摘要:電動車車架一般為鋼材(管材和板材)焊接制品，在涂裝前對其表面進行適當處理是做好涂裝的重要一環。車架涂裝前表面處理物理和化學兩種方法，介紹了它們各自的優缺點，對電動車車架涂裝前的表面處理有一定參考意義。

　　關鍵詞:電動車車架;表面預處理;處理方法

　　化學工藝方向評職知識：表面處理論文發表核心期刊

　　《熱加工工藝》是由中國船舶重工集團公司主管，中國船舶重工集團公司第十二研究所、中國造船工程學會船舶材料學術委員會主辦的國家科委批準出版、國內外公開發行的全國性熱加工科技雜志，國際刊號ISSN：1001-3814;國內刊號CN：61-1133/TG。主要讀者對象是鑄造、鍛壓、焊接、金屬材料及熱處理、工業爐、理化檢測等相關專業的工程技術人員、管理干部、技術工人和院校師生。

　　電動車車架作為電動車的骨架，是電動車的一個重要部件，特別是在自行車款的電動車中，由于車架本身大部分是外露的，此時又是一個重要的外觀件，其靚麗的表面涂裝對提高顧客的購買欲有重要的影響[1]。而車架的表面預處理是涂裝的一個重要環節，其處理結果的好壞直接影響涂裝的質量，不良的預處理會產生涂層起泡、生銹等一系列的問題，對電動車的品牌和銷售帶來不利的影響。

　　1電動車車架涂裝表面預處理工序

　　通常情況下，電動車車架一般為鋼材(管材和板材)焊接制品，所以對車架的涂裝前表面處理，實際上就是對鋼材的涂裝預處理，而對于鋼材的涂裝預處理，其主要工序一般情況下包括除油、除銹、磷化處理。磷化處理前需要對工件表面的油、鐵銹、氧化皮等異物進行徹底的清理，因為附著在工件表面的油污、鐵銹、氧化皮等不僅妨礙磷化膜的形成，而且這些異物的存在還會對涂層的表面附著力、抗腐蝕性等帶來不良的影響。在除油和除銹工序中一般包括物理處理和化學處理兩種方式，物理處理就是使用工具或設備等物理方式清除表面的油污和鐵銹等雜質，化學處理是使用化學藥劑和鋼材表面異物發生化學反應來除去鋼材表面的油污和鐵銹氧化皮等雜質[2-3]。

　　1.1除油工序

　　1.1.1物理處理方法

　　對于除油工序，物理處理方法主要包括手工擦抹法、燃燒法、噴射法，手工擦抹法的效率較低，適用于小批量生產，噴射法是使用噴射設備進行處理，適用于較大批量的生產，是現在使用較多的一種方法，主要有噴砂和拋丸兩種方式。目前還有一種較為先進的物理處理方法—超聲波清洗法，采用超聲波清洗則可使用水基清洗劑，在中溫條件下，幾分鐘內就可以將工件表面徹底清洗干凈，常用工藝流程是:①浸泡→②超聲波清洗→③清水(凈水)漂洗，超聲波清洗技術對于形狀比較復雜、邊角處理要求較高的零部件更具有優勢。

　　1.1.2化學處理方法

　　化學除油的處理方法主要包括堿性溶液除油法、乳化劑除油法等，堿性溶液是日常中較普遍采用的除油劑，原理是利用堿液與油發生的皂化反應達到除油的目的。如果是單純的強堿液只能除掉植物油脂而不能去除礦物油，所以通常在強堿液中加入一些表面活性劑，利用活性劑與礦物油之間的乳化反應達到除油的目的。相比較來說，油比銹對涂層的不利影響更明顯，同時有油的工件也會影響除銹的速度，所以除油應在除銹之前進行。

　　1.2除銹工序

　　1.2.1物理處理方法

　　對于除銹工序，物理處理方法主要包括手工工具清理、動力工具清理和噴射處理等，手工工具清理處理效率低，而噴射處理由于處理效率高，適合大批量生產作業，是物理處理方法中的主要手段之一。而拋丸處理是噴射處理的主要方式，下面就以拋丸處理為例，簡要地說明其主要工作原理和生產環節中需要注意的主要控制點。拋丸處理是指通過拋丸設備高速旋轉的葉輪將鋼丸等磨料以很高的速度和一定的角度拋射到鋼材表面上，讓丸料沖擊工作表面，產生沖擊和磨削作用達到清除鋼材表面異物、消除應力和產生粗糙度的作用。

　　拋丸處理的優點如下:①表面除銹效率高，除銹徹底;②對操作者的技能要求不高，勞動強度不大，職業危害程度較低;③工藝過程中不產生廢水和廢氣，對環境負面影響較小;④能有效消除應力集中，提高車架的疲勞強度;⑤與酸洗除銹相比，成本較低，無氫脆、過腐蝕現象。拋丸處理存在的主要缺點是:①需要專用設備，一次性費用投入較大;②丸料經過一段時間使用后需要進行更換;③由于各種因素處理完的鋼材表面會存在一定的灰塵，需要對表面進行除灰處理;④由于車架的自身結構特點，鋼丸無法進入管材內部，所以對車架管材內部無法進行處理等等。

　　拋丸處理需要注意以下幾點:①選好金屬磨料，常用的金屬磨料主要有高碳鑄鋼丸、低碳鑄鋼丸、淬火鑄鐵砂和鋼絲段，在自行車款電動車車架處理中一般選用高碳鑄鋼丸和鋼絲段的組合磨料，比例一般為1∶1或2∶1，鋼丸的大小一般選用的是S110級(直徑ϕ0.3~0.5mm);②根據車架的結構、擺放的數量控制好拋丸時間，正常情況下一次10只車架時間控制在15~20min為宜，時間不宜過短，否則除銹不徹底;③拋丸所用的壓縮空氣需要去除其中的水分，這樣才能使除銹后的部品不致于返銹;④丸粒使用一段時間后會產生碎裂和粉末化趨勢，應根據拋丸頻率、除銹車架數量定期更換(或篩選)丸粒;拋丸結束后由于鋼材表面附著一些灰塵或異物，如果不清除會影響其后的油漆附著力，通常情況下要用壓縮空氣對車架表面進行去灰處理。

　　1.2.2化學處理方法

　　化學方法除銹主要是采用強酸進行，通常采用鹽酸，因為鹽酸除銹速度比較快，也比較徹底，對鐵銹等氧化皮有很好的去除功效，而且可以在常溫下使用，強酸除銹的缺點是容易產生氫脆、過腐蝕等現象，同時也會帶來環保問題。在工件油少銹多的情況下，可將除油與除銹工序合為一道進行，這樣可縮短預處理時間，降低投入費用，但處理效果沒有分開的好，這種情況適用于要求不高的工件。隨著社會的進步和發展，環境保護和勞動條件的改善已成為人們日益關心的話題。

　　酸洗除銹過程中產生的酸霧，不僅腐蝕設備和污染環境，而且對員工的身體健康也會帶來危害，所以需要采取措施來有效地抑制酸霧的產生。目前在選擇除銹劑時，常常選擇其成分中包含了緩蝕劑、抑制劑的處理液，這樣不僅能提高除銹的速度，防止工件的過度腐蝕和產生氫脆，而且也能夠較好地抑制酸霧的產生。

　　1.3磷化工序

　　除油和除銹工序完成后進行適當水洗和表調后就可以進行磷化，所謂磷化是將工件浸入磷化液中，在一定溫度下進行化學反應，使其表面生成一層穩定難溶的磷酸鹽保護膜，該磷化膜可以顯著增加涂料對金屬的附著力，提高涂層的耐腐性。磷化的分類可以按溶液成分、溶液溫度進行:①按溶液成分可分為:鋅系、鋅鐵系、鋅鈣系、鋅錳系等;②按處理液的溫度可分為:高溫磷化(80~90℃)、中溫磷化(50~70℃)、低溫磷化(30~50℃)、常溫磷化。

　　在這幾種工藝處理溫度中，中、高溫磷化工藝的磷化速度較快，磷化膜的耐腐蝕性好，但磷化膜結晶粗大，掛灰重，而低、常溫磷化工藝所形成的磷化膜結晶細致，厚度適宜，涂層光澤度好，能夠很好地改善涂層的附著力、柔韌性、抗沖擊性等，更能滿足涂層對磷化膜的要求。另外，以前通常都認為磷化膜越厚，噴涂以后涂層的耐腐蝕性越高，實際上磷化膜本身在整個涂裝過程中，針對耐腐蝕性并不承擔多大的作用，它的主要作用是使漆膜附著性更強。在用化學處理方法對車架進行預處理過程中，如果按照處理液與工件的接觸方式分類主要有浸漬式和噴淋式。

　　浸漬式是將工件整體浸入到槽體中進行處理，根據各個槽體處理液來區分，一般可以分為堿液槽、酸液槽、磷化液槽，堿液槽、酸液槽是對工件上的油物、銹、氧化皮進行處理，磷化液槽則用于磷化處理用，在這些槽體之間還常留有輔助處理槽———蒸餾水槽，用于各主要處理工序之間的清洗。實際生產中，除了有各個槽體之外，一般還有槽液的加熱、通風裝置等。噴淋式一般采用密閉通道的方式，工件在通道中移動時對其進行處理，通道常常分成幾個處理區和幾個瀝水過渡段，每個處理區僅完成其中的一道處理工序，設備結構主要包含儲液槽、噴淋系統、加熱裝置、通風裝置等。

　　2小結

　　介紹了電動車車架涂裝前表面處理的主要工藝，物理處理和化學處理各有優缺點。電動車車架由于結構相對比較復雜，在涂裝前處理的除銹工序環節不提倡使用酸洗方法，因為酸洗除銹法容易在車架的管材中殘留酸液，后續工藝(如烘干處理)如不能徹底清除殘留酸液，隨著時間的推移殘留酸液從焊縫或小孔處慢慢滲出，導致底材發黃、生銹，涂層剝落等不良情況發生。

　　一般在車架表面油較少的情況下，對于車架涂裝前處理，可以采用物理處理的拋丸處理，經除灰處理后，再進行底漆噴涂(一般情況下為防止車架返銹，拋丸處理后與涂裝底漆的時間間隔不要超過2h)。理想情況下，采用物理處理和化學處理相結合的方法較好，通常是在除銹環節采用拋丸處理，然后再進行磷化處理，避免酸液處理的不良影響，雖然成本比純拋丸處理高，但產品質量更有保證。