汽車輕量化鋼材及零部件表面處理技術(shù)的發(fā)展趨勢三
研究表明,,防撞性設(shè)計(jì)制造薄壁結(jié)構(gòu)在汽車行業(yè)仍然是一個主要挑戰(zhàn),。車身吸能構(gòu)件多用沖壓工藝制造,,陰極電泳涂料涂裝加工,,其厚度不均勻,,殘余應(yīng)變/應(yīng)力較大,,-是高強(qiáng)鋼或高強(qiáng)鋼等材料,。此外,,材料性能,、沖壓工藝和幾何形狀的不確定性一般從制造階段傳播到操作階段,可能導(dǎo)致沖擊響應(yīng)的不可控波動,。針對這些關(guān)鍵問題,,提出了一種基于多目標(biāo)-性的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法,將沖壓不確定性與薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合優(yōu)化,。首先將沖壓過程的有限元分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為耐撞性,。其次,采用替代建模技術(shù),,從均值和標(biāo)準(zhǔn)差兩方面對成形和沖擊響應(yīng)進(jìn)行近似化處理,。第三用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法,結(jié)合蒙特卡羅,,尋找-的設(shè)計(jì)解,。該方法不僅-提高了汽車零件結(jié)構(gòu)的成形性和耐撞性,而且能提高其性,。
由于車輛的能量耗散能力-下降,,抗撞性能的提高成為輕型車輛發(fā)展的關(guān)鍵,。因此,他們進(jìn)行了材料增強(qiáng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,,如汽車結(jié)構(gòu)涉及到的薄壁框架,表面機(jī)械磨損處理,,在不-延性的前提下-金屬納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)強(qiáng)度等措施,,充分利用了-高強(qiáng)度鋼材的優(yōu)-能,進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬,,測試結(jié)果表明,,與目前市場上的同類產(chǎn)品相比,產(chǎn)品重量輕,、強(qiáng)度高,、安全影響程度高,可以滿足輕量化汽車的要求,。
通過使用有限元分析法,,對于兩種不同鋼鐵材料的座椅框架在不同的加載條件下進(jìn)行優(yōu)化厚度和改進(jìn)設(shè)計(jì)的文章,研究發(fā)現(xiàn)軟鋼材料制造的車座框架與用-的高強(qiáng)度鋼材代替,,使用-的高強(qiáng)度鋼材可以-減輕座椅框架的重量,,同時可以在車輛的使用壽命內(nèi)提高燃油效率,并減少co2排放,。
在-高強(qiáng)度鋼板的加工方面研究,,通過設(shè)計(jì)一種新型的凹口沖頭實(shí)現(xiàn)汽車高強(qiáng)度鋼板的一次沖程多步翻邊,采用增量成形的概念,,陰極電泳涂料涂裝設(shè)備,,改進(jìn)拉伸翻邊沖頭形狀,提高汽車用-高強(qiáng)鋼的拉伸翻邊性能,,結(jié)果表明,,與單步翻邊法相比,這種新方法的拉伸應(yīng)變從0.406降至0.280,,拉伸角邊大應(yīng)變轉(zhuǎn)移到直翻邊區(qū)域,。
汽車底漆,就是直接涂裝在經(jīng)過表面處理的本身部件表面上的道涂料,,它是整個涂層的開始,。設(shè)計(jì)上要求底漆與底材應(yīng)有-的附著力,與上面的中涂或面漆具有-的配套性,,還必須具備-的防腐性,、防銹性、耐油性,、耐化學(xué)品性和耐水性,。當(dāng)然,汽車底漆所形成的漆膜還應(yīng)具有合格的硬度、光澤,、柔韌性和抗石擊性等機(jī)械性能,。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,對汽車底漆的要求越來越高,。
20世紀(jì)50年代,,汽車還是噴涂-底漆或環(huán)氧樹脂底漆,然后逐步發(fā)展到溶劑型浸涂底漆,、水性浸涂底漆,、陽極電泳底漆、陰極電泳底漆,。比較的汽車尤其是轎車一般采用陰極電泳底漆,,陰極電泳底漆經(jīng)過20多年的發(fā)展,同時也經(jīng)過引進(jìn)-技術(shù)和工藝,,工程機(jī)械零部件陰極電泳涂料,,已經(jīng)能-的滿足底漆所要求的各項(xiàng)機(jī)械性能、與其他涂層的配套性尤其是現(xiàn)代的流水線涂裝工藝,,轎車用底漆幾乎已全部使用陰極電泳底漆,。汽車用溶劑型底漆主要選用-樹脂、環(huán)氧樹脂,、醇酸樹脂,、-樹脂、酚醛樹脂等為基料,,顏料一般選用氧化鐵紅,、鈦白、炭黑及其他顏料和填料,,涂裝方式有噴涂和浸涂兩種,。
電泳漆是在水性浸涂底漆的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它在水中能離解為帶電荷的水溶性成膜聚合物,,并在直流電場的作用下泳向相反電極(被涂面),,在其表面上沉積析出。
采用電泳涂裝法要求被涂物一定是電導(dǎo)體,。根據(jù)所采用的電泳涂裝方式的不同,,電泳底漆可分為陽極電泳底漆和陰極電泳底漆。電泳底漆使用的成膜聚合物是陰,、陽離子型樹脂,,中和劑為無機(jī)械、有機(jī)胺或有機(jī)酸,,顏料一般選用鈦白和炭黑等,。
車車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜概述
在汽車車身涂裝過程中,,車身內(nèi)腔區(qū)域不噴涂面漆。全靠電泳底漆或在內(nèi)腔通過注蠟工藝來防止車身內(nèi)腔的腐蝕,。因此,,汽車車身內(nèi)腔部位電泳漆膜上膜的好壞就將影響到車身內(nèi)腔防腐的年限與防腐效果。
如果在汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、電泳涂料的選擇,、工裝設(shè)計(jì)及電泳工藝參數(shù)的選擇等方面沒有考慮汽車車身內(nèi)腔電泳成膜問題,就會出現(xiàn)車身內(nèi)腔電泳漆膜差.車身內(nèi)腔局部區(qū)域沒有電泳漆膜,,造成該部位防腐蝕性差,防腐蝕時間短,,-在環(huán)境比較潮濕,、鹽分含量高的海邊等地區(qū),如果遇到雨水等場合,,車身內(nèi)腔更容易發(fā)生腐蝕,,出現(xiàn)流黃水等現(xiàn)象,因此,,-汽車車身內(nèi)腔等區(qū)域電泳漆膜的是-的,。本文將從電泳涂裝理論、工裝設(shè)計(jì),、涂裝設(shè)備維護(hù),、電泳涂料、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、電泳工藝參數(shù)調(diào)整等方面來分析如何-汽車車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜的問題,。從而避免汽車車身內(nèi)腔出現(xiàn)銹蝕等問題。
電泳涂裝理論分析
電泳涂裝在汽車涂裝中應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代初,,是在汽車工業(yè)中普及和技術(shù)更新快的車身涂底漆方法,。目前.國產(chǎn)汽車車身已有95%以上采用陰極電泳涂底漆。電泳的基本原理是電泳涂料的離子化樹脂溶解分散于水中,,并離解形成帶電膠粒,;在直流電場中,離子化的樹脂膠團(tuán)會同時發(fā)生電泳,、電解,、電沉積和電滲作用,使之在金屬表面附著一層有一定絕緣性的漆膜,。
電泳指膠體溶液中的陽極和陰極接電后,,陰極電泳涂料總代理,在電場的作用下帶正(或負(fù))電荷膠體粒子向陰極(或陽極)一方泳動現(xiàn)象稱為電泳,。電解指電解質(zhì)水溶液在直流電場中,,水發(fā)生電解,。電沉積指當(dāng)離子化膠粒泳到電極表面時。膠粒因中和失穩(wěn)析出并附著在電極表面上,。電滲指分散介質(zhì)向帶電粒子泳動相反方向運(yùn)動的現(xiàn)象,。從電泳的基本原理分析,解決車身內(nèi)腔電泳漆膜上膜的關(guān)鍵是-車身內(nèi)腔區(qū)域的電場分布,,從而在電泳過程中,,-在汽車車身內(nèi)腔能夠形成完整均勻的電泳漆膜。
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