15车用防腐底漆钢板的研发和应用.doc

1、Comment u1: 删去此字。Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 1 / 6 陈慕祖车用预涂防腐底漆钢板的研发和应用陈 慕 祖（上海凯密特尔化学品有限公司 上海 201315）摘要 ： 介绍了车用预涂防腐底漆钢板在汽车制造过程中的研究和应用情况。关键词： 汽车涂装、防腐底漆。1， 引言汽车车身主要是由 0.8毫米薄钢板拼焊组成的，要保证车身在日晒雨淋，高速运行石子飞溅等条件下，12 年不产生穿孔性锈蚀，靠的是涂装。为了提高车身的防腐蚀能力，汽车制造商竭尽全力在涂装设备、涂装工艺、板材、表面处理、涂料方面进行了改进。随着全球工业化的发展，环境污染的日趋严重，酸雨、空气中的有害物质浓

2、度的增加等，对汽车的防腐蚀性能提出了的要求越来越高。提高防腐蚀能力可以延长汽车的使用寿命，也可以达到节省资源，保护环境的目的。经过专家长期跟踪研究发现,按照目前通常使用的涂装技术，车身锈蚀性穿孔的主要因素不在车身外层而是在车身内腔和焊接件等边缘处。在车身焊接件中为增强强度使用了较多折边工艺，这些裸露的钢板在焊接后使得预处理材料和电泳漆无法渗入，其防腐能力较低。如何提高内腔和焊接，折边处的涂装效果，成为提高汽车防腐蚀能力的一个重要课题。目前在建筑业大量使用彩钢板，在组成在外墙和隔断时又好又快，这些彩钢板是在钢铁厂生产线上以 120米/分的速度一次涂装而成的。在家用电器的生产中，不少也是预先将钢板

3、预处理喷粉后，再压制成型的。如果汽车用的钢板，在钢厂预先涂上一层防腐蚀的底漆，那么汽车的空腔内和点焊折边处内部已有涂层，防腐能力必然大大提高。车身的形状比较复杂，钢板到汽车厂后要进行冲压成型，点焊拼装和涂装处理，这就对钢厂预涂防腐底漆，提出了一系列特殊的要求。本文将就预涂可焊接防腐底漆钢板在汽车制造过程中的研究和各种试验的情况作一个介绍。2， 传统汽车涂装工艺的不足之处目前的汽车涂装工艺复杂，投资巨大，一条年产 15万辆轿车的涂装生产线，仅仅Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 2 / 6 陈慕祖设备投资，差不多要 5 亿人民币。涂装工艺包括：表面预处理，阴极电泳，PVC 密封，中涂，

4、面涂和喷蜡等工序。传统工艺对整车的防腐性能提供了保证，对空腔和点焊缝处等的防腐也做了努力，阴极电泳漆可以部分深入空腔，PVC 密封和喷蜡也有助于防腐蚀，但实践证明这远远不够。2.1 阴极电泳受泳透率和车身空腔结构的限制某些部位电泳涂层很薄甚至无涂层，这是造成易腐蚀的主要原因。图一，电泳无法进入部位图2.2 焊缝的 PVC 密封完全人工操作，不仅费工费时，而且不是所有的焊缝都能涂到。因此它的防腐效果也是有限的。2.3 车身空腔喷蜡只能喷到表面，接缝及复杂结构的内部不易喷到。车身注蜡工艺虽然比喷蜡好，但设备价格昂贵，运行费用高，一般也只能解决车身底部内腔，中字梁及上部结构的空腔仍无法解决。本世纪初

5、，一种新的设想和计划被采纳和实施，由车厂委托钢厂预先在钢板上涂上可焊接防腐底漆，然后冲压、焊接，再进行涂装，这个方案很好地解决了上述车身空腔和焊缝等防腐问题。3， 钢厂的预涂底漆工艺钢厂生产预涂防腐底漆的钢板和生产彩钢板的工艺是差不多的，只是采用的预处理材料和油漆不同。工艺过程包括预处理辊涂 表面去湿、干燥 辊涂油漆 Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 3 / 6 陈慕祖去湿、干燥 烘干。即可获得成品，这些成品表面无需涂防锈油，可以省去涂油工序及防锈油的成本，也有利于钢板的运输和保存。4， 使用可焊接底漆钢板需解决的问题钢厂生产的预涂底漆的钢板送到汽车厂后需要进行冲压、拼焊和涂装等一

6、系列处理，由于表面多了一层油漆会带来一系列的变化，涂漆钢板必须充分满足加工过程中的各项技术要求，才可以投入实际应用。4.1 成型性钢板表面涂漆面在冲压时对工件拉伸成型性能和表面质量是有利的，钢板表面的油漆可以对工件的表面起到保护作用。消除工件在拉伸时表面擦伤，可以减少涂装的缺陷。而且可以节省冲压油。对于变型简单的工件，可以替代冲压油。对于变型复杂的工件，可以降低冲压油的使用量。4.2 导电性和点焊性普通的油漆多是由有机树脂和颜料组成的，基本不导电，无法满足焊接要求。汽车车身基本上都是钢板通过大电流点焊拼成的，二块双面涂漆的钢板要焊接，电流必须通过四层油漆层，因此可焊接底漆必须导电。为此油漆商在

7、底漆中加入专门的导电粒子，很好地解决了这个问题。点焊时电极的可焊次数是有要求的，比如奔驰汽车公司要求一组铜电极的最低可焊次数为700 次，焊接电流1.2 KA。对GPTH9493（ZE 0.8mm）预涂底漆钢板的焊接试验表明，可焊接次数达到 786 次，焊接电流达到 1.5KA。这二组数据表明，这种预涂可焊接底漆钢板是完全可以满足焊接要求的。4.3 可涂装性拼好的车身需要进行涂装，因此要求可焊接底漆钢板有良好的可涂装性能。4.3.1 耐碱性拼好的车身表面可能会有油和污物，必须进行脱脂，大多数油漆是怕碱的，而脱脂剂大多是碱性的。对预涂底漆钢板冲压工件进行试验时，使用 GTP10385 脱脂剂，浓

8、度为 20g/L,温度：60，PH：11.9。工件在脱剂中浸泡 10 分钟，取出后试验，证明预涂底漆无损伤。4.3.2 可电泳，耐烘烤试验证明预涂底漆层可导电，并与电泳漆有良好的匹配性能。并且已固化的预Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 4 / 6 陈慕祖涂底漆层能再次经受烘烤，性能不会发生变化，可以按要求完成全部涂装过程。5， 涂层性能测试对涂层进行杯突试验和冲击试验，以测试其结合力，盐雾试验和 VDA 循环腐蚀试验，测试其防腐蚀能力，粘合剂试验也是用来测试结合力的，各项测试结果见表一。产品名称 Gardo ProtectTH 9493Gardo ProtectTH 9493 BH

9、Gardo ProtectTH 9492 BH杯突试验（6/7/8 mm） 合格 合格 合格冲击试验(2kg; 1000mm) 合格 合格 合格溶剂擦拭试验 40 次 40 次 30 次耐碱性试验 1,6 g/m 1,5 g/m 1,2 g/m电泳涂装性 OK OK OK成型性试验 合格 合格 合格点焊性试验 786 759 779盐雾试验 1000 h 1000 h 1000 hVDA 循环试验 10 15 20黏合剂结合力试验剪切强度能量吸收内聚力衰竭24 MPa77 J100 %24 MPa75 J100 %24 MPa87 J100 %表一， 涂层性能测试结果其中 VDA 循环试验是七

10、天为一个循环，包括 1 天盐雾试验，4 天湿热试验，2 天空白试验，连续做 10 个循环，需要 70 天时间。普通电镀锌板耐不住 2 个循环，就会产生红锈，即铁板生锈，第一代预涂层的产品，可耐 10 周，第二代 TH 9496 BH，20 多周尚未产生红锈，可见其防腐蚀性能十分良好。试验结果见图二Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 5 / 6 陈慕祖图二， VDA 621-415/循环试验结果6， 可焊接防腐底漆的主要优点6.1 钢板出厂时无须防锈油，提高了防腐性能，不产生白锈；同时提高了在运输和贮藏过程中抗沾污能力。6.2 应用工艺灵活：可以与不同的钢板进行焊接，也可适应不同的涂装

11、方法。6.3 替代或大幅度降低冲压油的用量。6.4 消除或大幅度降低冲压造成的表面擦伤。6.5 提高了车身空腔部位和焊接边缘部位的防腐性能。6.6 降低了预处理和电泳漆等化学品的消耗。6.7 替代或大幅度降低蜡的应用。6.8 替代或大幅度降低边缘封闭剂（密封胶）的应用。钢板出厂前，预涂防腐底漆虽然增加了一道工序，但带来了许多好处，大大提高了防腐蚀能力，还节省了不少材料的用量，实际应用中综合成本还略有节省。7， 主要客户使用情况目前防腐底漆钢板已获得一些大汽车公司的认可，部分在汽车制造过程中应用，具体情况如表二。Chemetall车用防腐底漆钢板的研发应用 6 / 6 陈慕祖产品名 导电粒子 基

12、板 干膜厚m钢铁厂 客户认证Gardo ProtectTH 9493Zn /其它 ZE / (Z) 2,5 4Voestalpine TKSArcelor大众 VWGardo ProtectTH 9493Zn / 其它 ZE 2,5 4Voestalpine TKSSZFG, Arcelor奔茨Daimler ChryslerGardo ProtectTH 9493 BHZn ZE / (Z) 3 5Voestalpine TKSArcelor通用 GM(Adam Opel AG)Gardo ProtectTH 9496 BHZn /其它 ZE / (Z) 4 5Voestalpine TKSArcelor通用 GM(Adam Opel AG)表二，主要客户使用情况由于预涂防腐底漆钢板的优良性能，相信在全世界汽车制造业中，大规模的推广和应用是指日可待的。