提升汽车车身防腐性能探究

随着轿车产量及消费的不断增加,轿车竞争日益激烈,用户对轿车外观和耐久性的要求不断提高,优良的轿车车身防腐能力在一定程度上也提高了产品质量。作为轿车涂装三大功能之一的涂装防腐功能,要提高车身防腐性能,关键是从涂装前处理电泳工艺、轿车车身设计和先进的涂装工艺设备等方面来提升。本文主要从工艺、车身设计及工艺材料设备等方面来简要介绍提升轿车车身防腐性能的方法。

提升轿车车身防腐性能探究

阳克付 潘竹林 程为华 李国波（奇瑞汽车股份有限公司 芜湖 241009）

【摘 要】本文主要探讨从轿车涂装工艺、车身设计和设备等方面如何提高车身防腐性能。 【关键词】涂装工艺 电泳 同步工程 防腐

1、前言

随着轿车产量及消费的不断增加，轿车竞争日益激烈，用户对轿车外观和耐久性的要求不断提高，优良的轿车车身防腐能力在一定程度上也提高了产品质量。作为轿车涂装三大功能之一的涂装防腐功能，要提高车身防腐性能，关键是从涂装前处理电泳工艺、轿车车身设计和先进的涂装工艺设备等方面来提升。本文主要从工艺、车身设计及工艺材料设备等方面来简要介绍提升轿车车身防腐性能的方法。

2、采用了同步工程的轿车车身设计

车身结构的设计在提高轿车防腐性能上起

到了非常重要的辅助作用，特别是轿车车身内腔结构的防腐性能就显得更加重要。从20世纪80年代起，各大汽车公司已在产品开发的各环节中广泛采用同步工程；同步工程简称“SE（Simultaneous Engineering）”，是对产品开发及其相关（制造和支持等）过程进行集成、并行的系统化工作模式。IT技术和计算机辅助造型（CAS）、辅助设计（CAD）、辅助工程分析（CAE）和辅助制造（CAM）等新技术的运用，为同步工程提供了强大的技术支持。

同步工程就是在轿车车身设计时采用的一种产品开发的方法，通过开发新车型时可能存在的设计问题，对试制样车的拆解，将可能转移到生产过程中的问题和防锈品质事前检查并采取改善措施，使作业性、生产性、防水性、防锈性等各个方面得以提高。如今，各大公司仍在不断改进开发方法，力求进一步缩短开发周期。在新车型数模冻结之前对数模进行涂装工艺性分析和操作性分析，从结构设计方面避免内腔腐蚀，确保了车身的防腐蚀性能和整车的使用寿命，节省了成本。同步工程这一技术手段现已被越来越多的汽车厂所重视。

2.1 整体布置和外形设计

在轿车整体布置上考虑要防止腐蚀介质的

积聚，尽量避免封闭区域，或保持封闭系统通风和排水良好，如考虑整车的通风、散热；发动机产生的尾气排放或通过净化、降温等；在外形设计上注意防护、避免积存水汽和尘土。 2.2 涂装工艺泄液孔的设计

在车身合适的位置应设计涂装前处理和电泳时的工艺泄液孔。因为在前处理电泳工艺中白车身一般要经过15道左右的工序在槽液中完成，上道工序的残液必须在规定的节拍内完成工艺内容，并要防止各槽液之间的相互污染，否则会产生以下问题：

1）当槽液受到污染后，使得槽液的工艺参数不稳定，从而不能保证车身质量，大大降低了

车身的防腐能力；

2）不能及时排出车身内腔的空气，从而无法保证内腔的防腐性能；

3）会产生兜槽液现场，使得单车制造成本大大提高；

4）电泳过程中不能形成有效的电场效应，从而使得内腔的泳透力急剧下降。泄液孔就是解决以上问题而要求设计的（见图1：车身内腔工艺孔实例）。

涂装泄液孔设计的基本原则：

1） 地板总成应在前、中地板、后地板上各设直径30mm左右的泄液孔2～4个；

随着轿车产量及消费的不断增加,轿车竞争日益激烈,用户对轿车外观和耐久性的要求不断提高,优良的轿车车身防腐能力在一定程度上也提高了产品质量。作为轿车涂装三大功能之一的涂装防腐功能,要提高车身防腐性能,关键是从涂装前处理电泳工艺、轿车车身设计和先进的涂装工艺设备等方面来提升。本文主要从工艺、车身设计及工艺材料设备等方面来简要介绍提升轿车车身防腐性能的方法。

2） 门槛梁、车架纵梁A.B.C立柱及各封闭梁等应设计15mm～25mm泄液孔；

3） 车门与盖的内板靠下部低端应设计6mm泄液孔2个。

设计泄液孔应同时选择或设计堵盖，在涂装或总装时进行堵塞。

根据涂装车间输送方式和工艺设备情况的不同，对涂装工艺孔的设计基本原则也不尽相同。

湿度的影响：在相对湿度高的地区(如沿海地区)，腐蚀将加速；

温度的影响：温度升高，处于通风不良处的零件会加速腐蚀。

涂装前处理电泳工艺使车身表面覆盖形成致密的磷化膜和底漆，使车身钢板表面不与外界环境直接接触，有效地控制金属锈蚀和电化学腐蚀。

3.2 前处理工艺

涂装前处理中的脱脂工序的要求是：被处理的表面无油污、无锈、无氧化皮、无水分。如果达不到这些要求，就会严重影响磷化和电泳车身的质量，继而也会影响车身的防腐能力。

磷化处理是利用磷酸的离解（平衡）反应在清洗（脱脂）过的金属底材表面上，析出不溶性的磷酸金属盐的磷化膜技术。磷化膜的作用是增加附着力和耐蚀性。增加附着力，一是因所制得磷化膜结晶微溶入金属表面，结晶的附着力良好；二是基于无数的结晶的表面凹凸，表面积增大，而提高涂膜的附着力。然后，随着涂膜附着力的提高，防止腐蚀生成物质的侵入，而提高其耐蚀性（尤其能抑制漆膜下的扩蚀）。

脱脂、磷化以及不同的处理方式都对电泳膜厚耐蚀性产生一定的影响（见图2：不同前处理工艺对防腐性能的影响），从图中可以看出，采用前处理浸式处理的脱脂加锌盐磷化工艺的阴极电泳，在电泳膜厚达到20 m

时其盐雾试验可

3、涂装前处理电泳涂装工艺

在现有的涂装施工工艺中，阴极电泳底漆防腐能力最强。只有前处理和电泳的工艺得到良好配合才能实现轿车车身十年不锈蚀穿孔的目标。 3.1 金属锈蚀机理

金属的锈蚀一般是由外部向内部逐步腐蚀，最终导致不可修复的损坏。金属腐蚀表现为首先失去光泽，然后表面由光滑变的粗糙，并覆盖一层金属氧化物。金属锈蚀机理就是由原金属变为金属氧化物，造成机构件生锈的过程。 电化学腐蚀是当不同电位金属相接触，由于电位差的不同而出现电流，这时失去正电荷离子的金属被锈蚀，在锈蚀中伴有电流的产生。 轿车使用环境比较恶劣且多变，造成轿车零部件腐蚀损坏。

湿气的影响：在车身下部积存的泥沙、污垢和水分会加速腐蚀；

图2：不同前处理工艺对防腐性能的影响

随着轿车产量及消费的不断增加,轿车竞争日益激烈,用户对轿车外观和耐久性的要求不断提高,优良的轿车车身防腐能力在一定程度上也提高了产品质量。作为轿车涂装三大功能之一的涂装防腐功能,要提高车身防腐性能,关键是从涂装前处理电泳工艺、轿车车身设计和先进的涂装工艺设备等方面来提升。本文主要从工艺、车身设计及工艺材料设备等方面来简要介绍提升轿车车身防腐性能的方法。

达到1000小时。

3.3 电泳工艺

电泳涂漆法在轿车涂装中获得应用始于上世纪的60年代初,它是在轿车工业中普及和技术更新最快的车身涂底漆方法。尤其是1977年以来,由于阴极电泳的优越性，形成阴极电泳涂装法替代阳极电泳涂装之势。在轿车市场上形成未采用阴极电泳的轿车失去竞争力的局面。阴极电泳涂装工艺经过20多年的不断完善,己成为最成熟的轿车车身、车轮和车架等涂底漆的先进技术之一，对轿车车身而言，至今尚无替代它的更先进的涂底漆的方法。

阴极电泳涂料一般为水溶性涂料，实施过程中应采用电解方式对所有暴露在外的钢板表面和车身底部进行处理。即是将车身的一头接负极，并浸泡在电解槽内进行电解沉积处理。电泳底漆的主要步骤为：入槽浸泡（电泳过程中需要

控制槽液固体分、MEQ、PH值、电导等13个工艺参数）；UF溶液(亦称超滤液，采用超滤设备对电泳漆进行过滤而产生的透明液体)冲洗，目的

是使夹缝、封闭梁内部清洗干净；用去离子水冲洗；烘干(180±5)℃。烘干过程中也可使车身焊装时采用的点焊密封胶固化。

4、涂装工艺设备

涂装工艺设备特别是前处理电泳设备对轿车车身防腐性能的提升应当说还是非常重要的，目前流行的前处理电泳输送方式，如德国DURR公司设计的RODIP-3输送机系统，EISENMANN公司设计的Vario-Shuttle 多功能穿梭式输送机系统等都是目前先进的输送机系统（见图3、图4所示）。

图3：Rodip-3全旋反向浸渍输送机系统

图4：Vario-Shuttle多功能穿梭式输送机系统

4.1 输送机运行方式

RODIP-3输送机系统及Vario-Shuttle多功能穿梭式输送机系统在槽内形式360度自由翻转，

并且车身在工艺槽内能小幅度的摆动，采用RoDip-3及Vario-Shuttle输送机系统的电泳在提升轿车车身防腐性能方面的优点有以下几点：

1、彻底消除了车身前后盖，车顶盖内的气泡；能有效地排除轿车车身内腔及车身底部的空气，而传统的摆杆链出入槽的角度约45º，车顶盖内等部位的气泡不能彻底清除，无法泳涂上电

泳膜，使此部位的防腐性能不能达到要求。

RoDip-3技术可以实现车身在槽内360º翻转，彻底消除上述部位的气泡缺陷，提高整车的防腐性能。

2、由于车身翻转出槽，有利于槽液快速从车内流回主槽，可缩短相对沥液时间。生产过程中可减少电泳漆被车身连续带入后面的超滤液槽，降低超滤液槽的固体份含量，从而提高电泳

随着轿车产量及消费的不断增加,轿车竞争日益激烈,用户对轿车外观和耐久性的要求不断提高,优良的轿车车身防腐能力在一定程度上也提高了产品质量。作为轿车涂装三大功能之一的涂装防腐功能,要提高车身防腐性能,关键是从涂装前处理电泳工艺、轿车车身设计和先进的涂装工艺设备等方面来提升。本文主要从工艺、车身设计及工艺材料设备等方面来简要介绍提升轿车车身防腐性能的方法。

湿膜车身的清洗效果，能够改善烘烤后的电泳漆膜外观；

3、电泳漆膜均匀，车身内腔膜厚提高；RoDip-3系统涂装后的外表面膜厚波动＜1.5μm，而普通电泳外表面膜厚波动在4μm左右。测试数据显示平面和垂直面的膜厚差距在1-2μm。采用RoDip-3技术可提高电泳漆的泳透率，保证车身内腔膜厚＞12μm。大大提高了车身内表面的防腐蚀能力。 4.2 前处理电泳相关工艺设备

在设计涂装车间时，对前处理及电泳的附属设备选择也是至关重要的，如果选择不当，会造成诸如脱脂不尽、磷化车身颗粒较多等此类问题，同样也会对轿车车身的防腐性能产生重要影响。目前各轿车厂家普遍使用的设备有：前处理除铁屑系统、除油系统、磷化除渣系统、RO系统等，这些辅助系统能有效除去槽液中的油污、铁屑等，保持槽液的稳定性；从而能够保证产品的一致性和满足轿车车身防腐性能的需要。

5、结束语

随着新工艺、新技术的不断涌现，如纳米级的陶瓷材料和硅烷技术，能取代现有的表调、磷化、钝化工艺，并且己在国外工厂取得了应用。对于现代汽车尤其是轿车，人们不仅追求线条流畅的外形，而且对汽车的外观质量、汽车的装饰和使用寿命也提出很高的要求。汽车业的发展变化对涂料提出高品质、低消耗和环保技术等要求。这些都对现代汽车涂层材料和工艺提出挑战。提高汽车的耐蚀性和外观质量，着重是提高设计的合理性及应用先进的防腐工艺和材料。 作者简介：

阳克付，男，现任奇瑞汽车涂装二车间涂装工程师.

潘竹林，男，现任奇瑞汽车涂装二车间涂装质量工程师。

程为华，男，现任奇瑞汽车涂装二车间涂装工程师.

李国波，男，现任奇瑞汽车涂装二车间副主任兼奇瑞汽车能源管理学会秘书长。

参考文献

1 王锡春主编.汽车涂装工艺技术.北京：化学工业出版社，2005.

2 王锡春主编.涂装车间设计手册.北京：化学工业出版社，2008.

3 李国波等.《新一代无铅电泳漆ED-6C在RoDip-3系统上的应用实践》. 4 程为华.安徽涂装网[M] . [涂装学院 ] 5 程为华.涂装技术[M] .

[涂装技术论坛]

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wkfq.html