溫 武,李進都
(上汽通用五菱汽車股份有限公司,廣西 柳州 545007)
隨著人們環(huán)保意識的不斷提高,各國對汽車環(huán)保法規(guī)的要求,也越來越嚴。歐洲法規(guī)已明確規(guī)定汽車零部件表面涂層不允許含六價鉻成份,國內汽車廠也已開始執(zhí)行歐III、歐IV排放標準。加油管作為汽車燃油系統(tǒng)的重要組成部分,其關鍵性能要求,就是耐腐蝕性和環(huán)保這兩點。因此,選擇合適的表面化學處理,不但能滿足鋼管的耐腐蝕性能,而且可以保持鋼管材料的性能不變。如何做到既能符合相關環(huán)保法規(guī),而且可以優(yōu)化采購成本,將是設計人員選擇燃油加油管表面處理工藝時首先要考慮的問題。
1.1 鍍鋅
鍍鋅屬犧牲陽極性鍍層,主要用于防止鋼鐵的腐蝕,防護性能較好,價格低(加工費用為:0.6~1.0元/kg),在所有鍍種金屬中最普遍,約占50%。
鍍鋅分為氰化鍍鋅和無氰鍍鋅兩種。氰化鍍鋅,由于有劇毒,對環(huán)境污染嚴重,目前只有部分軍工廠應用,其主要優(yōu)點是氰化鍍鋅層結晶細致、有機物夾雜小。我國已規(guī)定,民用產(chǎn)品不得采用氰化鍍鋅工藝,因為無氰鍍鋅工藝已滿足要求。
由于鋅的性質活潑,在大氣中易被腐蝕,而且鍍鋅層外表不美觀。為了克服鍍鋅層的這兩個缺點,加油管經(jīng)鍍鋅后必須經(jīng)過鉻酸鹽鈍化處理,形成鋅的鉻酸鹽轉化膜層。鍍鋅層有藍白色、藍綠色、銀白色、金黃色、彩虹色、黑色和軍綠色等多種鉻酸鹽轉化膜。其防腐蝕能力也依次增強。加油管一般采用的是彩虹色轉化膜。
圖1 表面鍍鋅加油管
加油管鍍鋅過程和鍍前酸洗,都會產(chǎn)生氫脆,需進行除氫處理,并且鍍前酸洗時間要短或用噴丸處理代替。
1.2 達克羅
達克羅(Dacrotized),又稱鋅鉻膜涂層。在金屬表面,涂覆一層非電解鋅鉻酸鹽溶液,300℃左右保溫烘烤一定時間后,涂膜中的六價鉻被還原成三價鉻,生成無定形的復合鉻酸鹽化合物(nCrO3·mCr2O3)。該物質覆蓋在基材表面及填塞在鋅片、鋁片之間,冷卻后金屬表面即被覆蓋上6~8μm銀灰色的非電解鋅鉻酸鹽特種高防腐涂層。
達克羅應用于燃油加油管的工藝,目前在國內正處在萌發(fā)階段,此工藝可以取代電鍍鋅、鋅基合金、熱浸鍍鋅、熱噴鋅等。其主要優(yōu)點有:
(1)很高的防腐蝕性??赡望}霧600~1 200 h,比電鍍鋅提高7~10倍;
(2)無氫脆性。涂覆過程不產(chǎn)生氫脆,特別適用于高強度螺栓和構件的表面防腐處理;
(3)高耐熱性。耐熱溫度可達300℃,適用于汽車和摩托車發(fā)動機部位的高強度構件;(4)清潔性。不需酸洗,無有害氣體排放,是一種清潔生產(chǎn)工藝。
達克羅涂層具有良好的工藝配套性,可以在加油管達克羅后的表面進行靜電噴粉、噴漆、等二次涂覆,以提高油管表面的抗污染性及表面裝飾性。
圖2 達克羅處理加油管
達克羅涂層極軟,如零件不進行后續(xù)加工處理,且很少碰撞摩擦,達克羅表現(xiàn)很好;但如果零件受到碰撞摩擦,尤其是一些緊固件,在擰緊的過程中會造成涂層脫落,從而嚴重影響螺栓耐腐蝕性,故達克羅選用要慎重。
1.3 粉末噴涂
圖3 粉末噴涂加油管
加油管表面粉末噴涂,是近幾年發(fā)展起來的一種新的表面處理技術,主要原理是用靜電噴粉設備,把粉末涂料噴涂到燃油加油管的表面。在靜電作用下,粉末會均勻的吸附于工件表面,并通過一定時間溫度的烘烤,形成涂層的過程。吸附在加油管表面的粉末,經(jīng)加熱后,就能使原來“松散”堆積在表面的固體顆粒熔融固化(塑化)成均勻、連續(xù)、平整、光滑的涂膜。這種涂膜具有較強的耐腐蝕性、耐候性。生產(chǎn)工藝可以做到無污染,清潔環(huán)保。
隨著科學技術的不斷發(fā)展,靜電噴涂技術在各個方面的應用越來越廣泛。在被引入國內的短短幾年中,就由當初的數(shù)條生產(chǎn)線,發(fā)展到如今的數(shù)十條生產(chǎn)線,而且還有許多廠家正在不斷地加入。上海大眾汽車公司、太倉強力五金廠、上海地鐵工程指揮部、華通開關廠、昆山捷安特公司等單位,已開始在自已生產(chǎn)的產(chǎn)品上采用粉末噴涂工藝。
具體見表1。
從表1可以看出,經(jīng)過工藝難度、外觀、性能、環(huán)保以及優(yōu)化采購成本方面綜合考慮比較,粉末噴涂不失為一種最優(yōu)的方案。
表1 表面處理工藝比較表
表面處理技術,是一種古老而重要的工藝技術。本文在對3種較為常見的處理方法經(jīng)過綜合比較分析后發(fā)現(xiàn):雖然不同的處理工藝都能實現(xiàn)加油管表面的耐腐蝕性要求,但在具體選擇何種表面處理工藝時,還應綜合考慮各個工藝的特點,結合不同氣候條件所要求的耐腐蝕程度以及采購成本、環(huán)保法規(guī)等因素,綜合考慮選擇。
[1]于元春,胡會利,等,表面電鍍鋅工藝的應用研究[J].電鍍與涂飾,2005,24(11):19-22.