2008年,为了降低涂装成本,某集团公司主机厂向本公司提出了取消车轮面漆、只采用阴极电泳涂装、且将电泳漆颜色由黑色转换为灰色(与原用浅灰色面漆颜色接近)的要求。为此,有关技术人员同涂料厂家一起开始了新涂料的研究、开发和应用工作。
1 车轮涂层标准
与车身涂装相比,虽然车轮涂装的工艺和设备都相对简单得多,但由于车轮在整车中处于特殊位置,是底盘下的暴露件,工作环境比较恶劣,一方面经常与泥土、沙石和雨水等接触,要有一定的耐腐蚀性;同时,还常年受到日光的照射,又要有一定的耐候性能中国机械网okmao.com。
因此,各主机厂对配套车轮涂层的性能要求一般都较高,表1是两个主要客户钢车轮涂层标准的主要内容。根据表1中某合资工厂的人工老化性标准,仅靠阴极电泳涂层无法满足要求,一般至少需要喷涂1层面漆;
根据表1中某集团公司的人工抗老化性标准,采用耐候性较好的电泳漆应该可以满足各项性能要求。因此,本文仅针对耐候性阴极电泳漆在载货车型钢车轮上的应用进行介绍。

2 钢车轮的涂层结构及其所用涂料
2.1 轿车钢车轮
轿车车轮最初的涂层结构为电泳底漆层+金属基色漆+罩光清漆。轿车车轮一般都有装饰罩,最近几年,出于环保和降成本的要求,大多数主机厂取消了轿车钢车轮的面漆,只采用阴极电泳涂装,相应地取消了涂层的抗老化性要求。当然,取消面漆后,对电泳漆抗腐性能的要求更高,本公司轿车车轮涂装线目前采用了具有良好锐边防腐性的无铅阴极电泳漆。
2.2 载货车型钢车轮
公司的载货车型钢车轮的涂层结构一般为阴极电泳涂层+单涂层面漆。面漆一般为银灰色金属面漆,除了装饰作用,更主要是满足涂层的性能要求,尤其是抗老化性的要求。如果取消面漆,势必对电泳漆的性能提出更高要求。目前,本公司使用的阴极电泳涂料是经历了几代更替的环保无铅型、具有锐边防腐性的高端产品。
3 耐候电泳涂料的开发及生产应用
3.1 耐候电泳涂料的开发
取消面漆后,采用原来使用的阴极电泳漆是无法满足载货车型钢车轮抗腐蚀性能和抗老化性能要求的。涂料厂根据公司要求开发了新型电泳漆:原电泳漆是纯环氧树脂电泳漆,新型耐候电泳漆由环氧树脂和丙烯酸树脂按一定比例、一定方式混合配制而成,可以保证电泳漆既具有防腐性又具有一定的耐老化性。
经过几轮配方改进试验,最终样品经某集团公司技术中心进行全面性能检测,能够满足车轮涂层的性能要求,结果见表2。

3.2 耐候电泳涂料的生产线应用
为降低投槽成本,采用逐步混入方式进行电泳漆的更换,也就是将原电泳槽液的固体分降到最低允许值,然后一次性补加新电泳漆到规定的固体分,之后每天根据消耗补加新电泳漆,直到彻底置换。在过渡期,车轮涂层的颜色由深变浅。
在此期间,通过喷涂面漆使车轮涂层颜色及性能保持一致。历时1个月的时间,实现了电泳漆槽液的彻底置换(期间一切运行正常)。从生产现场随机选取了1个车轮产品,并在生产线电泳了几块样板,送到试验室进行盐雾试验,结果(见图1和图2)满足表1中载货车车轮涂层的耐盐雾性标准要求;
同时,在集团公司技术中心进行样板抗老化试验,结果符合表1中载货车车轮涂层的耐人工老化性标准要求。经过两年多的装车使用,客户反馈良好。

3.3 降成本的情况
耐候性电泳漆比普通电泳漆价格稍高一些,但由于车轮涂层结构由原来的电泳+金属面漆双涂层改变为一层阴极电泳涂层,因此仍然大大降低了生产成本(统计结果见表3),而且释放了大量的面漆产能,解决了面漆涂装生产的瓶颈问题,为均衡各品种的生产布局创造了良好条件。

3.4 生产中出现的问题及解决措施
(1)黄变问题
与黑色电泳漆相比,灰色电泳漆对烘干温度和烘干时间比较敏感。起初,生产中经常出现涂层黄变的情况,后来,经过不断摸索,在满足漆膜干燥性能的前提下,采取在中午休息和交接班的停链时间提前关闭烘干室加热系统的措施,避免了绝大部分黄变现象的发生,个别黄变零件通过喷涂同色面漆的方式进行返修。
(2)遮盖力差
与黑色电泳漆相比,灰色电泳漆的遮盖力较差。因此,必须严格控制底材前处理质量,以避免出现“花脸”现象。
4 结束语
以耐候型电泳漆取代原来的电泳+喷面漆工艺对型钢车轮进行涂装,是一个较好的工艺改进项目。在保证产品涂层性能的同时,大大降低了生产成本,同时减少了溶剂性面漆的使用,有利于环保。