汽车上的紧固件,尤其是紧固螺栓、管箍、弹性夹等在使用过程中处于及其恶劣的环境下,通常腐蚀比较严重,甚至由于锈蚀导致拆卸困难。因此,要求紧固件必须具有良好的防腐性能。目前采用的比较普遍的方法是对其表面进行电镀锌、锌镍合金、磷化、发黑及达克罗等处理。由于对汽车紧固件表面涂镀层中的六价铬含量的限制,不符合环保指令标准,含有害物质的产品均不允许进入市场,这对汽车紧固件表面处理的创新能力提出了空前高标准的环保要求。
1.水性锌铝涂层久美特
环保型新涂层技术—片状锌铝涂层久美特,恩欧富集团公司在30多年达克罗(DACROMET)表面防锈技术经验的基础上,经过多年的研究开发,研制出了完全无铬的表面处理新技术---久美特(GEOMET)。
防锈机理,久美特处理的皮膜结构也与达克罗处理的皮膜相同,金属片呈层状重叠,形成了利用硅系粘合剂结合起来的皮膜,从而将基材被覆盖起来。
久美特的优点:导电性,高强度的金属薄片使得久美特的螺栓具有导电性。油漆适应性,久美特可作为包括电镀在内的大多数油漆的底涂。环保,水性溶液,不含有铬,且无废水产生,无有害物质排放至空气。优良的耐腐蚀性,只需6~8μm膜厚,就可以达到盐雾试验1000h以上。耐热性,无机皮膜,并且皮膜不含有水分。无氢脆工艺,无酸和电解的涂覆工艺过程,避免同普通电镀工艺一样产生氢脆。
摩擦系数的稳定对汽车紧固件装配至关重要。水性片状锌铝涂层针对摩擦系数的解决方案,在锌铝涂层的基础上,涂覆具有润滑功能的水性无机面涂层---PLUS,PLUS种类及摩擦系数范围见表1。
表1PLUS种类及摩擦系数范围
2.电泳涂装技术
近年来,一些汽车公司的部分紧固件采用电泳涂装替代电镀后的钝化处理。电泳涂装的原理简单的来说,就是“异性相吸”,也就像磁铁一样。阳极电泳被涂螺栓在阳极,涂料带负电;而阴极电泳涂螺栓在阴极,涂料带正电。众所周知,电泳涂装机械化程度高、环保、漆膜具有优异的耐腐蚀性能。水资源回收再利用,减少排放量;加强重金属回收减少排放;减少VOC(挥发性有机物)的排放;减少能源消耗(水、电、燃料等),符合环保要求前提下,降低成本并提高品质。
在汽车零部件及紧固件上已应用数年,电泳涂装工艺比较成熟,是取代电镀的产品,PPGElectropolyseal紧固件专用电泳涂装料,EPll/SST120~200h阳极电泳、EPlll/SST200~300h阴极电泳、EPlV/SST500~1000h阴极电泳、EPV/SST1000~1500h阴极电泳;还有ZiNCRichcoating富锌有机涂层(可导电)。
随着技术的发展,除具有优异的耐腐蚀性能的阴极电泳涂装外,具有一定耐候性的阳极电泳涂装、边缘耐腐蚀性阴极电泳涂装等也在生产线上得到了实际应用。目前PPG的电泳涂料系列已得到多家汽车制造公司认可,将一系列规范采用统一标准,S424改为S451,如福特公司WSS-M21P41-A2,S451;通用公司GM6047codeG;克莱斯勒公司PS-7902McthodC。
采用电泳涂装的好处,有利于环保。电泳涂装采用水性涂料,钝化采用三价铬;提高产品的耐腐蚀性,卓越的附着力;无塞孔、不塞螺牙、膜厚均一、一致的扭矩值;传统的电镀+钝化工艺,盐雾试验达到144h左右。采用锌系磷化+富锌底漆+阴极电泳涂装工艺后,盐雾试验可达到1000h以上,若采用电镀+阴极电泳涂装工艺,盐雾试验可达到500h以上(见表2)
表2几种膜层盐雾试验结果比较
结语
未来汽车紧固件发展将更加个性化,热处理工艺更加凸显服务特色,智能化、绿色化、轻量化技术都将扮演着重要角色。技术和装备的发展是先进制造业赖以发展的基础,发展空间还很大,要缩小与国外先进水平的差距,任务还很艰巨,任重道远。
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