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商用车底盘涂蜡保护技术
田富国 王克俭
( 中国第一汽车集团公司解放青岛汽车厂 青岛 266043)
摘要: 主要介绍商用车底盘喷蜡保护工艺, 底盘防锈蜡性能新要求, 喷蜡线主要设备, 喷蜡线系统供货服务方式与专业化管理。
关键词: 汽车底盘, 底盘防锈蜡, 喷蜡线, 专业化管理, 系统供货服务方式
1前言
随着中国汽车工业的快速发展, 产量聚增, 商用车出口越来越多, 对汽车质量的要求越来越高, 各国汽车生产厂家在不断提高油漆涂装质量的同时增加了对涂漆商用车底盘喷涂保护蜡的后处理工序。
中国第一汽车集团公司早在上世纪80年代起, 就对出国车采用涂蜡保护已有20多年的历史。经验证明, 汽车外表涂防锈保护蜡层对经海运的商用车能起到最好的封存作用, 有效的防止海水、 高温和日晒的侵蚀。特别是对海运放置在轮船甲板上的商用车采用涂蜡保护效果更为明显。90年代中期, 对二类车底盘进行涂防锈蜡保护, 增加了汽车的外观装饰, 提高了汽车使用寿命。
为进一步提高汽车防蚀性能和增进汽车的使用寿命, 中国第一汽车集团公司解放青岛汽车厂投资建成国内第一条年产8万辆商用车( 包括重、 中、 轻型) 底盘喷蜡生产线。成为一汽解放商用车的一个海运出口防护基地, 同时实现对所有总装下线二类车底盘的喷蜡保护。至今已完成20余万辆商用车底盘的喷蜡保护, 有效地解决了出国车海运中的整车防锈和国内车露天存放及贮运中的底盘防锈问题。
1 车架涂装工艺及底盘锈蚀的原因
1. 1底盘涂装工艺
汽车车架是商用车关键的部件之一, 它位于车下部, 极易受到路面沙石冲击, 在使用中受各种不同环境介质的侵蚀。这就要求车架的油漆涂层不但要有良好的防腐蚀性能, 而且还应具有一定的耐候性能和抗石击性能。我厂车架采用热轧钢板经酸洗去除氧化皮、 压型、 铆接成型后, 进行磷化处理＋阴极电泳涂装工艺, 涂层的耐腐蚀性有着显著提高。但因表面张力的影响不同程度存在锐边、 尖角漆膜薄弱, 以及焊缝或缝隙内局部泳漆不够均匀的问题。配套厂供给的车桥总成、 传动轴总成、 转向机、 减震器等制件一般也因热容量大, 且因油封, 橡胶件, 垫圈等材料不能经受高温的问题, 而只能采用快干型防护蚀涂料( 一般为改性氯化橡胶底盘漆) 的涂装工艺。
1. 2底盘锈蚀的原因
中国地处热带、 亚热带湿润区、 温带湿润区、 沿海地带及寒冷区气候范围, 也包括了城市、 乡村、 工业城市、 沿海地区等特殊的大气类型。汽车长期行驶在差异极大的各种气候、 大气环境中。大气中的紫外线、 微生物; 大气中含有不同的腐蚀污染物, 像SO2、 Cl-、 NH3、 细粉尘、 沙尘暴、 酸雨等; 道路上的沙石、 盐水飞溅等, 都是造成汽车在储运和使用中, 底盘漆膜失光及发生锈蚀的主要原因。
中国部分地区大气状况见表1和表2。

表1 中国部分地区大气的成分
地区
SO2 , mg·m-3
Cl- , mg·m-3
NH3 , mg·m-3
颗粒物
雨水PH值
东北
华北
中南
沿海
0.037
0.213
0.306
1.085
0.01
0.01

0.129
0.081
0.069
0.075
0.59
0.75
0.557

6.2
5.6

表2 离海岸距离不同时, 大气中氯离子和钠离子的含量
离海岸距离, km
离子含量, mg·L-1
Cl-
Na+
0.4
2.3
5.6
48.0
86.4
16
9
7
4
3
8
4
3
2
―

表1、 表2中的数据说明了中国部分大气污染的环境, 也说明了汽车运行因环境不同锈蚀的程度也不同, 如沿海城市, 离海岸线越近, Cl-离子含量越高, 汽车底盘腐蚀越严重。
海洋大气中含有大量的Cl-、 Na+ 、 K+离子及SO2有害气体等腐蚀因子, 当昼夜温差或季节性气候变化时, 易形成液膜, 附着在汽车表面上, 更大大地加速了汽车的腐蚀。
1. 3商用车生产经营特点
当前商用车生产经营是整车厂生产约有80%的为底盘车( 二类) 要进入改装市场, 进入改装厂之前一般要有少则几周多则几个月的储运周转时间, 期间不可避免要经受全国各地的风吹、 日晒、 雨淋等各种气候的影响。特别在高温高湿气候条件下, 因车架涂层只有单层阴极电泳漆, 就极易造成涂层迅速粉化、 失光, 而影响涂层整体性能。在运输过程中, 因石击造成底盘漆膜划伤、 崩裂、 破损, 降低底盘的防腐蚀性能, 引起锈蚀。我们经过对商用车底盘增加喷保护蜡工序很好地解决了这一问题, 同时取得了很好的经济效益。
2 商用车底盘防锈蜡喷涂工艺
2.1生产准备
进入喷蜡线的商用车必须是经过检查合格的产品, 底盘部位漆面无划伤、 无锈蚀、 无水、 无灰尘、 无污染附着物; 补漆后的漆膜必须干透, 方可进行喷蜡。开启喷蜡线通风、 照明系统, 检察设备完好, 接通气源, 调节进气压力等工艺参数在要求的范围内。
2.2 工艺流程
进车→清理或清洗→热风吹干→遮蔽→喷涂防锈蜡→晾干或热风吹干→出车
2.3 工艺说明
2.3.1进车
将待喷蜡的车驶进喷蜡线清洗间, 在输送机地面链上按规定停稳。
2. 3.2清理或清洗
在车随输送机行进中对底盘进行喷蜡前处理:
先用压缩空气将底盘表面的浮灰按依上而下, 从前到后依次吹干净。
对难吹净的灰尘和松散的污垢, 一律用水冲洗, 如有坚硬的污垢和泥砂需用高压水冲洗。用水冲洗后用压缩空气将水分吹去。压缩空气压力为0.5～0.6Mpa。
对新装配下线车因表面清洁, 一般用压缩空气吹净后, 用粘性擦布将整个底盘擦净即可, 时间3～6mim。
2.3.3热风吹干
冲洗后的车辆底部凹坑及接缝处的水分, 在经热风吹干室运行中自行吹干。考虑到塑料件的耐热性能, 热风温度一般低于70℃, 时间一般为6～12mim。
2.3.4遮蔽
对不需要喷蜡部位, 如驾驶室玻璃、 车灯等部位, 加标准防护罩进行遮盖。
2.3.5喷底盘防锈蜡
调整喷蜡设备工艺参数, 进气压力一般控制在0.3～0.4Mpa。蜡液粘度( 涂-4杯25℃) 26～36s。蜡液自动调温, 冬季一般控制在15～20℃, 避免冬季蜡液加温过高与工件( 底盘) 温差过大, 易造成蜡膜泛白现象。
a.车架、 前轴、 中后桥、 传动轴总成、 钢板弹簧总成、 减震部分、 挡泥板、 后悬立梁等。
b.油箱、 前后轮辋及轮胎螺母、 螺丝外露部分等需喷蜡保护部位。
c.在行进中对以上部件按由前到后, 依上而下依次均匀、 完整地喷涂底盘防锈蜡。喷蜡距离( 喷嘴到漆面) 为200～400mm。蜡膜厚度要求: 干膜厚度为15～30μm( 湿膜厚度60～180μm) 。
d. 检查蜡膜喷涂质量, 要求均匀、 完整、 无漏喷, 如出现剥离、 脱皮、 不完整时, 必须去除后重新修补。
e. 对喷蜡合格的车卸去遮蔽。
2.3.6 晾干或热风吹干
喷蜡合格的车在行经晾干室运行中, 可启动排风自行晾干, 时间6～12mim, 或开启低于70℃热风吹干, 时间3～6mim。蜡膜表面手触膜不粘手为指干后方可入库存放。
2.3.7 出车
将喷蜡干燥合格车驶出喷蜡线晾干室。
2.4 湿膜厚度的检测
采用阶梯湿膜测厚仪。仪器由梳齿组成, 两端的外齿形成一条直线, 内齿是相继缩短的。以至在齿与基线间出现一系列缺口。每个缺口的空隙大小能从仪器的刻度上读出。
a.测量时, 将量程范围与蜡膜估计的厚度相近的那个面垂直压入湿膜中。
b.将湿膜厚度计从湿膜中移出。
c.湿膜厚度应是在被蜡膜浸润的那个最短的齿及相邻那个没有被浸到的齿之间。
d.采用同一方式至少在不同地方, 取2次的读数以得到代表性的结果。
2. 5喷蜡保护标准为两种: 国内商用车底盘防锈标准和出口商用车整车防锈标准。
3 喷蜡线主要设备及技术要求
3.1运输装置
由板式输送机贯通喷蜡线, 进行工序间喷蜡车辆的机械化输送, 输送机长度110m , 输送速度为10m/min。
3.2清理、 清洗室
配置压缩空气、 高压水。操作区格栅地面, 既能使清洗水流下, 又能保证操作人员的安全和排风, 利于清理和清洗。( 如图片1 ) 。
3.3热风吹干室
热风吹干室由自动燃烧机( 燃气) , 热风循 环系统, 排烟系统等组成。热风从两侧及底部三方向均匀向底盘吹出, 只对车架底盘部分进行加热, 热风温度低于70℃。
3.4遮蔽操作室
具有良好的照明系统和标准防护遮盖罩。
3.5喷蜡室
3.5.1喷蜡室由板式输送机、 地沟、 操作区、 送排风装置、 照明系统、 喷蜡设备、 自动灭火装置等组成, 图片1清理清洗室
是完成对底盘喷蜡的场所。喷蜡室要求将喷涂过程中产生的蜡雾和挥发出来的溶剂限制在室内, 过滤后经过排风系统迅速排入高空大气中。( 如图片2) 。
3.5.2喷蜡室采用上送风、 下抽风的送排风装置, 下抽风口设在地沟内一侧, 设风量调节板。送风采用多层过滤, 空气流在喷蜡室内自上而下的方向流动, 集中到车身下排风, 风速设定在0.4～0.5m/s, 工艺环境温度一般控制在15～35℃, 该喷蜡车间设暖气冬季室温一般不低于15℃。喷蜡室空气洁净度一般要求大于5μm粒径的微粒数为零, 小于5μm粒径的微粒含量小于1×105个/L。
要求照明系统的开关、 线束和照明灯全部封闭防爆。
图片2喷蜡室
3.5.3喷涂设备: 美国GRACO高压无气喷涂设备,
由蜡料桶、 柱塞泵( P30: 1) 、 高压液体加热器、
液体过滤器、 高压无气雾化枪组成。( 如图片3) 。
a.设备原理是靠密闭容器内的高压泵送防锈蜡从喷枪喷出时, 速度极高( 约100m/s) ,随着空气阻力和高压的急速下降防锈蜡急剧挥发, 体积骤然膨胀而分散雾化, 高速地喷涂到被涂物上。
b.设备特点是工作环境好, 弥漫的蜡雾较少, 操作方便简单, 蜡液自动加热, 自动循环搅拌, 喷涂速度快, 分散均匀。
图片3喷蜡设备备备
c.关闭无气喷涂系统后, 拆卸喷枪之前, 必须卸下系统压力。
d.喷枪: 采用带消除喷嘴堵塞反喷功能的高压无气雾化枪。
3.6晾干( 热风) 室
晾干室内表面结构平整、 光滑无死角, 进气和热风循环系统都有过滤装置。干燥过程中挥发出来的溶剂经排风系统高空排放。根据生产批量蜡膜干燥可采用自然风晾干或热风吹干。热风温度小于70℃。
3.7灭火装置
喷蜡室配置CO2自动报警和灭火系统, 其它区域备有干粉灭火器, 工作区严禁明火。
4 底盘防锈蜡材料的选择与改进
本着工艺材料要先进、 要符合环保的要求, 我们把水溶性的底盘防锈蜡作为首选, 水溶性的底盘防锈蜡在试用过程中存有, 工艺操作复杂; 随着水分挥发, 其表面张力增大, 干后的蜡膜不连续、 不均匀; 蜡膜抗水性差, 不宜放置在室外存放等问题。当时在国内市场上使用的汽车底盘防锈蜡几乎都是由蜡、 合成蜡、 填料、 防锈剂加溶剂等组成, 按不同配方和工艺制造而成的溶剂型底盘防锈蜡。试用过程中发现所试验的多种溶剂型底盘防锈蜡不同程度的存在成膜性差、 细腻度不够、 颜色较深、 透明度差、 干得慢、 易粘灰、 气味较大等问题。
4.1底盘防锈蜡材料的公开招标
针对以上情况, 我们对底盘防锈蜡实施了公开招标, 技术标准主要依据一汽《汽车底盘防锈蜡技术条件》, 重点对喷蜡后产生的外观视觉效果, 耐腐蚀性和抗石击性能, 对漆膜耐候性的影响, 达到材料环保要求, 便于喷蜡线连续喷涂施工等, 进行了考查。经综合对比试验后, 青岛地区信誉度较好的一家化工企业生产的ADL—0201底盘防锈蜡达到我们的工艺要求。
4.2底盘防锈蜡的品质提升
在喷蜡生产运行中, 根据来自国内各地一汽青岛解放车广大用户的需求、 出口车信息反馈、 销售成车库等多方信息的研究。对喷保护蜡的功能从单纯防护性, 上升到提高产品的商品价值, 提升产品市场竞争力的高度。向底盘防锈蜡生产厂商提出, 进一步提升底盘防锈蜡品质, 适应客户的需求, 使蜡膜具有更多的功能, 增强汽车商品竞争力。
4.2.1具体对防锈蜡的细度, 形成的蜡膜要色浅、 透明、 快干等提出了要求。并对蜡膜产生的效果进行了描述, 如: 形成均匀连续的防护蜡膜应具有较高的外观视觉效果, 能透出镀锌件、 达克罗件等鲜明的金属色泽, 又能赋予产品特有的华贵感, 用户从心中感到满意, 进而增强汽车产品的市场竞争力。
4.2.2针对车架底盘主要是采用单层阴极电泳涂装工艺, 部分涂层的耐候性相对薄弱问题, 我们向供蜡厂商提出底盘防锈蜡在制件锐边、 棱角、 焊逢等特殊部位挂膜效果必须要好, 在保证长期耐腐蚀前提下, 提高耐候性能和抗石击性能。解决漆膜失光和汽车底盘易受路面小石子攻击造成漆膜崩裂破损, 严重影响整车的外观装饰和使用寿命的问题。必须有效提高整车的防锈性能, 只有防锈效果好的汽车用户才能用的久、 用的放心。
4.2.3在 , 我们检查库存车质量时, 发现烈日下喷过蜡的二类车油箱( 黑色) 上面的蜡膜存在越晒越粘的不干现象。经对汽车油箱表体温度测试接近80℃, 分析认为是底盘防锈蜡的滴点偏低所至。如果将喷蜡后的商用车发运到南方去, 极有可能会因气温升高而造成蜡膜的滴淌, 势必会影响其防锈质量和外观效果, 防锈蜡要求高滴点消除发粘不干现象。
4.2.4防锈蜡生产厂商围绕提出的问题, 抛开传统的防锈蜡配方与制造工艺, 与国内外科研单位、 专家合作。高起点应用新功能材料, 经过调整防静电元素, 引入化学价相反的分子聚合物及增加合成蜡、 抗紫外成分等对配方一系列的调整, 并采用高科技制造技术。最终成功研制成细腻、 透明、 不粘灰、 长久防锈、 防紫外线、 防水、 抗高温、 抗石击等性能优良, 具有鲜明外观视觉特性的新型环保型底盘防锈蜡。各种性能可与进口同类产品相妣美, 滴点可达130℃以上, 芳烃含量小于0.1%, 满足了生产工艺和环保的要求。同时便于去除, 有利于维修保养, 深受广大解放商用车用户的欢迎。
5 喷蜡线管理
5. 1全新供货理念
改进后的底盘防锈蜡, 在商用车底盘喷蜡线经长期使用质量稳定, 效果明显。为进一步提高喷蜡线专业化管理水平, 降低生产成本。经与供蜡厂商协商决定, 改革传统供货方式, 建立全新供货理念, 采用系统供货方式。由汽车厂负责提出技术要求, 并进行生产过程全程监督。供蜡厂商与汽车厂组成生产操作的系统供货服务新方式。
5.2 标准化作业
双方经过对许多重要准则达成一致, 在生产运行中推行标准化作业, 在生产节拍时间内, 进行有顺序、 重复的操作, 保证不同工序的操作人员执行标准作业时, 都能够在相同的时间内完成不同的操作, 达到高效、 高质量的喷蜡生产。形成技术文件有《汽车底盘防锈蜡技术条件》主要对材料理化指标、 试验方法、 检验规则、 包装标志及储运做了明确规定。工艺文件有《喷蜡工序卡》、 《载重汽车二、 三类车底盘部分防锈保护技术条件》、 《出国汽车防锈保护技术条件》等对喷蜡车的漆膜状态、 喷蜡前处理、 喷蜡部位、 蜡膜标准、 关键步骤、 技术要领等都有具体规定。
5.3精益生产
5.3.1制订价格: 依照工艺要求, 经几个月的喷蜡生产运行, 结合实际测算, 分不同车型, 按国内二类车底盘喷蜡标准和出国车喷蜡标准制订出包括材料成本和供货厂商现场操作人员的附加工资待遇价格的单台车结算价格。
5.3.2结算方法: 最终汽车厂与供蜡商之间, 是经过喷蜡合格车数×单台车结算价格进行结算。从而汽车厂从供蜡厂商购买的商品不再是底盘防锈蜡材料本身, 而是转变为涂覆在汽车上的合格蜡膜。
5.3.3供蜡厂商不但要保质保量及时供应防锈保护蜡, 而且提供专业技术管理及操作人员, 操作人员必须是经过培训、 考核后, 能够熟练地掌握生产中本工序的作业内容, 又能掌握其它工序的操作, 能够在节拍内生产合格的产品。供蜡厂商直接参与汽车厂喷蜡线的技术管理及日常生产操作的全过程。
5.3.4安全管理
从喷蜡线投入使用后, 安全管理就提到重要日程, 操作人员上岗前, 进行安全知识培训。每天有专人检查各设备系统状况、 灭火装置、 清理现场, 并做好现场检查纪录。发现有以往不同的地方或不安全的因素, 及时上报, 及时处理。
建立了全新的供货方式, 专业化的作业生产, 最大限度地提高了设备利用率、 提高了生产效率、 确保了喷蜡质量、 降低了生产成本。
6 经济效果与用户信息
6. 1有效提高了商用车的防腐蚀能力, 大大延缓了汽车腐蚀的发生, 在青岛沿海地区, 经喷蜡保护的商用车底盘二年内不发生锈蚀, 延长了汽车的使用寿命。
6. 2增强了一汽青岛解放商用车外观装饰的完美性, 保证到用户手中是崭新的车。
6. 3提高了产品的商品价值, 用户更加满意。 , 我们只对须经海运的出国车整车及需库存的二类车底盘进行喷蜡保护, 对直接到用户手中的车暂时没有喷蜡, 结果买到未喷蜡车的用户又将车开到厂来要求自费喷蜡。对商用车底盘喷蜡保护产生的良好外观视觉效果, 赋予产品特有的那种华贵感, 用户是那样的满意。为满足青岛解放广大用户的需求, 从此我们对生产下线的商用车底盘全部进行喷蜡保护, 提高了产品的商品价值, 同时取得很好的经济效益。
6. 4该商用车底盘喷蜡线, 有效解决了出国车海运中的整车防锈问题, 为我厂出国车批量逐年增多起了很好的保证作用。
7 结语
7. 1在当前情况下, 对商用车底盘增加涂保护蜡工序非常必要, 可显著提高整车耐腐蚀性, 延长使用寿命。
7. 2 建立现代化商用车底盘喷蜡线, 强化专业化管理, 采用系统供货服务新方式, 是实现喷蜡线又好又快生产运行, 降低生产成本, 提高产品竞争力的有效途径。
7. 3随着汽车市场竞争日趋激烈, 对汽车底盘防锈蜡材料的工艺性能提出了更高要求。

参 考 文 献
a) 王锡春 汽车涂装工艺技术 化工工业出版社
b) 林鸣玉 汽车涂装技术 北京理工大学出版社 1998
c) 黄建中 汽车腐蚀与防护技术 化工工业出版社
d) 黄建中 汽车腐蚀及其表面涂镀防护技术的现状及展望 《汽车工艺与材料》 ; 8期; 1-7
e) 胡林林 汽车防锈技术 化工工业出版社
g) 张康夫 等 防锈材料应用手册 化学工业出版社