摘 要：通过对涂料性能的改进及对车桥总成难涂漆部位和装配缝隙部位进行防锈工艺优化，在现有生产条件及涂装工艺不做大改动的前提下，使商用车车桥表面涂层耐盐雾性能从 120 h 提高到 300 h 以上。
关键词：商用车；车桥；涂装；防腐蚀
0 引言
众所周知，由于铸铁件的成分及其表面状态特点等原因，在同样的涂装条件下，钢板件比铸铁件更容易涂装，且涂装后零件的防腐性能也高于铸铁件。如果产品设计要求某些装配表面不允许涂漆，而且产品本身由铸铁、冷/热轧板、非金属等多种材料的零件构成，那么，只对产品进行单一涂层方式涂装，想要产品达到令人满意的防腐蚀性能，难度是可想而知的。商用车车桥总成就是这种产品的典型代表。考虑到车桥装配和清洁度等方面的要求，一般都采用总成装配后涂装，典型的涂装工艺是：前处理→烘干→底漆→烘干→面漆→烘干，漆膜厚度＞60 μm，也有采用单涂层工艺的，即前处理→烘干→喷漆（底面合一）→烘干，漆膜厚度 40 μm左右。我公司的一条车桥涂装线就是单涂层工艺，这种工艺的优点是简单，节省投资，但涂层的耐腐蚀性能差，盐雾试验只能达到 96～120 h。尝试在现有涂装工艺不做大改动的前提下，通过材料改进及对难涂漆部位和装配缝隙部位进行防锈处理，提高车桥涂层的防腐蚀性能。经实验室及应用试验，效果良好，涂层耐盐雾达到 240 h 以上，满足车桥总成质量标准要求。
1 试验
1.1 涂料改进及防锈处理材料选择
针对现用水性涂料一次成膜薄，锐边防腐蚀性能不良的问题，重新制定涂料的技术条件，通过提高涂料的施工固体分和锐边防腐性能，提高一次喷涂的漆膜厚度及粗糙度比较大的铸造件表面凸起部位的漆膜厚度，从而达到了提高车桥表面涂层耐腐蚀性能的目的。联合涂料厂家开发了符合施工规范的单、双组分 2 种高防腐水性涂料。
选择了一种生物转化膜处理剂，其为无色透明的液体，以生物材料为主要成分，利用生物技术经生化反应合成，它可以在常温环境下与二价以上的金属经生化反应、强络合、强渗透，在冷、热扎金属板材、型材表面生成光滑、致密的螯合物，即生物转化膜。形成的转化膜能提高金属材料表面的抗腐蚀能力，增强金属与涂膜的附着力，提高耐腐蚀性能。
1.2 实验室试验
1.2.1 涂料试验
采用无锈的冷轧板（08AL）试板和铸铁（HT250）试件，进行手工脱脂处理，按照涂料的施工规范（见表1），分别用现用水性涂料和新开发的 A、B 2 种水性涂料进行涂装，膜厚控制在 50～60 μm。制备出相应的 2种底材、3 种涂料的备试样品，分别对 3 种涂料的样品进行性能测试。
1.2.2 转化膜试验
采用无锈的冷轧板（08AL）、热轧板（65MnL）试板和铸铁（HT250）试件，进行手工脱脂处理；一组刷涂生物转化膜处理剂，晾干 5～10 min；另一组不涂生物转化膜处理剂；喷涂新开发的单组分水性涂料并烘干，膜厚控制在 40～50 μm。制备出相应的 2 组备试样品，分别对样品进行耐腐蚀性能测试。
2 结果与讨论
2.1 涂层性能结果分析
新开发的 A、B 2 种水性漆涂层性能与现用涂料对比结果见表 2。
可见，新开发的 2 种水性涂料涂层，主要性能均优于现用的涂料；单组分涂料 A 的各项性能最好。
2.2 转化膜试验结果分析
不同材质样件采用上述 2 种防锈工艺方案的耐盐雾性能和耐湿热性能对比试验结果见表 3。
从试验结果看，不同材质的涂层耐腐蚀性能差别很大。无论是否采用转换膜处理，冷轧板的耐腐蚀性能都最好，铸铁件的耐腐蚀性能都最差，热轧板则介于两者之间。当采用转化膜处理时，每种材质样件的耐盐雾和耐湿热都有所提高。
3 生产性试验
为了考核实验室研究成果在实际生产中的应用情况，在涂装线进行了生产性试验。
3.1 试验用材料
后桥壳总成；生物转化膜处理剂；新开发的水性涂料 A。
3.2 施工工艺
分别按无转化膜处理（工艺 1） 和有转化膜处理（工艺 2）2 种方式进行前处理，在线上喷漆烘干。
3.3 车桥总成的耐腐蚀对比试验
对现生产涂装后的车桥总成与生产性试验的车桥总成进行加速腐蚀对比试验，结果见表 4，试验后的锈蚀情况见图 1。
可见，采用新开发的水性漆 A 喷涂，车桥总成耐人工加速腐蚀试验的性能均优于用现生产的；进行工艺 2 的车桥总成难涂漆部位和装配缝隙部位的腐蚀状态明显优于工艺 1 喷涂的车桥总成。
尺寸为：18 158 mm×10 100 mm×3 950 mm，考虑辅助空间室体尺寸为 21 000 mm× 15 000 mm×8 000mm，如按照室体全截面送风，风量 Q=3 600×20 ×14×0.5=529 200 m3/h（净空尺寸），须配置 2 台送风空调，每台功率为 110 kW；8 台排风机，每台功率 45 kW；水泵 2 台，每台功率 55 kW，总功率为 790 kW，天然气耗量为 330 m3/h。能耗较大，生产成本很高。本次设计时突破传统思维，根据喷涂作业时的实际工况，在保证工人作业环境的前提下，采用了非全截面送风的方式，即主要在工人操作区进行工位送风，而辅助区域不再送风，这样就极大地降低了送风量，相应的排风、供水、供气等能耗都大幅下降；按非全截面送风方式风量 Q=3 600×19×11×0.5=403 650 m3/h，配置 2 台送风空调，每台功率为 90 kW；6 台排风机，每台功率 37 kW；水泵 2 台，每台功率 37 kW；总功率为476 kW，天然气耗量为 250 m3/h。
该项目建成投产后，设备实际使用情况良好，深得业主和操作工人的认可，也证明对于超大型喷漆室，采用这种非全截面送风的方式，既能保证工人的作业环境，又能大大降低生产能耗和生产成本，也符合国家节能减排的理念。
2.3 送风系统的优化设计
由于工件作业时须抬升中间桅杆，需要净空为 8m，如采用整体式静压室则会提高设备高度，增加投资，本次设计时采用了分体式弧形静压室结构，这种分体式弧形结构既能保证作业时中间位置的送风质量，也能满足涂装作业的空间要求，不用提高设备高度，节省了投资。
2.4 热风循环系统的优化设计
此次设计时送风系统和热风循环管路共用空调机组，空调进风口设置气动风阀 1，另设置热风回风管路，该管路在排风系统之外独立设置，在回路上设置气动风阀 2，通过 2 个风阀的互相切换就可实现喷漆和烘干作业的转换，而传统做法是热风回风和排风共用管路和底部结构，须在排风管路上另设置气动风阀 3，通过 3 个风阀的切换来实现喷漆和烘干作业的转换；优化设计简化了控制和操作系统。
3 结语
本文结合实际工程案例详细介绍了超大型水旋式喷烘室的设计理念、结构优化方案和节能减排方案；设备投入使用后厂家反应良好，该设备的设计思路和设计理念也拓展到其他类似大型装备的涂装作业中，并相继在其他几家龙头工程机械公司投入使用，取得了良好的社会和经济效益。
参考文献略
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