汽车涂装工艺

浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第1页共57页汽车涂装工艺根据马汝成教授2009年11月21日在浙江汽车工程学院授课的录音资料整理马汝成教授简介马汝成，浙江汽车工程学院特聘教授；现任机械工业第九设计研究院副总工程师，研究员级高级工程师。兼任中国汽车工程学会特聘专家、涂装分会常务理事、中国汽车工业科学技术进步奖评委、机械工业优秀工程勘察设计奖评委、一汽集团公司高级专家、享受国务院政府特殊津贴。一直从事涂装工艺设计与研究、综合项目主师设计工作。先后主持和参加了150多项国家大中型汽车工厂设计任务：一汽大众15万辆及换型扩产30万辆轿车，一汽大众二轿车厂，一汽中重型卡车，哈飞20万辆轿车，昌铃10万辆汽车，厦门金龙2000辆中高档大客车，天津一汽丰田新花冠等。在技术管理中，参与制定和主持了100余项大中型工厂工艺设计方案审查工作，开发了《汽车工厂涂装车间设计手册》、《涂装设备订货任务书》、《轿车水性漆涂装专用设备设计工艺要求》等10余项科技进步课题。曾荣获国家和机械工业、汽车工业、一汽集团科技进步奖和优秀工程设计奖16项，获第六批“全国工程勘察设计大师”称号；撰写并在全国范围内发表了20多篇论文。…浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第2页共57页目录汽车涂装工艺…………………………………………………………1-57第一章概述………………………………………………………………………3-6第二章涂装工艺…………………………………………………………………7-21第三章涂装设备………………………………………………………………22-34第四章涂装车间的工艺平面布置……………………………………………35-37第五章涂装车间的洁净要求…………………………………………………38第六章涂装车间的环保………………………………………………………39-40第七章涂装车间的节能………………………………………………………41-45第八章我国轿车涂装工艺技术现状…………………………………………46第九章轿车车身涂装工艺技术发展动态及方向……………………………47-55第十章涂装车间工厂规划基础………………………………………………56-57浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第3页共57页第一章概述一、涂装基本概念（一）涂装基本概念1、涂装：涂装是将涂料涂在物体（物品）表面经过干燥成膜的工艺过程。2.涂装的功能：（1）涂装的功能：涂装的功能是保护作用、装饰作用和特种功能。（2）防腐蚀功能指标：上世纪90年代以前汽车涂装重点研究的是防腐性，90年代以后重点研究的是装饰性。德国大众防腐蚀功能指标是3年无表面锈蚀，12年无穿孔锈蚀；美国防腐蚀功能指标是8年无结构锈蚀。3.涂料的组成：涂料也称油漆，由颜料、树脂、溶剂、及添加剂等组成。（1）颜料：颜料不溶于水、油、溶剂，其作用是使涂层具有一定颜色、强韧性及耐久性，如锌铬酸盐、铝片、云母等。（2）树脂：树脂是涂膜的主要成分，决定漆膜的性能，如环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂等。（3）溶剂：溶剂是用来溶解树脂、油脂，将涂料稀释到涂装的粘度的，常用的溶剂包括醇类、酯类、醚类、酮类、烃类物质。（4）添加剂：添加剂具有专用用途，如染料、杀菌剂、防锈剂、防火剂、干燥剂、消光剂等。浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第4页共57页4.涂料种类：涂料的种类有溶剂型漆（油漆）、水性漆、粉末涂料和特种贴膜。5.涂装的三要素：涂装的三要素是指涂装材料、涂装工艺和涂装管理。6.涂装车间（又称油漆车间）：涂装车间是指将涂料涂于被涂物上，制成满足规定质量要求产品的施工场所。二、汽车涂装的特点（一）汽车涂装的特点：1.高级保护性涂装：高级保护性涂装的特点是强调防腐蚀性及耐候性；2.中、高级装饰性涂装：中、高级装饰性涂装的特点是强调色彩、光泽、鲜映性和丰满度；3.典型的工业涂装：最典型的工业涂装的特点是大批量、高节奏和自动化；4.多层涂装：多层涂装的特点是对底漆层、中涂层、面漆层（多次面漆层）分别加以控制；三、汽车涂装的分类（一）汽车涂装的分类：汽车涂装产品涂层分类表表2-1序号涂层分类名称涂装产品名称1车外上部涂层1.1高级装饰涂层高级轿车车身1.2中级装饰涂层普通轿车、吉普车、轿货车等1.3一般装饰涂层普通客车、轻型车及卡车驾驶室、覆盖件等1.4外部非金属件装饰涂层塑料保险杠、塑料车轮罩盖、塑料装饰条等1.5外部防护装饰黑涂层保险杠、雨刮器、后视镜壳体及支架、外露脚踏板等1.6重级防护一般装饰涂层轿货车箱、出口轻型车车箱及卡车车箱等1.7中级防护一般装饰涂层轻型车车箱、卡车车箱、轿车油箱等浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第5页共57页汽车涂装产品涂层分类表续表2-1序号涂层分类名称涂装产品名称1.8轻级防护一般装饰涂层翻斗车车箱、改装车车箱等2车外底部涂层2.1重级防护底部涂层高级轿车车轮、弹簧、托架等、副车架等2.2中级防护底部涂层普通轿车车轮、弹簧、托架、制动系统零件等2.3中级防护底部涂层轻中重型卡车、客车的车架、车轮、底盘零件等2.5轻级防护底部涂层车桥总成、传动轴、制动系统零件、减振器等3车内件涂层3.1重级防护内部涂层高档发动机、变速箱等3.2中级防护内部涂层一般发动机、变速箱等3.3轻级防护内部涂层非外露铸锻件、毛坯及中厚板件半成品等3.4车身内部非金属件涂层仪表板、杂物盒、烟灰缸、装饰条等塑料件4特种涂层4.1耐酸涂层蓄电池箱及托架等4.2耐热涂层消声器、进排气管、缸盖等零件4.3防声、绝热、抗磨、耐冲击涂层车体下表面及顶棚内表面四、涂层标准汽车涂装常用的涂层标准是机械部颁发的《汽车涂装涂层》QC/T484-1999标准以及国内各汽车集团依据此标准编制的自己的企业标准。以下为一些常用涂装标准的案例：（一）常用涂装标准：1.涂层技术要求：汽车涂装工艺涂层技术要求（高级轿车车身）序号涂层名称产品名称涂层主要质量技术要求1高级装饰涂层高级轿车车身1.漆膜外观：平整光滑，无漆膜缺陷；光泽、鲜映性……。2.漆膜厚度：本色漆≥110µm；金属漆≥120µm。3.机械性能：铅笔硬度、附着力、冲击强度、抗擦伤性、抗石击性……。4.耐化学品性能：……。5.耐汽油性：……。6.耐机油性：……。7.耐盐雾腐蚀性：底漆层≥840h。8.耐湿热性：500h漆膜无变化。9.耐温变性：……。10.人工老化：……。11.耐候性：海南或广州曝晒24个月后，漆膜无龟裂、起泡、剥落和明显褪色，失光率≤10％。在南方地区使用8年不允许严重失光和变色。2.涂层防腐蚀性标准：浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第6页共57页涂层防腐蚀性是指涂层的抗腐蚀介质破坏的能力。涂层防腐蚀等级评定指标汇总表序号防腐蚀等级评定指标试验方法1高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验≥1008hGB/T1771Y06－0062高级装饰涂层、中级装饰涂层、高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验≥840hGB/T1771Y06－0063.涂层耐侯性标准：涂层耐候性是指涂层的抗大气环境作用的能力。涂层耐候性等级评定指标汇总表序号防腐蚀等级评定指标试验方法1高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验≥1008hGB/T1771Y06－0062高级装饰涂层、中级装饰涂层、高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验≥840hGB/T1771Y06－0064.涂层耐侯性标准：涂层耐候性是指涂层的抗大气环境作用的能力。涂层耐候性等级评定指标汇总表序号耐侯性等级评定指标试验方法1高级装饰涂层人工老化试验1440h后漆膜失光率≤30％，抛光后漆膜失光率≤10％。海南或广州曝晒24个月后漆膜失光率≤10％。GB/T1865GB/T9276浙江汽车工程学院ZhejiangAutomotiveEngineeringInstitute-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第7页共57页第二章涂装工艺一、前处理工艺（一）前处理工艺的定义、处理方式及组成：1.定义：前处理工艺是指漆前表面前处理工艺又称预处理工艺。2.处理方式：前处理工艺常用的处理方式为喷淋或浸渍，浸渍包括全浸及半浸。3.组成：前处理工艺一般由脱脂、表调、磷化、钝化、水洗、纯水洗等工序组成，其中主要工序为脱脂、表调、磷化及钝化处理。（1）脱脂处理：脱脂的作用是使工件表面无油，有利于涂层附着在工件上。其机理是皂化、乳化、分散溶解和机械作用等。工件表面的油脂包括除动植物油脂和中性矿物油脂。动植物油脂是利用强碱性清洗剂与动植物油进行皂化反应，使其溶解分散在清洗液中脱离工件表面。中性矿物油脂是依靠乳化的方式将油脂包围分割成细小的油滴而分散（乳化）到清洗液中脱离工件表面。脱脂处理常需要控制的工艺参数是脱脂时间、脱脂温度和含油量。一般喷淋方式脱脂时间控制在(1～2)min，浸渍方式脱脂时间控制在(2～5)min；脱脂温度控制在55℃～65℃。脱脂处理需要通过油水分离装置或倒槽的方法来控制槽液的含油量，一般含油量控制在不超过4g/L（3000ppm）。（2）表调处理：表调的作用是是改变金属表面的微观状态，使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。表调液的主要成分是磷酸钛盐。表调的原理如图2-1所示，表调的主要成分磷酸钛盐对金属表面有极强的吸附作用，在基板表面形成多数的微细表调成分（晶核），作为磷化反应的结晶原点，促使磷化形成均匀的磷酸盐结晶，增加结晶核数，限制大晶体生长，使磷