固体份涂料，水性涂料，粉末涂料等低（无）污染涂料之后，开发的一种新型绿色涂料。

第一、二代聚脲因为反应快、瞬间固化，必需采用专用喷涂设备施，广泛应用于防水、防腐及耐磨等工程领域，如高铁的底材防护，运动场地的地坪涂料等。聚天门冬氨酸酯聚脲材料是聚脲工业领域出现的一种新型脂肪族、慢反应、高性能涂层材料，被称为第三代聚脲。聚天门冬氨酸酯实际上是一种脂肪族仲胺，其分子结构中的氨基，处于空间冠状位阻环境的包围中，通过人为增加其分子中空间冠状结构的位阻密度，可合成出凝胶时间从几分钟到几小时的系列新型聚脲材料。聚脲涂层柔韧有余、刚性十足、致密、连续、无接缝，完全隔绝空气中水分和氧气的渗入，防腐和防护性能优异。它同时具有耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温等多种功能，被称为“万能涂料”。当然，由于主要原材料依赖进口，造成聚脲涂料价格较高，另外聚脲涂层的耐酸性能稍差，涂料凝胶时间较短也不是很利于面漆喷涂生产线使用。

2 车架涂装的发展

目前我国大多重型卡车车架生产工艺如下：钢板剪切-抛丸处理-冲压-焊接/铆接-前处理-电泳，由于受工件材质和结构的限制，存在锐边、尖角、 焊缝及夹缝等部分上漆不完全。

有部分厂家选择采用前处理后使用粉末涂料来替代阴极电泳底漆。

采用粉末涂料是因为是一次性成膜厚度高（50um以上），可以提高生产率，降低生产能耗，维护成本低，无有机溶剂挥发（不含油漆涂料中的甲苯、二甲苯等有害气体），且只有粉尘的回收，三废处理相对简单，属于环保型涂料，涂料利用率可达95%以上，且粉末回收后可再利用；生产中，粉末涂料应用简便，可随加随用，粉末涂膜的边缘覆盖、涂层连续性、附着力、耐蚀性等综合指标都比较好，在未固化前，还可进行二次重喷，返修方便。

车架粉末涂装一般采用静电喷涂方式施工。适用于车架的粉末涂料（户外型）有热固性聚氨酯型和聚酯型粉末涂料。

聚氨酯型粉末涂料是以羟基聚酯树脂和脂肪族异氰酸酯固化剂为基料，附议颜料、填料、助剂等加工而成，聚氨酯粉末涂料具有优良的耐候性、优良的物理力学性能和防腐蚀性，涂膜光亮丰满、耐磨、耐划伤、耐溶剂，流平性好、附着力强。聚氨酯粉末涂料涂层不仅具有较高的装饰性和优良的物理力学性能，而且有较全面的耐化学药品性，特别是不易黄变、耐候性和耐光性。但是聚氨酯粉末涂料烘烤时，会释放出封闭剂，产生异味。

聚酯型粉末涂料是以羟基聚酯树脂为基料，加以固化剂、颜料、填料、助剂等加工而成的。该产品除具有良好的机械性能和防腐性能外，还有良好的户外耐候性、耐热性和耐光性。

当然，粉末涂料也有缺点，如烘烤温度高（电泳漆烘干一般160-170℃，而粉末一般要180-220℃）等。

另外，也有部分厂家将原先只有出口车才采用的底盘件喷蜡工艺推广到所有生产车辆，有效解决了露天存放和正常储运过程中的底盘生锈问题。底盘防护蜡稳定性好，具有优良的附着力和一定的弹性，可以有效保护有机涂层不受雨水等侵蚀，车辆行驶过程中受砂石等撞击时也不易破裂。

3 结语

重卡车架的涂装工艺是一个需要持续改进的过程，在这条道路上，任重而道远。所以要积极提升自身的涂装专业水准和产品的技术要求，跟紧主流重卡厂家车架的涂装技术标准，争取早日把车架涂装质量提升到国际先进水平。

[1] 王熙春.汽车涂装工艺技术[M].北京:化学工业出版社,2005(1).

[2] 吴涛.国内外车架涂装工艺的发展现状[J].汽车工艺与材料,2004 (1).

[3] 王熙春.最新汽车涂装技术[M],北京:机械工业出版社,1998.

Discussion on coating technology of heavy truck frame

Wang Yang

（Shaanxi heavy duty vehicle co. LTD, Shaanxi Xi’an 710200 )

This paper mainly discusses the painting process of heavy truck frame aboutthe present situation of paintingprocessand the materials which were used in the painting process, and tracks the development of the painting of frame.

Heavy truck frame;Process;Painting materials;Development

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1671-7988(2018)22-215-03

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王旸（1983-），性别：男，陕西省西安市人（籍贯、浙江宁波），现任陕西重型汽车有限公司车架厂涂装车间主任。2005年6月毕业于西安建筑科技大学化学工程与工艺专业，最高学历本科、学位学士。现主要从事重型卡车底盘件涂装的工艺，设备，生产管理工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.076