5 ключевых этапов процесса порошкового покрытия колес современного автомобиля
Автор:
Chuangzhi Coating
В качестве компонентов, подвергающихся высокочастотным нагрузкам и длительному воздействию, автомобильные колеса предъявляют чрезвычайно высокие требования к стойкости покрытия к солевому туману, ударопрочности и атмосферостойкости. Порошковое покрытие стало основным процессом для современных покрытий автомобильных колес благодаря таким преимуществам, как нулевые выбросы ЛОС, высокий коэффициент использования материала (≥95%) и отличные характеристики покрытия. полный процесс порошкового покрытия автомобильных колес не является отдельным этапом распыления, а представляет собой замкнутую систему, состоящую из 5 ключевых этапов: предварительная обработка - порошковое распыление - переработка порошка - отверждение - контроль качества В качестве профессионального производителя оборудования для линий покрытия мы глубоко анализируем ядро процесса и схему адаптации оборудования на каждом этапе, чтобы помочь предприятиям реализовать стандартизированное и эффективное производство порошкового покрытия колес.
Этап 1: Точная предварительная обработка - залог адгезии покрытия
Предварительная обработка является ключевым условием для определения адгезии покрытия и коррозионной стойкости, требуя многоступенчатой очистки и активации в соответствии с характеристиками поверхности алюминиевых колес (легкая окисляемость, наличие штамповочного масла).
Основной процесс этого этапа: "предварительное обезжиривание → основное обезжиривание → промывка водой → бесхромовая пассивация → сушка": предварительное обезжиривание проводится с использованием щелочного моющего средства при низкой температуре (40-50℃) для удаления поверхностного масла методом распыления (давление 0,2-0,3 МПа); основное обезжиривание проводится при повышенной температуре и давлении (55-65℃, 0,4-0,5 МПа) с применением хелатирующего обезжиривателя для растворения стойкого штамповочного масла и эмульсии; промывка водой включает 3 этапа встречного ополаскивания для обеспечения остатка обезжиривателя ≤50 ppm; бесхромовая пассивация осуществляется с использованием раствора на основе циркония и титана для формирования нано-конверсионной пленки толщиной 50-100 нм на поверхности колеса, улучшая адгезию покрытия (тест на срез достигает уровня 0); в завершение применяется сушка горячим воздухом (80-100℃, 15-20 минут) для удаления влаги с поверхности и предотвращения образования пор при последующем распылении.
Что касается конфигурации оборудования, ванна для предварительной обработки должна быть изготовлена из нержавеющей стали 316L (стойкость к кислотам и щелочам), оснащена автоматической системой удаления шлака (удаление шлака 1-2 раза в час) и онлайн-монитором концентрации раствора для обеспечения стабильных параметров. Для труднодоступных мест, таких как отверстия для болтов и внутренняя сторона спиц, необходимо установить вращающуюся распылительную руку (скорость вращения 10-15 об/мин) для обеспечения обработки без слепых зон.
Этап 2: Электростатическое порошковое распыление - обеспечение равномерной адгезии покрытия
Электростатическое порошковое распыление является ключевым этапом преобразования порошкового покрытия в функциональное покрытие, требующим точного контроля для обеспечения равномерной толщины покрытия и отсутствия пропусков распыления.
На этом этапе применяется режим "трибоэлектрическое распыление + сотрудничество с роботом": основное оборудование — автоматический порошковый распылитель (напряжение 60-90 кВ, ток 50-80 мкА), который заряжает частицы порошка отрицательно за счет трибоэлектризации, и они адсорбируются на поверхности колеса под действием электростатического притяжения. Для колес разных размеров (14-22 дюйма) система автоматически регулирует расстояние до распылителя (250-300 мм) и подачу порошка (100-150 г/мин) с помощью визуального позиционирования, обеспечивая контроль толщины сухой пленки в диапазоне 60-120 мкм (отклонение ≤±5 мкм). Для специальных форм (например, лепестковые спицы) используется 6-осевой распылительный робот (точность повторного позиционирования ±0,1 мм), который сканирует контур колеса инфракрасным датчиком и автоматически генерирует путь распыления, избегая "перераспыления" или "пропусков".
Камера распыления должна иметь полностью закрытую конструкцию с отрицательным давлением (скорость воздуха 0,4-0,6 м/с), а внутренняя стенка покрыта антистатическим покрытием для предотвращения накопления порошка. Одновременно оснащается баком для флюидизации порошка (давление воздуха 0,05-0,1 МПа) для обеспечения равномерного состояния флюидизации и предотвращения агломерации частиц покрытия.
Этап 3: Эффективная переработка порошка - снижение затрат и защита окружающей среды
Переработка порошка является ключом к реализации "зеленого покрытия" и контролю затрат, требуя повторного использования неадсорбированного порошка для повышения коэффициента использования материала.
На этом этапе применяется двухступенчатая система переработки "циклонное разделение + фильтрация картриджем": на первом этапе крупные частицы порошка (размер ≥50 мкм) отделяются циклонным сепаратором (эффективность разделения ≥95%) и транспортируются в новый силос порошка, смешиваясь с новым порошком в соотношении 3:7; на втором этапе мелкие частицы (размер ≤50 мкм) улавливаются высокоточным фильтрующим картриджем (точность фильтрации 1-3 мкм) для предотвращения загрязнения выбросов. Система переработки оснащена датчиком перепада давления, который автоматически подает сигнал тревоги и запускает импульсную продувку (давление 0,5-0,6 МПа) при сопротивлении фильтрующего картриджа свыше 1500 Па, обеспечивая стабильную эффективность переработки.
Благодаря этой системе коэффициент использования порошка может достигать более 98%, а расход порошка на колесо снижается с 80-100 г в традиционном процессе до 50-60 г, что позволяет средним предприятиям по производству колес экономить более 2 миллионов юаней в год на материальных затратах. Одновременно снижаются выбросы порошка (≤5 мг/м³), соответствуя экологическим стандартам.
Этап 4: Точное отверждение - обеспечение стабильных характеристик покрытия
Отверждение является ключом к преобразованию порошкового покрытия в плотную защитную пленку, требуя строгого контроля температуры для обеспечения достаточного сшивания покрытия и отсутствия дефектов в характеристиках.
На этом этапе используется "секционированная печь с циркуляцией горячего воздуха": длина печи рассчитывается в зависимости от производственной мощности (обычно 25-30 м), разделена на зону предварительного нагрева (120-150℃, 5-8 минут), зону отверждения (180-200℃, 20-25 минут) и зону охлаждения (≤60℃, 5-10 минут). Предпочтительный метод нагрева — природный газ (коэффициент энергопотребления 1:1,2) в сочетании с оребренным теплообменником, обеспечивающим отклонение равномерности температуры в печи ≤±3℃. Для колес с толстыми покрытиями применяется "ступенчатый нагрев" для предотвращения образования пузырей или трещин покрытия из-за температурных перепадов внутри и снаружи.
Выход печи оснащен мощным вентилятором охлаждения (скорость воздуха 3-5 м/с) для быстрого охлаждения колеса до комнатной температуры, предотвращая царапины покрытия при последующей обработке. Одновременно установлен трекер температуры печи для записи кривой температуры отверждения каждого колеса в реальном времени, облегчая отслеживание качества.
Этап 5: Комплексный контроль качества - отсеивание некачественной продукции
Контроль качества является последней линией защиты для обеспечения качества покрытия колес, требуя многомерного тестирования для проверки характеристик покрытия.
На этом этапе установлены 3 контрольных пункта: первый — онлайн-измерение толщины пленки (точность ±1 мкм), которое проверяет 100% толщины покрытия колес, и некачественная продукция автоматически отводится; второй — визуальный осмотр, выявляющий частицы покрытия, поры и другие дефекты с помощью системы машинного зрения (разрешение 20 миллионов пикселей) (уровень распознавания ≥99%); третий — выборочный контроль характеристик, при котором из каждой партии отбирается 3-5 колес для испытания на стойкость к солевому туману (стандарт ASTM B117, отсутствие ржавчины в течение 1000 часов), испытания на ударопрочность (отсутствие трещин при ударе 50 кг·см) и теста твердости (твердость карандаша ≥2H).
Тестовые данные загружаются в систему MES в режиме реального времени для формирования отчёта о качестве для каждой партии, поддерживая последующую оптимизацию процесса. Благодаря этой системе инспекции коэффициент годности покрытия колёс можно повысить с 85% в традиционном процессе до 99,5%, что значительно снижает уровень претензий после продажи.
Заключение
Пять ключевых этапов современного порошкового покрытия автомобильных колёс взаимосвязаны. От базового обеспечения предварительной обработки до контроля качества на этапе инспекции — каждый шаг опирается на сотрудничество точного оборудования и научных процессов. Как производитель оборудования для линий покрытия, мы можем настроить комплексные решения для всего этапа в соответствии с производственной мощностью предприятия (50 000–500 000 штук в год) и требованиями к качеству, реализуя "эффективное, экологичное и высококачественное" производство покрытия колёс, помогая предприятиям повысить их основную конкурентоспособность в условиях тенденции к облегчению автомобилей.
