汽車涂裝技術(shù)1.ppt

1、展望21 世紀汽車涂裝技術(shù),汽車涂裝在100多年的汽車歷史中，由當初的作坊式涂裝發(fā)展到適應于大量流水生 產(chǎn)的典型的工業(yè)涂裝，經(jīng)歷了多次質(zhì)的變革，尤其在近20多年中。以汽車車身涂裝為例。 漆前處理磷化，涂底漆陰極電泳涂裝實現(xiàn)全自動化，涂中涂、面漆實現(xiàn)了靜電自動噴涂（機器人噴涂機實現(xiàn)噴涂無人化）、計算機智能化控制技術(shù)等高科技的應用，使汽車涂裝成為高度自動化和現(xiàn)代化的工藝。涂層質(zhì)量（外觀裝飾性和耐腐蝕性等）跟上了時代潮流的要求，達到和超過了汽車的使用壽命，車身保用期達到“# 年以上。涂裝工藝成為轎車制造的主要工藝之一，得到人們的普遍重視。 市場和環(huán)保兩大壓力促使汽車制造公司選用更優(yōu)質(zhì)的低公害或無公害

2、的新型涂裝材料，進一步依靠技術(shù)進步完善工藝，提高涂裝材料的利用率，改造和新建涂裝線，強化管理，提高生產(chǎn)效率和降低涂裝成本。適應客戶的選擇，使涂層具有更高的機能性（如耐酸雨性、抗擦傷性等），來增強商品競爭力。,汽車涂裝材料廠商和汽車涂裝專家普遍認為21 世紀的汽車涂裝的開發(fā)方向為保護 地球環(huán)境、提高涂裝的經(jīng)濟性和涂層的品質(zhì)、增加產(chǎn)品的附價值等三個方面。,1、漆前處理技術(shù),為提高涂層對底材的附著力和耐腐蝕性，汽車和摩托車的金屬（鐵、鋅 和鋁）制件在涂漆前都進行除油和磷化處理。世界各國的表面處理工藝及設備基本定型，僅在脫脂和磷化后的水洗次數(shù)、磷化后進行鈍化或不鈍化等細節(jié)上有點差別。處理方式：外形、結(jié)

3、構(gòu)較簡單的工件（無空腔、縫隙結(jié)構(gòu)）采用噴射式；而對有空腔結(jié)構(gòu)的工件，如汽車車身，在近20年中由,70年代末的噴射式為主逐步地幾乎都改為全浸式（在913 道工序中至少有57 道以上為全浸式工序）?，F(xiàn)今所用前處理藥品還是從中溫堿性脫脂（4566度），中低溫磷化（4045度）為主體；表調(diào)槽液的使用壽命短，且與產(chǎn)量無關(guān)；磷化以(Zn、Mn、Ni) 三元,處理液和亞硝酸鹽催化為主，鈍化還是以含鉻鈍化劑為主，日本和韓國因環(huán)保取消了磷化后的鈍化工序。環(huán)保型的漆前表面處理藥品（如生物可降解性活性劑配制的脫脂劑、無鎳、無亞硝酸鹽的磷化液、無鉻鈍化劑等）近幾年來已開發(fā)出商品供應商場；節(jié)能省資源的低溫脫脂劑、低溫少

4、渣的磷化液、長壽命的表調(diào)劑也相繼開發(fā)成功。進入21世紀將會全面替代現(xiàn)用的各種表面處理劑。 為進一步提高汽車車身的耐腐蝕性和減少空腔涂蠟量，采用鍍鋅鋼板（電鍍鋅和熱鍍鋅兩種）和預涂漆鋼板制作車身的中空件和增強件；為節(jié)省燃料、使汽車輕量化，用鋁合金和鎂合金制造車身或其部件，用塑料制造車身部件（如頂蓋、葉子板）。它們在汽車上的用量有逐步增多的趨勢。為適應這些新底材的應用，開發(fā)選用新型的漆前處理工藝及用材（如能同時處理Fe、Zn、Al、Mg制件的漆前處理工藝），各種塑料件的漆前處理工藝和配套的底漆材料，將是汽車涂裝發(fā)展的新前景。,2、陰極電泳涂裝技術(shù),電泳涂裝法在汽車涂裝中獲得應用已有30多年歷史，它

5、是在汽車工業(yè)中普及最快和技術(shù)更新最快的金屬件涂底漆的方法。尤其1977 年以來，基于陰極電泳涂料的泳透率高，涂層的耐腐蝕性非常優(yōu)良，形成了陰極電泳涂裝替代陽極電泳涂裝之勢。至今僅對耐腐蝕性要求較低的車內(nèi)零部件采用陽極電泳涂裝，采用陰極電泳涂裝法涂底漆的汽車車身達90%以上。 陰極電泳涂裝工藝經(jīng)近20年的不斷完善，已成為最成熟的汽車車身、車輪和車架等涂底漆（或底面合一涂層）的先進技術(shù)之一，至今尚無替代它的更先進的涂裝方法。,現(xiàn)今用陰極電泳涂料屬第四、五代陰極電泳涂料（以泳涂的膜厚分為薄模型和厚膜型）；為適應環(huán)保、節(jié)能和提高工件邊角的耐腐蝕性，20世紀90年代以來已經(jīng)和正在開發(fā)無鉛、錫的 陰極電泳

6、涂料、VOC（有機揮發(fā)物）含量低的和低加熱減量的陰極電泳涂料、低溫固化型陰極電泳涂料、邊角覆蓋型陰極電泳涂料；為適應底面合一涂層和無中涂的兩涂層體系的需要，開發(fā)耐候性陰極電泳涂料；為降低成本，開發(fā)新一代作為汽車車身的三涂層涂裝體系的底漆用的高泳透率、更薄膜型或低密度的陰極電泳涂料；開發(fā)適應于粉末4、電泳（PD/ED）倒置工藝的陰極電泳涂料。具有上述多種性能的新型陰極電泳涂料有的已成功開發(fā)為商品供應市場，上述新品種可望在21世紀更換現(xiàn)用陰極電泳涂料,3、膜過濾技術(shù),電泳涂裝采用超濾（UF）技術(shù)后，實現(xiàn)了半封閉循環(huán)清洗，提高了電泳涂料的利用率，雜質(zhì)離子對電泳漆槽液的污染變質(zhì)問題得到了解決，而使電泳

7、涂裝技術(shù)走向成熟，加速了普及速度。又如反滲透（RO）技術(shù)用于海水淡化早為人們所知?？墒怯捎赨F 膜元件和RO 膜元件價格昂貴，使它們的應用面受到了限制。隨著復合膜開發(fā)技術(shù)的進步，UF 和RO 元件的造價降低，為擴大它們在水處理領(lǐng)域應用創(chuàng)造了良好的條件。汽車涂裝車間是用水大戶，漆前處理和電泳涂裝的水洗工序耗用大量的水。為保證每道水洗工序水的污染度不超標，需添加優(yōu)質(zhì)的自來水來置換。為防雜 第一篇汽車涂裝噴漆概論質(zhì)離子污染被涂漆表面，磷化處理和電泳后清洗的最后一道水洗工序需純水。,每平方米清洗面積清洗置換水量為1.52.0L。年產(chǎn)30 萬臺轎車車身（面積約80M2/臺）的前處理和電泳涂裝的耗水量每小

8、時30t左右，其排放的污水量也與此相仿，污水處理費用也相當可觀。從節(jié)省水資源、環(huán)保和降低成本等角度考慮，近幾年來擴大膜過濾技術(shù)在汽車涂裝領(lǐng)域中的應用已見成效。如用RO法替代離子交換樹脂法制純水，其優(yōu)點：純水成本可降低30%，作業(yè)環(huán)境好，操作簡便，無含酸、堿的廢水排放，有利于環(huán)保，水中的微粒子和細菌微生物也可同時除去。用RO法再生前處理最終純水洗用的水，循環(huán)使用。又如用超濾技術(shù)再生脫脂槽液，進行油水分離再利用。用UF 裝置進行含油污水的處理。,最近日本涂料公司和旭化成工業(yè)公司開發(fā)了電泳涂裝最終水洗水的再循環(huán)利用方法，稱“NPECS 法”（日本涂料電泳閉路清洗法）。它是采用特殊UF 裝置，進行特定

9、條件的管理，濃縮循環(huán)純水洗的水，濾液返回純水洗工序再利用，濃縮液返回電泳槽回收利用。此法的優(yōu)點是純水使用量和電泳廢水排放量大幅度減少，進一步提高電泳涂料的利用率和涂膜的外觀質(zhì)量。低VOC 含量的噴用水性涂料在汽車工業(yè)中也開始形成替代傳統(tǒng)的有機溶劑型涂料之勢。調(diào)漆和清洗用純水量也隨著增加。采用UF技術(shù)回收水性涂料的過噴涂漆霧在國外也已開發(fā)成功。即在噴涂時形成的過噴涂的水性涂料漆霧被噴漆室的循環(huán)水帶入水槽中，采用UF 技術(shù)濃縮噴漆室循環(huán)水中的水性涂料（由1%固體分濃縮到1540%后利用，可綜合提高經(jīng)濟效益30%以上。綜上所述，膜過濾技術(shù)在提高涂裝材料利用率、水的再循環(huán)利用和涂裝用水處理（純水的制取

10、和涂裝污水的處理）等領(lǐng)域中應用很有前途。,4、 自動靜電涂裝技術(shù),自動靜電噴涂與人工噴涂相比，具有所得涂膜的裝飾好、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。它克服了人的因素，保證噴涂質(zhì)量始終如一；涂料利用率高，且使用方便；生產(chǎn)效率高，一次噴涂較厚（3050UM）。因而國外高轉(zhuǎn)速旋杯式自動靜電涂裝機在經(jīng)濟規(guī)模的汽車車身的中涂和面漆噴涂線上幾乎已完全替代了人工噴漆，在最現(xiàn)代化的噴漆線上采用智能化的自動靜電涂裝機（ROBOT），實現(xiàn)了噴涂無人化。 自動靜電噴涂機不僅適用于傳統(tǒng)的有機溶劑型涂料（中涂、本色面漆、金屬底色漆、罩光清漆等）的噴涂，經(jīng)改進后也適用于導電的水性涂料的噴涂。且自動化程度很高，不僅能識別車型，能自動換色，

11、還能按設定的工藝要求自動調(diào)節(jié)供漆供氣量、杯的轉(zhuǎn)速及行程、自動清洗等。無論從節(jié)省涂料、節(jié)省工時和改善噴漆工的勞動條件的角度考慮，還是從提高涂層質(zhì)量和環(huán)保的角度來考慮，自動靜電噴涂工藝已確保了自身的重要地位，可預見它仍將是21世紀汽車車身的液態(tài)中涂和面漆的主要工藝手段。,靜電粉末涂裝技術(shù),粉末涂料及其涂裝法獲得工業(yè)應用也始于20 世紀60 年代，可是由于其涂膜性能及第一章汽車涂裝概述“工藝性差，發(fā)展緩慢，沒有像同期開發(fā)的電泳涂裝工藝在汽車工業(yè)中那樣快地普及。近10年來在環(huán)保的促進下粉末涂料市場十分活躍，得到高速持續(xù)增長（增長率在涂料中是最高的，10 年產(chǎn)量增長3 倍），在粉末涂料制造及涂裝技術(shù)上有

12、了突破性進展。 粉末涂料作為防腐涂層和車身的中涂層，在國外汽車工業(yè)中已有較多條涂裝線采用，在國內(nèi)汽車涂裝中尚局限于外形簡單的中小金屬件的涂裝。,美國通用、福特和克萊斯勒三家大汽車公司于1993 年攜手設立了低污染涂料財團（LEPC）進行共同研究開發(fā)，呼吁世界上有實力的涂料制造廠和涂裝機械制造廠聯(lián)合開發(fā)平滑性、耐候性、耐酸雨性、鮮映性、保色性和粉末流動性等性能更好的丙烯酸系粉末涂料，開發(fā)涂膜的流平性更好的、且能薄膜化的小粒徑粉末涂料，制造粒度分布幅度窄的小粒徑粉末涂料用的粉碎機，開發(fā)使噴槍噴粉量均一的粉末定量供給裝置，開發(fā)大噴粉量的杯式噴槍，等等。,在歐洲寶馬汽車公司領(lǐng)先一步突破粉末罩光技術(shù)，與

13、Herberts和PPG涂料公司，Durr和)Eisenmam涂裝設備公司，金馬、Gerick、FanuC和AEG噴涂設備公司經(jīng)4年多的聯(lián)合攻關(guān)，于1996年建成第一條車身粉末罩光線,1997 年2月調(diào)試完，正式投入運行，日產(chǎn)450臺轎車車身，第二條粉末罩光線1998年初建成投產(chǎn)，所采用工藝是干法靜電粉末噴涂技術(shù)。 奔馳、大眾和沃爾沃等汽車公司在探索開發(fā)粉末漿罩光工藝（稱為濕法）。粉末漿能得到與溶劑型同等的涂膜外觀，且據(jù)說不要粉末涂裝線的初期設備投資。有資料介紹，從現(xiàn)有的車身雙組分罩光工藝轉(zhuǎn)換成粉末漿罩光工藝，現(xiàn)涂裝設備及噴涂機系統(tǒng)只需少量改造就可，而干粉農(nóng)涂料罩光工藝，則幾乎要徹底更新。,因

14、此，基于汽車廠涂裝線的現(xiàn)狀，可能采用粉末漿罩光工藝在經(jīng)濟上更有利。汽車車身粉末中涂涂裝工藝在國外已較成熟。美國通用汽車公司在19921995年間建成多條皮卡車車身粉末中涂線，采用聚酯粉末作為中涂，環(huán)氧聚酯粉末作為抗崩裂涂層，丙烯酸粉末作為中、面合一涂層。為提高經(jīng)濟性，國外有些公司在探索粉末電泳倒置涂裝工藝，即汽車車身外表面先涂粉末涂料，熔融后，未涂裝部分進行電泳涂裝，粉末電泳涂膜同時烘干，達到降低電泳涂料的用量和縮短烘干工序的目的。實現(xiàn)這一工藝方法的難題是粉末、電泳涂膜境界的防腐性，要確保這境界部的膜厚，需靠調(diào)整原材料和工藝條件來完善之。 隨21 世紀的地球環(huán)保要求，限制VOC 排放將越來越嚴

15、，可預測汽車車身的粉末涂裝在21世紀會正式登場，且有大的發(fā)展。,6、烘干技術(shù),現(xiàn)今為保證汽車涂層的質(zhì)量，新車生產(chǎn)線（OEM）用涂料幾乎都屬熱固性合成樹脂涂料（無論是溶劑型，還是水性或粉末涂料）。為適應大量流水生產(chǎn)，汽車涂裝中涂膜固化都靠烘干來實現(xiàn)，以縮短固化時間，滿足生產(chǎn)節(jié)奏的需要。因而汽車涂裝車間在汽車工廠中是耗能大戶，烘干工序又是涂裝車間耗能最多的工序之一，另外也是產(chǎn)生VOC、CO2 污染的公害源之一。因此節(jié)能、降低成本、環(huán)保和保證涂膜的固化質(zhì)量也是當今涂膜固化工序及其烘干設備的革新課題。汽車涂裝烘干技術(shù)發(fā)展趨勢如下。,1)在保證涂膜質(zhì)量和涂裝效率的基礎(chǔ)上，開發(fā)、選用低溫烘干型涂料。 (2)在經(jīng)工藝試驗認可和采用熱固性涂料的基礎(chǔ)上擴大“濕碰濕”（wet on wet）烘干工藝的應用范圍，減少烘干工序。如當初“濕碰濕”工藝僅適用于同種熱固性中涂或