表面工程在汽車行業的應用

表面工程中防銹、電鍍、表面強化及改性技術、涂裝是汽車工業中應用*廣泛的技術，特別是涂裝技術，

綜合了表面轉化和高分子涂層等技術，已成為汽車制造中*主要的工藝技術之一。同時，本世紀汽車工業的飛速發展，又極大地推動了包括涂裝在內的表面工程技術同步發展。

1 汽車涂裝技術與汽車車身制造

涂裝技術是表面工程技術在汽車工業中應有*廣泛的工程技術，車身、貨廂、底盤、發動機、電氣設備及

塑料件等都需進行涂裝，其中車身涂裝尤其是轎車車身涂裝，以工藝復雜、工序多、涂層質量要求高等特

點而*具代表性。
2.涂裝前表面處理

為提高車身的耐腐蝕性，整車公司目前流行采用鍍鋅鋼板。而鍍鋅鋼板則多是經過三元磷化液（鋅、錳、鎳），采用浸、噴結合的方式進行處理。由于大量使用鍍鋅板，所以磷化后采用鉻酸鹽鈍化工藝，以提高磷化膜的耐蝕性。
3 陰極電泳涂裝

目前，國際上陰極電泳涂料有兩大體系：1）美國PPG體系（雙組分、水乳液型）；2）德國HOECHST體系（單組分、高固體分、水溶性型）。我國汽車涂裝使用的陰極電泳涂料均源自這兩大體系。現在陰極電泳涂料已發展到第五代（ED5），其泳透力進一步提高，有機溶劑、顏料含量降低，且不含有害重金屬鉛，代表了陰極電泳涂料的發展趨勢。

超濾器（UF）是電泳涂裝中的關鍵設備，將超濾液逆工藝流程方向導入各清洗槽中清洗工件，回收90％以上的電泳涂料，降低電泳排放污染，并向電泳泵、超濾泵提供密封用水。八十年代后，反滲透技術（RO）得到迅速發展。

4 車身涂膠

車身在電泳完畢后，需要對車身上防腐蝕的薄弱環節，如車身底板，焊接的縫隙、孔隙等處，都要涂上抗石擊涂料或焊縫密封涂料（俗稱密封膠）進行保護。施工方式以高壓擠涂或噴涂為主。

5 中涂和面漆涂裝

中涂和面漆的涂裝是車身涂裝中*為重要的環節，它將直接影響汽車的裝飾性、耐候性和外觀， 其涂料品種和涂裝技術也是汽車涂裝工藝中發展*快的，歷來受汽車廠家的重視。
噴漆室是車身中涂和面漆涂裝的主要設備，國內各大汽車公司的噴漆室均為大型的上送風下抽風濕式噴漆室，噴漆室配備有空調供風系統、自動除渣系統和集中輸調漆系統，車身運輸設備采用滑撬運輸系統或倒置式推桿運輸系統，由PLC控制，全自動運行，并能進行手動與自動的切換。

由于水性中涂、面漆的涂裝工藝難度大，設備投資高，所以近階段我國汽車涂裝中還無法普及水性中涂和面漆。

隨后，為了滿足高強度螺栓的特殊要求，特別涂層處理液對螺栓進行鍍鋅鈍化后的處理，摩擦系數降低，散度小；在汽車的零部件生產過程中，磷化工藝越來越受到重視，應用范圍也越來越廣，數種磷化工藝逐步被開發出來以滿足不同的產品要求。

6 厚膜鋅系磷化工藝
該工藝特點是磷化膜較厚（10 -20μm），摩擦系數低，該磷化膜經皂化后形成鋅皂膜，具有較強的附著性能和潤滑性能，在變形量大的冷擠壓或拉伸過程中成為模具和工件的隔離潤滑層，避免工件的拉傷或模具的粘連。鋅鹽磷化工藝的開發極大地促進了冷加工技術的推廣和應用。

7 錳系細晶磷化工藝
由于錳系磷化膜比鋅系磷化膜硬度高、熱穩定性好，因此錳系磷化膜更適合于磨配磷化處理。
該工藝廣泛用于活塞環、挺桿、齒輪等工件的磨配處理和防蝕處理。九十年代，隨著中國汽車工業的發展，越來越多的零件需要進行磷化處理，如轎車零件和載重車的活塞環、挺桿、齒輪、銷鈾等工件的磷化處理。

8 等離子體熱處理和激光熱處理

等離子體熱處理是金屬表面改性工程中重要的技術，如離子滲氮、離子滲碳、離子滲金屬、離子滲硼、離子多元共滲等，其中離子滲氮由于具有工藝周期短，成本低，強化效果顯著，強化質量穩定，清潔，無公害，零件變形小等一系列優點。
中國激光熱處理技術的研究起步于八十年代初，九十年代初進入工業應用。研究較多、應用較成功的是對汽車發動機缸體、缸套以及其它內燃機缸套的激光表面淬火處理。此外汽車鋼板制造中使用的軋輥采用激光毛化技術，對提高軋輥使用壽命，改善薄板沖壓性能，提高車身漆后表面光亮度等方面均有很好效果。

9 表面強化技術在汽車工業中的應用
表面強化工藝在不改變零件幾何尺寸的前提下，大幅度提高汽車零件的承載能力，而成本卻十分低廉。常用的機械表面化處理有噴丸強化和滾壓強化兩類。

在汽車零部件的加工過程中，需要數以萬記得模具，每年模具的加工制造成本就在千萬元以上，因此工程人員竭力提高模具的使用壽命。在鑄模和鋁模上采用化學鍍鎳、刷鍍和電鍍合金的工藝做了大量修復強化處理，并取得顯著效果。根據不同模具的使用特點和要求，還采用復合鍍的方法來提高模具表面的硬度和耐磨性能，如電鍍鎳鎢磷合金、鎳鐵磷合金、鈷鎢磷合金、電鍍硬鎢等工藝。

等離子表面改性技術是金屬表面改性工程中的重要技術。如在刀具上做相關涂層處理，將會極大增加刀具的使用壽命。
10 零排放/微排放

中國汽車工業中的表面工程，無論是涂裝、電鍍、熱處理，還是其他形式的處理，均有廢水、廢氣、廢渣的排放問題。歐洲1996年環保法規要求，汽車涂裝中有機溶劑（VOC）排放量不得超過35g/m2，而目前我國的標準是180g/m2，差距很大。陰極電泳后的清洗，國際上先進的做法是采用超濾系統（UF）與反滲透系統（RO）聯合的全封閉清洗，為零排放奠定基礎，而我們僅有少數采用了反滲透技術，離零排放差距甚遠。