汽車在人們的生產(chǎn)和生活中起著重要的作用,汽車車身等主要總成、零部件以金屬材料為主,在使用過程中不可避免產(chǎn)生銹蝕問題。隨著人們對腐蝕問題關(guān)注度的日益提高,環(huán)保和法規(guī)方面的要求也日益嚴(yán)苛,在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)制定了相應(yīng)的汽車腐蝕法規(guī)來要求在其市場銷售車輛的防銹水平。例如英國、意大利、俄羅斯、澳大利亞、波羅的海及北歐地區(qū)要求車體表面至少3年或10萬千米無銹蝕現(xiàn)象,乘用車至少10年無穿孔腐蝕,否則要承擔(dān)巨大的售后市場維修費(fèi)用和責(zé)任。如何提高汽車的防腐能力,成為汽車制造企業(yè)必須重點(diǎn)解決的問題之一。應(yīng)用防腐蠟作為有效解決腐蝕問題的一種重要方法,廣泛地用于整車制造。
1 汽車易腐蝕部位及所用防腐蠟種類
防銹蠟種類及使用部位見圖1。
1.1底盤防銹及底盤防銹蠟的使用
底盤承受來自車上和地面上傳遞的各種靜、動載荷,支撐連接汽車的各零部件及總成,與地面距離最近。雖然車底部位噴涂PVC等彈性材料進(jìn)行防護(hù),但不是所有部位噴涂,同時(shí)在噴涂過程中,如果施工質(zhì)量不好,容易產(chǎn)生氣孔,防護(hù)效果變差。在行駛過程中經(jīng)常與泥沙、碎石和水接觸,極易破壞未防護(hù)部位,造成金屬裸露,當(dāng)接觸水和空氣中的氧,就會發(fā)生化學(xué)作用產(chǎn)生銹蝕。因底盤在日常使用時(shí)不易觀察檢查,即使產(chǎn)生損壞、銹蝕也難以發(fā)現(xiàn),因此使用底盤防腐蠟可有效地補(bǔ)充PVC的防腐效果。
底盤防銹蠟性能要求穩(wěn)定性好,無結(jié)晶析出,滴點(diǎn)溫度高,蠟?zāi)み_(dá)到一定的厚度無流失或滴落,且具有優(yōu)良的附著力和一定的彈力,能降低路面磕碰及石擊帶來的損壞。
1.2車體內(nèi)腔和內(nèi)腔防銹蠟的使用
車體內(nèi)腔的腐蝕,方面是由于在涂裝過程中內(nèi)腔涂層達(dá)不到防腐要求所規(guī)定的厚度,甚至出現(xiàn)涂層不完整的現(xiàn)象,降低了車體的防腐蝕能力;另一方面是腔體結(jié)構(gòu)一般都存在排風(fēng)和排水不暢現(xiàn)象,在使用中易造成濕氣、污水、腐蝕性氣體及泥沙等的積存,內(nèi)腔金屬在惡劣的環(huán)境中更加容易發(fā)生腐蝕。雖目前大量使用鍍鋅鋼板,但在搭接的端面無鋅層保護(hù),一旦腐蝕過程開始,因縫隙的滯流關(guān)系,使縫內(nèi)的氧消耗后難以得到補(bǔ)充,而縫隙外氧化還原反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,縫隙的內(nèi)外便構(gòu)成了氧濃差電池,縫隙內(nèi)形成陽極,發(fā)生Fe→Fe2++2e-的溶解反應(yīng),縫外的陰極發(fā)生O2+2H2O+4e-→4OH-的反應(yīng),隨著縫隙內(nèi)Fe3+、Fe2+的積累,促使縫隙外的Cl-等酸根離子遷入,使腐蝕環(huán)境更加酸化,最終形成一個自催化過程,使縫隙內(nèi)的腐蝕加速進(jìn)行。
空腔防銹蠟噴涂工藝在涂裝操作完成后轉(zhuǎn)總裝轉(zhuǎn)配之前進(jìn)行,對預(yù)先設(shè)計(jì)的內(nèi)腔進(jìn)行噴涂,形成約幾百微米的蠟?zāi)?/span>,噴涂完畢后進(jìn)入總裝裝配。噴涂工藝分為兩大類:注蠟和噴蠟,不僅與所選擇的蠟材料有關(guān),同時(shí)使用設(shè)備也不相同。噴蠟工位要求有照明、防火、防爆裝置、排風(fēng)系統(tǒng)。內(nèi)腔防腐蠟性能要求穩(wěn)定性好,無結(jié)晶析出;黏度適宜、實(shí)施過程中不流淌,有優(yōu)良的縫隙滲透性,除此之外,蠟?zāi)み€要具有較強(qiáng)的附著力。
1.3門蓋鉸鏈和合頁蠟的使用
車體的五門一蓋與車體裝配使用鉸鏈連接,在涂裝過程中鉸鏈與車體和五門一蓋配合面是無法進(jìn)行電泳和噴漆的,在車輛使用過程中,造成車體、門蓋和鉸鏈接觸部位的銹蝕。
合頁蠟一般采用毛刷涂抹工藝,要求其噴涂和刷涂的操作性好,性能穩(wěn)定,具有良好的觸變性和抗擠壓成膜性能,附著力強(qiáng),長期防銹效果好。
1.4車身表面防腐蠟、發(fā)動機(jī)防腐蠟的使用
在成品車運(yùn)輸過程中,尤其是使用海運(yùn)的出口車,海水極易對車體表面的漆面和發(fā)動機(jī)等主要總成產(chǎn)生腐蝕損害,因此需輛噴防腐蠟進(jìn)行保護(hù)。
車身表面防腐蠟其性能要求耐水性好,可防止雨水、水汽等與汽車基體接觸,耐熱耐寒性好,80 T高溫?zé)o滴落;35T蠟?zāi)げ粍冸x,無裂紋。
發(fā)動機(jī)防腐蠟需具有優(yōu)良的耐高溫性能,均勻、無結(jié)晶析出,良好的觸變性和滲透性,對其所保護(hù)的橡膠、塑料、金屬等材料無影響,且不易粘著塵土。
2 防腐蠟的特性、作用機(jī)理及組成成分
防腐蠟主要由成膜劑、復(fù)合防銹劑、分散劑、流平劑、精制石蠟與精制礦物油復(fù)合而成。蠟是一種高分子鏈狀烷烴,具有性能穩(wěn)定、觸變性高、耐熱性好、抗腐蝕能力強(qiáng)、成膜附著力良好、自然干燥速度較快等特點(diǎn)。表面防腐蠟、底盤蠟附著于車體表面,保護(hù)基體表面不受雨、鹽水、塵埃等的損害。在低溫或高溫下,附著性良好,受撞擊不產(chǎn)生破裂,作用機(jī)理見圖2。內(nèi)腔防腐蠟具有極好的抗?jié)駳饧芭潘?/span>,隔絕濕氣與基材的接觸, 防腐蠟浸透到接合部位、間隙部位隔離腐蝕成分,起到隔離防銹作用,作用機(jī)理見圖3。
3 防腐蠟噴涂工藝
車身表面防腐蠟、底盤防腐蠟、發(fā)動機(jī)表面防腐蠟應(yīng)使用噴蠟工藝進(jìn)行施工,內(nèi)腔防腐蠟可使用噴蠟工藝或注蠟工藝進(jìn)行施工,具體施工工藝如下。
3.1噴蠟工藝
噴蠟工藝可用于所有防腐蠟的噴涂。使用前,對噴蠟系統(tǒng)用清洗油(石油溶劑)清洗;加入防腐蠟,開啟攪拌、加熱、循環(huán),確保管道暢通,并檢查噴嘴無堵塞后,進(jìn)行噴蠟操作。蠟的使用溫度為20~40噴嘴出口壓力為6.0 ~ 12.0MPa,蠟?zāi)ず穸?/span>200μm以上(濕膜)。采用無空氣壓縮泵和噴槍,噴嘴可選用旋轉(zhuǎn)形、傘形或扇形,噴涂部位保持清潔干燥,無油污等殘留物,并保持噴涂部位溫度在10T以上。蠟在噴涂前須過濾,噴蠟管道和設(shè)備需定期清洗,保持清潔,當(dāng)間隔噴蠟時(shí),對噴槍管道中的蠟進(jìn)行循環(huán),使蠟保持良好的流動狀態(tài)。噴槍不使用時(shí),讓噴嘴置于溶劑中,在噴涂前須確認(rèn)噴嘴無堵塞,使用場所應(yīng)保持良好通風(fēng),操作者應(yīng)配備防護(hù)用品,貯蠟容器用蓋子密閉。
噴蠟工藝流程見圖4。
3.2注蠟工藝
注蠟工藝用于內(nèi)腔防腐蠟的噴涂,注蠟工藝只能采用純蠟材料。在制造帶有空腔的部件時(shí),一般預(yù)先已留好注蠟孔,而在縱梁等零件總成,沒有專門開孔,而是在縱梁的頂端進(jìn)行噴注。經(jīng)過了涂裝工藝的車身,在進(jìn)入總裝裝配之前,進(jìn)入注蠟的過程。在注蠟前,使用熱風(fēng)將車體加熱到85t左右。全車身加熱完畢后,將專用的內(nèi)腔防銹蠟加熱到115 用專用的泵向預(yù)先留好的注蠟孔中注入已經(jīng)溶化的蠟,并保持一定的時(shí)間讓多余的蠟液自動流出。最終蠟?zāi)さ暮穸仍趲装傥⒚住H缓筮M(jìn)入冷卻區(qū),用冷風(fēng)吹至常溫。最后,用膠堵將所有注蠟孔全部封死。
注蠟工藝流程見圖5。
3.3使用異常現(xiàn)象及對策
汽車防腐蠟除具有優(yōu)異的防銹性能外,還要有較高的耐熱性、耐低溫性和附著性。在汽車制造過程中的施工工藝還應(yīng)具有黏度穩(wěn)定性、均一性和防流掛性等。在實(shí)際操作過程中易產(chǎn)生的問題及對策見表1。
4 結(jié)語
整車防腐作為汽車制造的一項(xiàng)重要課題,已有多種方式,如使用鍍鋅鋼板。雖然車身結(jié)構(gòu)采用鍍鋅鋼板焊接而成,并涂覆有防銹涂料,同時(shí)使用各種密封膠、PVC膠進(jìn)行防護(hù),但是車身仍會產(chǎn)生銹蝕。防腐蠟不僅是基體的保護(hù)層,而且可以防止銹蝕的產(chǎn)生。在延長整車使用壽命、滿足客戶使用要求的同時(shí),也符合相關(guān)法律法規(guī)對銹蝕的規(guī)定,并且有效地彌補(bǔ)了其他防腐方式的不足。