表面粗糙度对变速箱静电粉喷雾涂层性能的影响

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墙面油漆，家具，家用电器等根据不同的喷砂条件，在用于汽车传输轴的工件上进行表面喷砂处理，以便工件的表面获得不同的表面粗糙度。具有不同表面粗糙度的工件被磷酸化并喷洒了静电粉，并使用扫描电子显微镜观察到工件表面的磷化膜状态。关键字：粉末涂料

文字/chi changyun

（上海Natiefu传输系统有限公司）

摘要：根据不同的喷砂条件，对汽车传输轴中使用的工件进行表面喷砂以在工件表面上获得不同的表面粗糙度。具有不同表面粗糙度的工件被磷酸化并喷洒了静电粉，并使用扫描电子显微镜观察到工件表面的磷化膜状态。使用-40°C冰冻冲击试验和6周的循环盐喷雾腐蚀测试，研究了底物表面粗糙度对涂料样品耐腐蚀性的影响。结果表明，当底物的表面粗糙度为3.0至4.0μm时，涂层样品的耐耐药性是最佳的。

关键字：汽车变速箱轴；静电粉喷涂；表面粗糙度；冻结冲击测试；环状盐喷雾腐蚀

表面粗糙度对驱动轴静电Chichangyun（上海GKN Huayu Driveline Syste Co.，Ltd）的影响的影响：在不同的喷砂条件下爆炸了汽车驱动轴的表面，因此工作表面的表面具有不同的表面粗糙度。在具有不同表面粗糙度的工件上进行磷酸化和静电喷涂，并通过Sning Electron Microsy观察到工件表面的ILM状态。通过A-40°C冻结撞击试验和为期6周的循环盐喷雾腐蚀测试，研究了底物表面粗糙度对样品腐蚀的影响。结果表明，当底物的表面粗糙度为RA 3.0 - 4.0 pm时，涂料样品的耐腐蚀性是最好的。

关键词：汽车的驱动轴：静电粉末喷涂；表面粗糙度；低温影响测试；循环盐喷雾腐蚀试验

0引言

在涂层过程中，工件表面的初始状态将直接影响最终的涂层性能。如果在工件的表面上有氧化物尺度，锈斑等，则需要在绘画之前将其去除。常见方法包括腌制，砂纸研磨，沙子爆破，爆炸等。其中，腌制对环境和操作员更有害钢结构表面粗糙度，并且可能对工件产生氢的含氢和其他腐蚀作用。它的使用范围越来越小。与手动处理和清洁功率相比，沙蓝色具有高清洁效率和良好质量的优势；与腌制相比，喷砂对环境污染的影响较小，并且易于控制，并且钢表面也可以获得一定的粗糙度。程度，有益于改善涂层的粘附。

随着汽车行业的发展，底盘零件（例如变速箱轴）的表面处理和保护性能的要求越来越高。迫切需要确定在静电粉喷涂之前处理工件的合适的机械预处理过程。提高工件静电粉末喷涂的性能。这项工作使用带有不同参数的喷砂处理来去除工件表面上的氧化物尺度，并比较不同表面粗糙度对工件静电粉末涂层的冰点冲击性能和循环盐喷雾耐药性的影响，并确定最佳打磨过程和过程。范围。

1个测试

1.1样本

1.1.1样本处理

驱动轴的材料类似于45号钢，因此在这项工作中使用了45号钢。加工和热处理后，第45钢的表面硬度为54〜60hrc，硬化层的深度为3〜5mm，黑色氧化物尺度保持在表面上。工艺编号45钢成大小为￠4MX400mm的样品。

1.1.2喷砂设备和技术

由上海Jichuan Machinery Equipment Co.，Ltd。生产的SH-4 4站全自动喷砂机用于砂蓝色样品。该设备配备了自动旋转盘和自动灰尘收集设备，如图1所示。在砂粉过程中，同时放置了4个工件，工件将工件旋转到设备的喷砂腔中。每个工件对应于2个喷枪。在砂粉过程中，喷枪会上下互助，工件在固定站上以恒定的速度旋转，以确保在所有样品表面上均匀且完整的喷砂处理。根据表1中所示的喷砂参数，样品砂蓝色。未砂蓝色的样品记录为样品A。砂材料是不同类型的棕色圆锥。表1中的砂类型的逐渐减少表明砾石的大小正在逐渐增加。其主要组件如表2所示。

1.1.3样本表征

喷砂后，使用机械去除氧化物量表后，使用Zeiss AxiocomHRC立体显微镜观察样品的表面形态。德国MARR粗糙度检测器用于检测样品表面的粗糙度（RA）。

1.2磷酸化和静电粉喷涂

样品砂粉后，用静电粉喷涂处理。过程流量如下：加载→热水洗涤→脱脂和表面调节→磷酸盐→水洗→干燥→静电粉喷涂→固化→卸载。其中，脱脂和磷酸零件使用了来自德国化学公司Company的379-10M系列和26S系列磷酸化剂。 Akzo-Nobel Company生产的静电粉喷涂使用AN002O）。整个涂料生产线是一条全自动装配线。静电粉喷漆膜的厚度约为60-150μm。根据底物样品的不同表面粗糙度，将涂层样品记录为涂料样品（RA为0.5-0.7μm）。 ），B涂料样品（RA为2.0〜3.0μm），C涂层样品（RA为3.0〜4.0μm），D涂层样品（RA为4.0〜5.0μm），E涂层样品（RA为4.0〜5.0μm）5.0 6.0μm）。

磷酸化后，使用VEGA3 TES扫描电子显微镜观察样品表面磷化膜的结晶状态。

1.3涂料样品的性能评估

1.3.1冷冲击测试

在（-40+3）°C的低温条件下，将涂料样品陈化了24小时，然后根据DIN ISO4532-1995陈酿？确定釉面瓷器和搪瓷瓷质层的抗冲击性。根据标准的“确定玻璃瓷瓷器撞击抗性的枪声测试”，将冷冻状态的涂料样品放在更坚硬的后背板上，并将钢球弹跳到涂层上。测试了样品表面（90N）的撞击。由于冲击而导致的涂层样品表面发生裂缝，观察到油漆膜的破裂区域的直径确定涂料样品的低温冲击电阻。

1.3.2环状腐蚀测试

测试前，使用一种特殊的工具将长度为50 mm的直线切割，宽度为1 mm，深度为50 mm，沿着涂层样品表面上的轴向向涂层的金属底物上的轴向方向切开直线。样本，见图2。之后，根据DBL7381-2012标准的要求进行了环状腐蚀测试。每7天是一个循环，其中第一天是24小时中性盐喷雾测试[NaCl质量浓度（50±10）g/L钢结构表面粗糙度，温度（35±2）°C]；第二天至第五天是每天8小时的潮湿热量。环境仍然是[（40±2）°C，100％RH]，在室温下16h [（23±2）°C，（50±20）％RH]；在第6和第7天的室温下24H [（23±2）°C，（50±20）％RH]。在进行了为期6周的循环腐蚀测试之后，观察涂料膜在工件表面的标记位置的腐蚀。

2个问题和讨论

2.1沙蛋白样品的形态

从图3可以看出，非染色样品的表面（样品A）是黑色的，因为在热处理过程中会产生更多的氧化物量表。氧化物尺度分布在样品A的表面上，并且未鉴定样品的表面（样品A）的分布不均匀。区域，氧化物量表很容易被刮掉。喷砂后，样品的整个表面显示出均匀的颜色，氧化物尺度被完全去除。从图4可以看出，在喷砂之后，样品表面出现了许多细峰和槽，这有利于产生磷酸化晶体以及静电粉末喷漆膜和样品的组合（4）。

从表3可以看出，样品A的表面粗糙度很低。喷砂后，样品的表面粗糙度显着增加，随着喷砂压力和砂直径的增加，样品的表面粗糙度增加。 。

沙蓝色沙粒为棕色圆锥，硬度大于9.0（MOHS硬度），并且热处理样品的表面硬度为54-60hrc。沙粒的硬度远大于样品表面的硬度，因此沙粒可以去除附着在样品表面的氧化。皮肤，并将金属基质撞向均匀的凹坑，以增加样品的特定表面积。砂颗粒的直径越大，爆破后样品表面的粗糙度越大。如果表面粗糙度太小，则不利于改善涂层的粘附。如果粗糙度太大，则涂层将分布不均匀，并且峰值的膜厚度将不足，从而导致“斑点生锈”，并影响涂层的质量。同时，过度粗糙度也会导致膜厚度的“损失”并增加涂料的成本[1，4]。

2.2磷化膜的形态表征

从图5中可以看出：在表面上用氧化物尺度磷脂后，磷酸盐薄膜晶体是立方体，但晶体尺寸不同，整个磷酸盐膜的覆盖率小于70％。喷砂之后，除去氧化物尺度，在工件表面产生的磷酸连接晶体是针状的，大小约为5〜20μm；样品C表面上的磷酸晶体（粗糙度为3.0〜4.0μm）是最密集的，覆盖率超过93％。继续增加样品的表面粗糙度，磷化晶体的大小增加但覆盖率降低。

还可以从图5中可以看出，磷化晶体主要是针状，叶状，颗粒状等。由于磷酸化层的锚定效果，磷酸晶体与油漆膜紧密结合，可以改善。油漆膜的粘附[5-7]。因此，尺寸较小，均匀分布和高覆盖率具有良好的粘结性能，具有良好的粘结性能。

2.3涂料的性能表征

2.3.1冻结性能

在-40°C的低温条件下，工件表面上的磷化膜的脆性和由静电粉末喷涂形成的膜增加。由于磷化膜和油漆膜的不同材料，粘附不良的油漆膜将受到影响力的影响。与磷化层分离并形成剥离[8]更容易。

从图6：没有喷砂处理的样品A的样品A的粘附不良，静电粉喷涂后形成的油漆膜的粘附不良。在超冷冲击测试之后，剥落的油漆膜的最大直径约为6.3mm；在治疗后打磨后，涂层样品的粘附量得到了极大的改善。这是因为在使用喷砂过程来去除样品表面上的氧化物尺度之后，产生的磷酸盐膜的晶体大小是均匀且密集的，这可以很好地改善油漆膜和工件之间的粘附。当底物样品的表面粗糙度为3.0〜4.0μm（C样品），静电粉末喷涂后，冷冲击试验后油漆膜的剥离直径是最小的（2.0-3.5mm），也就是说C涂料样品涂料样品的冰点影响性能是最好的。如果底物样品的表面粗糙度继续增加，则磷化膜的覆盖率减小，晶体尺寸会更大，并且涂层样品的冻结影响性能变得更糟。

2.3.2环状腐蚀盐喷雾测试

环状腐蚀测试可以客观地和快速评估汽车涂层的性能，并可以很好地模拟破坏性因素，例如交替的寒冷，热，水和盐喷雾剂的变化[8-9]。涂层的性能可以通过循环腐蚀盐喷雾试验后的涂层样品的单侧腐蚀扩展来直观地推断[10]。

从图7可以看出，在样品通过6个循环盐喷雾试验的循环后，单侧腐蚀的扩展约为4.2mm。打磨后，涂层样品的循环盐喷雾耐药性得到了极大的改善。其中，C涂层样品的单面腐蚀膨胀最小，约1.0mm。当底物的表面粗糙度为3.0-4.0μm时，磷化晶体是最密度的，并且对金属底物的覆盖率最高，这可以有效地提高涂层的耐腐蚀性。

3结论

使用喷砂处理在汽车驱动轴工件表面上的氧化物尺度，以改善工件的表面粗糙度，可以有效地改善油漆膜的粘附和盐喷雾腐蚀性。在0.35MPa的压力下，使用80号棕色圆锥形砂，将工件打磨3分钟，以使工件的表面粗糙度为RA3.0-4.0μm。磷酸化后，磷酸膜结晶是最密集的，覆盖率超过93％，静电粉喷涂后涂层样品的剥离直径小于冷冲击试验后的3mm，并且在6周后单侧腐蚀扩张后的单侧腐蚀扩张后6周。循环盐喷雾腐蚀小于2mm。

参考：

[1] Liu Chao，Liu Ruwei，Shi Xiaoyun等。在钢制涂层之前进行喷砂清洁的高速钢砂的选择原理[J]。现代涂料和涂料，2015，18（9）：68-72。

[2] Shi Leiming，Pan Haitao，Cheng Xuewen等。驱动轴涂料质量的实验研究[J]。涂料行业，2013，43（12）：52-55。

[3]申鸟根。影响射击爆炸钢结构涂层的因素[J]。电镀和精加工，2008，27（9）：60-62。

[4] Xu Yixiang，Zhang Hong，Xie Wei等。制备汽车传输轴的水基底表面[J]。中国涂料，2016，31（11）：35-39。

[5] Yang Lihui，Gu inongfang，Zhang Ke等。改善室温过程[J]。腐蚀与保护，2011，32（11）：924-927。

[6]刘Zhe，周研究一种新型的无钙磷化液[J]。上海油漆，2013，51（7）：16-19。

[7] Mi Dewei，Yang Changzhu，Pu Wenhong。无电泳磷酸化过程的开发和支持性能研究[J]。现代绘画，2012，15（1）= 48-51。

[8]张江，陈古隆，王贾等人等。在干/湿NaCl盐喷雾条件下，核心钢链（ACSR）导体的腐蚀层结构和腐蚀机制[J]。腐蚀与保护，2010，31（8）：581-586，599。

[9] Sun Xinglei，Wang Zhenyao，Wang Naxin等。研究汽车材料的大气腐蚀与实验室加速循环腐蚀测试方法之间的相关性[J]。上海涂料，2018，56（2）：9-12。有黑色腐蚀产物（FECOS和铁氧化物）粘附。

[10] Fu Shengxu，Jin Wugang，Wang Fuheng。在不同的环境介质中热喷涂A1和Zn的腐蚀行为[J]。腐蚀与保护，2007，28（1）：6-9。