电泳涂装在紧固件上的应用研究

随着我国汽车工业的飞速发展，对汽车产品的质量也提出了越来越高的要求。汽车的高安全性、高环保性及多元化的个性在紧固件的表面防护技术上也得到了体现。目前汽车上紧固件的表面处理工艺主要有氧化．（发黑）、磷化、电镜（锁锌、锌铢合金、装饰铭）、达克罗涂覆等。众所周知，氧化（发黑）处理存在能耗大、工艺不稳定、膜层不牢固等缺点；磷化处理的耐腐蚀性能差；电镜的钝化处理液和达克罗涂料中都含有 C产，不环保，普通电锁层的耐腐蚀性能在 144 小时左右，达克罗涂覆耐腐蚀性能 可以达到 500- 1000 小时，但成本比较高，膜层耐潮湿性差（耐湿热240 小时），不耐磨。

为了提高紧固件表面处理质量及符合环保***的需求，除了上述表面处理工艺外，国外汽车公司有采用阴极电泳涂装工艺对螺栓等紧固件进行表面处理。根据紧固件不同的质量要求，采用不同的工艺方案，其耐盐雾性能可达到 240-1000 小时以上，而且漆膜磨擦系数适宜 ，不影响产品 装配，可以代替电锁的钝化工艺，有利于环保。

阴极电泳涂装由于机械化程度高、环保、漆膜具有优异的耐腐蚀性能，在汽车车身及零部件涂装上已应用数年，是成熟的工艺。但在螺栓等紧固件上应用在国内尚属空白，确实是一项新技术，是电泳涂装的 一个新领域。在原有成熟的电泳涂装工艺的基础上，进行了大量试验研究，验证了电泳涂装工艺在紧固件上应用的可行性，并与现应用的电锁及达克罗涂覆等工艺进行了性能和成本比较。

通过电泳涂装在紧固件上的应用工艺试验研究得出以下结论：

(1 ) 紧固件采用电泳涂装进行表面处理的工艺方案可行。

(2 )必须采用紧固件电泳涂料才能达到紧固件表面处理质量要求。

(3 )紧固件采用电泳涂装工艺：从质量和成本上以及从环保要求方面都具有较好的社会效益。

汽车底盘零件阴极电泳涂装工艺实例

对于汽车底盘零件, 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;

汽车轻量化钢材及零部件表面处理技术的发展趋势（三）

研究表明，防撞性设计制造薄壁结构在汽车行业仍然是一个主要挑战。车身吸能构件多用冲压工艺制造，其厚度不均匀，残余应变/应力较大，特别是高强钢或高强钢等材料。此外，材料性能、冲压工艺和几何形状的不确定性一般从制造阶段传播到操作阶段，可能导致冲击响应的不可控波动。针对这些关键问题，提出了一种基于多目标可靠性的设计优化方法，将冲压不确定性与薄壁结构进行耦合优化。首先将冲压过程的有限元分析结果转化为耐撞性。其次，采用替代建模技术，从均值和标准差两方面对成形和冲击响应进行近似化处理。第三用多目标粒子群优化算法，结合蒙特卡罗，寻找可靠的设计解。该方法不仅显著提高了汽车零件结构的成形性和耐撞性，而且能提高其安全可靠性。

由于车辆的能量耗散能力显著下降，抗撞性能的提高成为轻型车辆发展的关键。因此，他们进行了材料增强和结构优化，如汽车结构涉及到的薄壁框架，表面机械磨损处理，在不牺牲延性的前提下诱导金属纳米结构增强强度等措施，充分利用了***高强度钢材的优异性能，进行了大量的实验和数值模拟，测试结果表明，与目前市场上的同类产品相比，产品重量轻、强度高、安全影响程度高，可以满足轻量化汽车的要求。

通过使用有限元分析法，对于两种不同钢铁材料的座椅框架在不同的加载条件下进行优化厚度和改进设计的文章，研究发现软钢材料制造的车座框架与用***的高强度钢材代替，使用***的高强度钢材可以显著减轻座椅框架的重量，同时可以在车辆的使用寿命内提高燃油效率，并减少CO2排放。

在***高强度钢板的加工方面研究，通过设计一种新型的凹口冲头实现汽车高强度钢板的一次冲程多步翻边，采用增量成形的概念，改进拉伸翻边冲头形状，提高汽车用***高强钢的拉伸翻边性能，结果表明，与单步翻边法相比，这种新方法的拉伸应变从0.406降至0.280，拉伸角边大应变转移到直翻边区域。