汽车保险杠的发展与喷涂工艺

汽车保险杠论文汽车保险杠的发展与喷涂工艺江苏中大工业涂装环保有限公司（224003）杨奎摘要：随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置走向了革新的道路，保险杠除了有保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化和表亮化。为此，本文结合生产实践和实际应用，对于保险杠的表面喷涂，从它的发展、应用领域、涂层性能要求、涂装工艺等方面逐一进行阐述与探讨。关键词：汽车保险杠、塑料保险杠、安全装置、喷涂工艺1前言汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。20年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为３毫米以上的钢板冲压成Ｕ形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，并与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成Ｕ形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，高质量的喷涂技术可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。2保险杠喷涂工艺介绍2.1工艺流程：工件上线→预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水→水份烘干→冷却→转挂→擦净、打磨→火焰处理→静电除尘→喷底漆→流平→喷面漆→流平→喷罩光漆→流平→固化烘干→检查、抛光、检验→工件下线。2.2保险杠喷涂的工艺说明：塑料保险杠喷涂作为比较高档的表面涂装工艺手段，整个过程的质量要求极为严格，用涂料厂商的整个表面处理工艺过程，包括前处理过程，喷涂过程到固化过程都需有严格的质量控制，以保证保险杠涂装的质量。保险杠喷涂工艺多采用多层喷涂，本文采用“三喷二烘”的工艺，以充分发挥油漆的耐久性、耐候性的优势。喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证喷涂层的均匀性，涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效果。涂层均匀，质量优秀的涂层具有金属光泽，颜色鲜明、明显的立体感。而使用不合适的喷涂设备的喷涂层，会产生颜色不均，表面有阴影或涂层不牢。大大影响了保险杠的装饰效果。以下为塑料保险杠喷涂工艺的具体说明：2.2.1表面处理：前处理是涂装作业的基础，是不可缺少的重要工序，是提高保险杠涂膜附着力、耐蚀力的关键环节，因而前处理质量高低，直接关系到保险杠喷涂质量的优劣。表面处理一方面提高涂膜的防腐防锈性能，延长涂膜的使用寿命，另一方面提高涂膜对保险杠的附着力，另外能使保险杠得到均一的涂膜性能。表面处理主要包括三个方面：（1）、从保险杠表面去除各种污垢。如除油（也称脱脂），以保证涂膜的理化性能和产品的质量。常见的污垢有：灰尘、油污、旧涂膜等。（2）、对经过清洗的保险杠的表面进行各种化学处理，以提高涂膜的耐腐蚀性和涂膜与工件表面的附着力。（3）、采用机械的办法消除保险杠的加工缺陷，调整基体表面的粗糙度，以提高产品的外观质量和附着力。2.2.2水份烘干：烘干的目的是使保险杠表面生成的化学转化膜充分脱水，获得最佳的附着力和耐蚀力。但烘干温度不应过高,否则过度脱水会引起涂层性能大幅下降。2.2.3表面喷涂：通常保险杠表面层由多道作用不同的涂膜组成。现喷涂工艺多采用湿喷湿的喷涂方式，这样既可节省能源、简化工艺，又能适应大批量流水线生产的需要。目前比较先进的涂装线由喷漆机器人、双组份供漆、自动换色、工件识别、同步、总控等子系统组成，具有自动换色、自动识别、同步运动、离线仿真等功能。多台机器人依次运动，一次完成打磨擦净、火焰处理、静电除尘、底漆、面漆和罩光漆喷涂等工序。当然，完全用机器人这种全自动作业方式进行各工序作业，投资和运行成本相对较大，当前在国内大多数生产企业中还没有应用到这个领域。（1）、打磨擦净：保险杠经过表面处理后，第一道工序是打磨擦净，这道工序可根据工件的表面实际情况可以省用，但对工件表面有凹凸不平或其它损坏现象，必须进行这道工序的作业，然后进行表面擦净清理工作。（2）、火焰处理：火焰处理这种方法是利用高温（3000°F以上）气体火焰使塑料的表面氧化。火焰激活空气中的氧分子，使它们在材料的表面形成带有碳分子的极性分组。表面分组极性的增加和氧化减少了塑料的表面张力，增加材料基体对油漆的吸附力。保持一定的火焰温度和距离，是在适当的移动速度下对工件表面进行的一种喷涂前的处理，以达到降低工件表面应力，提高工件表面的附着力，提高喷涂的质量。（3）、静电除尘：可以去除工件表面由于静电吸附的毛刺，保证工件在喷涂前的洁净度，有利于提高喷涂过程的良品率。主要设备可以用静电除尘枪、静电除尘离子风机、静电除尘离子除尘风棒等。（4）、涂底漆：涂底漆的目的在于提高涂层抗渗透能力，增强对基材的保护，掩饰金属表面细微缺陷，加强面漆与金属表面的附着力，保证面漆涂层的颜色均匀性。漆层厚度通常为5～8µm。（5）、涂面漆：保险杠经涂底漆、底漆流平后涂装面漆，这是完成涂装工艺过程中的关键阶段。涂面漆的作用是在于提供所需的装饰颜色，使外观达到设计的要求，并且保护金属表面不受外界环境大气、酸雨污染的侵蚀，防止紫外光穿透，大大增加抗老化能力。在多层喷涂中面漆涂层最厚，通常为30～35µm。（6）、涂罩光漆：涂罩光漆的作用是在于增强面漆涂层抗外界侵蚀能力，保护面漆涂层不被氧化，增加面漆色彩的金属光泽，使产品外观更加鲜艳。漆层厚度通常为10～15µm。（7）、流平晾干：流平晾干是一个涂层中溶剂或水份蒸发的过程，从而允许涂膜达到晾干可触摸或晾干到可再喷涂的状态。流平效果如何取决于稀释剂的挥发速度。快干稀释剂可减慢漆膜的运动和流动，导致涂膜产生桔皮、干喷、湿化不好等缺陷。慢干稀释剂留在湿膜内的时间较长，可使漆膜光滑，但会产生流挂、花斑和颜色不一致。所以应随时观察流平效果，控制好溶剂挥发速度，确保漆膜流平最佳。同时流平区必须保持干净、无尘。（8）、烘烤固化：喷涂好的保险杠经流平后，需进入固化炉进行固化处理。涂料的烘烤固化是油漆的一个熔融、化学反应过程，它使涂膜变硬、耐摩擦，是涂装工艺中重要的一个环节。完全的烘烤包括烘烤时间和温度，它将决定涂膜的性能和特性。烘烤不足可导致涂膜厚度不均匀、附着力差、耐候性差、强度和硬度下降；烘烤过度轻则涂膜失色，重则涂膜焦化，机械强度严重下降。2.2.4工件运输：根据我们现有工程实例和大多数用户的要求，一般前处理、后处理都采用滑撬地面链输送，滑撬上摆设双工位，连续运行。也有前处理采用吊挂形式，后处理采用地面链的运输方式。2.2.5质量检验：目前主要以《美国汽车安全技术法规》第15篇第38章《国家交通及机动车安全法》为准则，严格的质量检查才能保证高质量喷涂产品。3结束语：我国保险杠产业发展前景广阔，随着汽车车型的增加、产销量的扩大，保险杠的需求也将随之增长。汽车保险杠配件、备件市场需求量的同时增加，将给汽车保险杠生产企业带来巨大发展机遇。在保险杠需求数量增长的同时，经济附加值高、技术含量高的轿车彩色保险杠正呈现全面替代本色保险杠的趋势。目前国内轿车使用彩色保险杠的比例为60％～70％，估计到2006年，轿车将基本全部使用彩色保险杠，轻微型客车中也将有30％左右采用彩色保险杠。参考文献：1、《中国涂装网》，成都2、《粉末涂料涂装工艺学》，上海，上海科学技术文献出版社，1997，93、《最新汽车涂装技术》，北京，机械工业出版社，1998，34、《中外涂装》，南京，全国涂装标准化分技术委员会编印，1999，75、《涂装设备与技术》，武汉，武汉工业大学教材6、《汽车中国网》，2003.10作者介绍：杨奎（yangkui），男，1976年3月出生，毕业于江苏理工大学（现江苏大学）机电一体化专业，学历：大学，现工作于江苏中大工业涂装环保有限公司，国家质检总局主办《中国国门时报》特约记者，职称：工程师，职务：技术业务部经理，目前主要研究方向为涂装工艺。