在車身制造車間各種鈑金件被連接成車身后,汽車車身被送到涂裝車間。
汽車涂裝的第一道工序是清洗和前處理。其中有些是噴淋,有些是整個(gè)車身浸漬。第一步是用堿性清潔劑直接清洗車身表面的焊渣、沖壓潤滑油和其他污垢,然后進(jìn)行前處理,即進(jìn)行轉(zhuǎn)化層處理。
通常,這種前處理是在整個(gè)車身表面沉積針狀的磷酸鋅晶體。用鎳和錳離子進(jìn)行改性,可提高磷酸鋅的性能。用水淋洗后,再對(duì)車輛進(jìn)行一次后漂洗,一般可以封閉磷酸鋅層的縫隙和孔洞。一種常見的封閉處理方法是在磷酸鋅上沉積一層無定形氧化鋯薄膜。
磷酸鋅前處理體系正逐漸被完全的氧化鋯前處理體系所替代,完全的氧化鋯前處理具有環(huán)境和成本效益,同時(shí)可提供與磷酸鋅前處理相似的性能。而且對(duì)于鋁材使用量大的車輛來說,氧化鋯前處理有更大的益處。
前處理的主要作用是為隨后的有機(jī)涂層提供一個(gè)能與之牢固結(jié)合的表面。因此,前處理是獲得優(yōu)異耐蝕性不可缺失的一步。
汽車涂料體系的第一道有機(jī)涂層是陰極電泳涂層。
電泳漆是通過將整個(gè)汽車車身浸沒在一個(gè)電泳槽中進(jìn)行涂裝的,汽車的電泳槽中有超過4萬升的涂料。在電泳槽、涂料和車身之間構(gòu)成一個(gè)電回路。車身作為陰極,在電泳槽的周圍放置金屬陽極。在陽極和車身之間施加幾百伏的電壓,使電泳漆沉積在車身表面。
電泳漆的主要優(yōu)點(diǎn)是它能夠沉積在車輛內(nèi)部的腔體內(nèi),例如搖臂板和支柱內(nèi),為了實(shí)現(xiàn)在這些位置的沉積,車身結(jié)構(gòu)必須允許液體能夠進(jìn)入,電力線也能夠到達(dá)這些空腔,因此,孔的尺寸和位置分布是電泳漆在內(nèi)腔實(shí)現(xiàn)良好沉積的關(guān)鍵因素,電泳漆的泳透力表征了電泳漆在內(nèi)腔中的沉積能力。電泳漆的沉積過程幾乎沒有涂料浪費(fèi),利用率接近100%。電泳涂層對(duì)水有很好的阻隔作用,與前處理層也有非常牢固的附著,因此電泳涂層對(duì)汽車的耐蝕性起著重要作用。
電泳漆沉積后,整個(gè)車身要在一個(gè)很大的烘房中烘烤。電泳漆烘烤的標(biāo)準(zhǔn)條件是180℃烘烤20min,然而,車輛的不同部位會(huì)經(jīng)歷不同的溫度,原因是每個(gè)區(qū)域的熱質(zhì)量都與材料的組成和此部分材料的質(zhì)量有關(guān)。電泳涂層的烘房除了能使電泳漆交聯(lián)固化外,還可以硬化車身結(jié)構(gòu)中使用的鋼材和鋁材、膠粘劑和密封膠交聯(lián)固化,并使泡沫發(fā)泡,提高車輛的剛度。
車身離開電泳漆烘房并檢查缺陷后,進(jìn)入噴漆房噴涂底漆,也稱作“中涂”。在現(xiàn)代化汽車涂裝車間,機(jī)器人利用靜電旋杯霧化器噴涂底漆,涂料注入旋杯的中心,離心力將涂料推向旋杯的邊緣,在那里形成漆帶,并最終破碎成液滴,與噴槍相比,旋杯噴霧器的使用提高了上漆率,即沉積在車輛上的涂料量與霧化的涂料量之比,上漆率>75%,為汽車主機(jī)廠大幅度節(jié)約了成本,為了提高上漆率,汽車涂裝車間都使用靜電噴涂,在車身和霧化器之間施加一個(gè)約80kV的電壓,涂料經(jīng)過霧化器帶負(fù)電荷,并被帶正電荷的車身吸引,接著電場可以將帶電液滴“引向”車身,減少了過噴現(xiàn)象,并促使一些液滴“包繞”而落在背面的車身面板上。
車身所有的可進(jìn)入的表面上均要噴涂中涂,中涂具有三個(gè)基本功能,首先,它通過填充電泳涂層粗糙的凹凸表面來使表面平整,其次,它為涂層體系提供抗石擊性,這要求底漆有適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能來吸收石子在高速撞擊時(shí)的沖擊能量,以防止涂層剝落,最后,中涂的“不透明”可以防止紫外線和波長低于550nm的可見光到達(dá)電泳涂層,陰極電泳涂層由于其組成的原因,本身對(duì)光不穩(wěn)定,在低于550nm光照下會(huì)快速降解,為了防止使用過程中涂層剝落,在車身表面涂覆的最薄的中涂也必須完全不透明,以防止光輻射,噴涂后,底漆將在約150℃的烘房中烘烤20min。
在中涂烘烤后,車輛進(jìn)入磁漆或面漆噴房進(jìn)行最后的噴涂,首先噴底色漆,它為涂層體系提供顏色,底色漆一般用靜電旋杯霧化器噴涂,通常噴兩道,第一道底色漆噴得稍厚,第二道噴得很薄,這樣可以強(qiáng)化金屬色的外觀,底色漆噴涂后靜置一段時(shí)間,閃蒸溶劑,然后用機(jī)器人靜電旋杯霧化器噴涂罩光清漆,罩光清漆可使涂層體系保持持久的高光狀態(tài),而且,罩光清漆中含有紫外線吸收劑(UVA),可以保護(hù)下層涂層免受紫外線輻射,罩光清漆還具有耐溶劑、抗劃痕和耐酸腐蝕的性能,最后底色漆和罩光清漆一起在約135℃的烘房中烘烤20min。
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