近年來(lái)，在以市場(chǎng)為導(dǎo)向的戰(zhàn)略方針引領(lǐng)下，隨著客戶需求的不斷升級(jí)，國(guó)家政策的日益完善，新的《報(bào)廢機(jī)動(dòng)車回收管理辦法》正式實(shí)施，作為汽車五大總成之一的車架，相對(duì)其他總成的回收率是最高的。車架作為卡車的脊梁，車架的防腐質(zhì)量逐漸被各大商用車主機(jī)廠重視，對(duì)其防腐性能要求也越來(lái)越高。尤其在2019年首屆國(guó)際商用車車架技術(shù)峰會(huì)的影響下，國(guó)外技術(shù)得到了一定程度的推廣，但是否適合國(guó)內(nèi)商用車，抑或有多少種防腐工藝解決方案，每種方案的適用場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)是什么，有待研究。

本文從商用車車架行業(yè)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合商用車車架板材形式、工藝特點(diǎn)及使用工況等方面，提出車架防腐的各種工藝升級(jí)路線，詳細(xì)分析對(duì)比車架主流防腐工藝的施工特點(diǎn)和性能差異，為商用車高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，為車架防腐工藝提供參考。

1 商用車車架現(xiàn)狀

1.1 車架產(chǎn)品特點(diǎn)及工藝現(xiàn)狀

1.1.1 材料

車架產(chǎn)品普遍應(yīng)用熱軋板，包括輕卡應(yīng)用較多的510L，中重卡應(yīng)用較多的610L、700L及750L，料厚范圍3～8 mm，材料與板厚的一致性、平面度、料厚的公差范圍、不同批次材料的時(shí)效處理時(shí)間、不同廠家的性能一致性等均不同程度影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

（1）產(chǎn)品種類。國(guó)內(nèi)商用車車型種類較多，商改需求變化較大，中重卡牽引、平板、自卸等和輕卡單排、排半、雙排等與不同軸距的組合導(dǎo)致車架品種類型達(dá)200余種，年銷售量不足百臺(tái)的車型，如，定制工程車、個(gè)性化商改車及特殊配置車型等占40%～50%，隨著平臺(tái)化、模塊化的定義和統(tǒng)一管理，會(huì)逐步得到改善。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。中重卡縱梁產(chǎn)品設(shè)計(jì)普遍是雙層板，有的甚至3～4層板，所以在總成電泳或其他涂裝工藝過(guò)程中存在夾層間無(wú)任何防腐措施，從而出現(xiàn)夾層生銹、流黃水的現(xiàn)象；另外，從內(nèi)到外設(shè)計(jì)為同一孔徑，在公差范圍內(nèi)很容易出現(xiàn)“雙眼皮”缺陷，一定程度上會(huì)影響后續(xù)裝配，目前個(gè)別企業(yè)已通過(guò)孔徑差異的產(chǎn)品設(shè)計(jì)形式來(lái)規(guī)避這類問(wèn)題；輕卡產(chǎn)品縱梁一般為單層板結(jié)構(gòu)，雖然不存在“雙眼皮”缺陷，但是縱梁與橫梁連接板及搭接面均存在夾層銹蝕問(wèn)題。

1.2 工藝條件

縱梁因產(chǎn)品商改的變化較快，無(wú)法采用落料模具進(jìn)行生產(chǎn)，縱梁的孔位和外形基本采用數(shù)控沖+等離子切割+沖壓/輥壓+數(shù)控折彎的柔性工藝。橫梁類零件大多仍采用沖壓工藝，沖壓工藝往往穩(wěn)定性和一致性相對(duì)較強(qiáng)，有的橫梁考慮變化也大多采用折彎等柔性工藝，相對(duì)模具生產(chǎn)，柔性工藝零件的一致性稍差。因此，保證車架產(chǎn)品的一致性和精度困難較大，如果散件電泳再鉚接成型會(huì)存在通孔、擴(kuò)孔等操作從而破壞了已有的防護(hù)涂層，防腐性能嚴(yán)重降低。

2 電泳涂裝現(xiàn)狀

2.1 涂裝工藝

因歷史原因，國(guó)內(nèi)商用車車架涂裝，各主機(jī)廠普遍采用車架總成底面合一陰極電泳涂料進(jìn)行電泳，其原理是以環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂為主體，由于2種樹(shù)脂表面張力不同，烘烤時(shí)表面張力大的環(huán)氧成分沉于下層，表面張力小的丙烯酸成分浮于表層，通過(guò)一次電泳形成環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂的復(fù)合涂層，形成耐腐蝕和耐候的涂層，該涂層更多的是以理想狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)用在車架熱軋板的基材因現(xiàn)場(chǎng)條件等因素差異，實(shí)際表現(xiàn)很不穩(wěn)定，膜厚不超過(guò)30μm時(shí)，中性鹽霧測(cè)試不超過(guò)500 h；膜厚超過(guò)30μm時(shí)，中性鹽霧測(cè)試能夠接近福田集團(tuán)企標(biāo)Q/FT B039—2018規(guī)范要求的720 h，但氙燈加速老化失光率和色差不滿足要求。

2.2 質(zhì)量表現(xiàn)

車架總成電泳普遍存在夾層銹蝕問(wèn)題，實(shí)際表現(xiàn)為流黃水，該問(wèn)題車架總成電泳工藝無(wú)法解決，導(dǎo)致腐蝕環(huán)境惡劣的市場(chǎng)，如，高濕、高寒等區(qū)域車架夾層處從內(nèi)到外返銹，同時(shí)存放半年之內(nèi)的車架發(fā)白、粉化尤為嚴(yán)重；鑄件工藝落后，表面粗糙度等級(jí)較低，影響涂層的防腐效果，常見(jiàn)問(wèn)題如圖1所示。

圖1 車架總成電泳涂裝常見(jiàn)問(wèn)題

Fig.1 Typical problems of electrophoresis coating on frame assembly

3 防腐工藝路線

車架防腐工藝路線選擇需要結(jié)合各主機(jī)廠自身工藝條件、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求等實(shí)際條件進(jìn)行確定。

3.1 車架總成電泳+面漆

該工藝是在現(xiàn)有車架總成電泳工藝基礎(chǔ)上，做的最簡(jiǎn)單的升級(jí)工藝。傳統(tǒng)的車架總成底面合一電泳工藝后，中重卡牽引車或輕卡不裝貨箱的情況下，因庫(kù)存或出口周期長(zhǎng)等因素，車輛長(zhǎng)期露天存放，電泳漆膜粉化發(fā)白，導(dǎo)致在發(fā)給客戶之前嚴(yán)重失光變色，影響車輛銷售的品質(zhì)。該方案是在現(xiàn)有工藝條件、現(xiàn)有場(chǎng)地等不做任何調(diào)整的情況下，在附近場(chǎng)地的解決方案，純粹的提高車架耐老化性；但不能解決車架夾層銹蝕的問(wèn)題。目前市場(chǎng)上主流的面漆是溶劑型面漆和水性面漆，其在實(shí)際施工過(guò)程中的不同點(diǎn)如表1所示。

從表1可以看出溶劑型面漆在施工過(guò)程中相對(duì)水性面漆施工窗口更寬，對(duì)于存貯和循環(huán)的條件約束更少，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和存貯，同時(shí)對(duì)于施工環(huán)境的要求也更加寬泛，室溫作業(yè)即可，相比水性面漆在能源消耗、環(huán)境保持及設(shè)備投入等均有很大程度的節(jié)省成本。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講溶劑型面漆是比較理想的選擇，但是溶劑型面漆的VOC含量相較水性漆高出很多，考慮到環(huán)保，很多廠家還是會(huì)主動(dòng)選擇水性面漆或者增加廢氣處理裝置來(lái)降低對(duì)環(huán)境的污染。

表1 溶劑型面漆和水性面漆在實(shí)際施工過(guò)程中的不同點(diǎn)

Table 1 Differences between solvent-based finish and water-based finish in construction process

3.2 車架散件噴粉

該工藝是在車架總成電泳工藝基礎(chǔ)上做的一定程度的升級(jí)，散件噴粉可以徹底解決夾層生銹問(wèn)題，粉末噴涂工藝綠色環(huán)保，但在車架行業(yè)散件噴粉應(yīng)用較多的僅是縱梁噴粉，縱梁一般經(jīng)噴淋式前處理烘干后直接噴粉，不經(jīng)過(guò)電泳，所以在防銹性能以及粉末對(duì)熱軋板底材的附著力方面都是比較大的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。但是車架的橫梁總成（一般為外協(xié)或外購(gòu)件）采用電泳工藝而不進(jìn)行噴粉，此種工藝的搭配會(huì)造成縱梁和橫梁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)差異，導(dǎo)致總成各部件間防腐防銹的周期不一致，所以后期實(shí)際市場(chǎng)表現(xiàn)呈現(xiàn)不同狀態(tài)。

此工藝的弊端不僅局限于上述的問(wèn)題，還面臨以下幾種問(wèn)題：

（1）鉚釘防腐的問(wèn)題，一般鉚釘只是在運(yùn)輸和包裝、存放過(guò)程中涂油防護(hù)，未采用其他的防腐/防護(hù)措施，普通的鉚釘一般采用發(fā)黑處理或者鍍鋅等防腐措施，而特殊處理過(guò)的鉚釘成本較高，一般的產(chǎn)品基本不開(kāi)發(fā)使用，且在鉚接的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)涂層破壞的情況，所以鉚釘就理所當(dāng)然地成了車架總成上的防腐短板。

（2）車架“雙眼皮”問(wèn)題，國(guó)內(nèi)車架尤其是中重卡車架受材料特性、工藝水平、加工精度、設(shè)備能力等影響，零部件質(zhì)量一致性較差，造成多層板設(shè)計(jì)的產(chǎn)品很難避免“雙眼皮”的產(chǎn)生。縱梁散件噴粉后在車架裝配過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的“雙眼皮”缺陷，導(dǎo)致不能正常裝配，經(jīng)過(guò)二次銑孔便破壞了散件的粉末涂層，進(jìn)一步降低了防腐能力。

（3）車架產(chǎn)品品種多，變型快，工裝投入大從而導(dǎo)致部分零件不開(kāi)發(fā)專用工裝而采用柔性工藝生產(chǎn)，也是造成零件質(zhì)量不穩(wěn)定、一致性差的重要因素。

（4）修復(fù)性差，裝配或物流過(guò)程中造成的劃痕以及錯(cuò)裝漏裝等問(wèn)題在后期修復(fù)相當(dāng)困難，且成本較高。

總體而言，散件噴粉的車架對(duì)零部件加工精度、一致性等方面要求相對(duì)較高，該工藝更適用于車架產(chǎn)品品種較少、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的單層梁車架。

3.3 車架散件電泳+底盤噴涂

該工藝相對(duì)前2個(gè)工藝方案，有了更大程度的升級(jí)，在解決車架總成電泳面臨的夾層銹蝕問(wèn)題和縱梁噴粉與橫梁電泳的防腐質(zhì)量不一致問(wèn)題的同時(shí)，也解決了占商用車底盤銹蝕80%的問(wèn)題。但該工藝應(yīng)用需要滿足一些條件，首先車架裝配始于總裝線，車架散件電泳后直接上總裝線裝配，車架裝配和底盤裝配工藝能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一，可以有效避免車架裝配單元獨(dú)立，以減少車架總成的存儲(chǔ)，同時(shí)節(jié)省了一定的生產(chǎn)周期并降低了庫(kù)存，避免了存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的質(zhì)量損失，有利于總裝質(zhì)量的保證和產(chǎn)能的提升，同時(shí)解決了散件噴粉面臨的諸多問(wèn)題。但是該工藝更適合新建生產(chǎn)線的工藝規(guī)劃，傳統(tǒng)車架生產(chǎn)一般獨(dú)立于總裝之外，老的生產(chǎn)線不適合底盤噴涂的改造，一方面是因?yàn)槔仙a(chǎn)線的場(chǎng)地不足，另一方面是底盤改造時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)帶來(lái)影響，過(guò)渡生產(chǎn)方案難以解決。

底盤噴涂工藝流程為遮蔽、噴漆、烘干、卸遮蔽，工藝規(guī)劃從作業(yè)內(nèi)容及保證生產(chǎn)節(jié)拍方面，噴漆、烘干需要至少6個(gè)專用工位，遮蔽和卸遮蔽作業(yè)可以整合至其他工位的作業(yè)內(nèi)容中；但是無(wú)論底盤噴涂采用溶劑型涂料或水性涂料，不僅需要對(duì)漆霧進(jìn)行專業(yè)處理還需要增加廢氣治理設(shè)備以保證環(huán)保達(dá)標(biāo)，運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高。該工藝升級(jí)需要考慮場(chǎng)地需求大、投資成本高、運(yùn)營(yíng)成本高等。同時(shí)底盤裝配完成后結(jié)構(gòu)復(fù)雜、遮蓋面多、噴涂死角多，同時(shí)存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴涂等問(wèn)題。

這種工藝需要各供應(yīng)商對(duì)零部件的涂料質(zhì)量、防腐能力以及零部件的表面潔凈度等都提出較高的要求，否則達(dá)不到底盤噴涂的作用。

3.4 車架散件電泳+總成噴粉

該工藝完全是對(duì)車架現(xiàn)狀的一個(gè)極大改善，解決了車架當(dāng)前面臨的所有問(wèn)題，目前是所有工藝中最徹底的質(zhì)量升級(jí)工藝，同時(shí)可以保證在一定時(shí)期內(nèi)工藝不落后，質(zhì)量不落后。本文采用車架散件電泳+總成噴粉工藝制備了6個(gè)樣品，分別按照SAE J2527—2017、GB/T 1771—2007檢測(cè)耐鹽霧性和耐老化性，試驗(yàn)時(shí)間為1 000 h，結(jié)果如表2所示。

表2 耐鹽霧、耐老化性能試驗(yàn)結(jié)果

Table 2 Test result of salt spray resistance and aging resistance

注：（1）試板編號(hào)E/L代表車架板材型號(hào)，H/M代表粉末型號(hào)，A/B/C代表3家不同的粉末涂料。（2）耐老化：ΔE≤3.0，保光率≥50%，不開(kāi)裂，不粉化，不起泡。（3）耐鹽霧：?jiǎn)芜呑畲蟾g蔓延寬度≤2 mm，非劃線處無(wú)起泡、生銹。

由表2可知，樣品的耐鹽霧性和耐老化性均可以達(dá)到1 000 h的防腐質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。散件電泳解決了多層板車架產(chǎn)品夾層銹蝕問(wèn)題，總成噴粉工藝解決了鉚釘、“雙眼皮”、生產(chǎn)磕碰劃傷、裝錯(cuò)、老化、耐鹽霧性等問(wèn)題。車架總成噴粉后，粉末通過(guò)固化、流平，還能很好地填充到零件搭接面的縫隙處，對(duì)夾層銹蝕進(jìn)一步起到良好的防護(hù)作用。通過(guò)雙涂層匹配性驗(yàn)證、試板全面測(cè)試、實(shí)物工藝驗(yàn)證和實(shí)物市場(chǎng)驗(yàn)證等均得到了很好的測(cè)試結(jié)果和用戶的認(rèn)可效果，充分證明了該工藝的可靠性。對(duì)車架散件電泳+總成噴粉工藝而言，比車架總成電泳+面漆工藝解決夾層銹蝕更徹底；比散件噴粉工藝面臨的問(wèn)題更少，質(zhì)量要求更高；比車架散件電泳+底盤噴涂工藝占用場(chǎng)地更少，縮減投資，能夠更精益的運(yùn)營(yíng)。

3.5 性能對(duì)比

本文分別制作了150 mm×70 mm×4 mm的熱軋板作為實(shí)驗(yàn)樣板（如圖2所示），研究對(duì)比了散件電泳+溶劑型面漆、散件電泳+水性面漆以及散件電泳+噴粉的3種防腐工藝，底盤面漆涂料特性和漆膜性能如表3所示。

表3 各底盤面漆性能及漆膜性能

Table 3 Performance of chassis finish and film properties

圖2 實(shí)驗(yàn)樣板

Fig.2 Test plate sample

由表3可以看出，3種防腐漆膜的機(jī)械性能和化學(xué)性能實(shí)際表現(xiàn)相差不大。在耐候性方面，粉末涂料的表現(xiàn)會(huì)更勝一籌。最重要的是粉末涂料的VOC排放量非常低，更有利于環(huán)保推廣以及進(jìn)行自動(dòng)化、智能化噴涂的推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

車架防腐升級(jí)工藝路線選擇是一個(gè)綜合考量的過(guò)程，不同的方案有各自的優(yōu)劣勢(shì)。各大主機(jī)廠或供應(yīng)商需要結(jié)合車架的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求、各零部件的質(zhì)量保證情況、場(chǎng)地的大小、運(yùn)營(yíng)的成本等進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，同時(shí)要確保工藝的先進(jìn)性和前瞻性，符合日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，并考慮自動(dòng)化、數(shù)字化制造，聚焦價(jià)值，精益運(yùn)營(yíng)，全面提高車架質(zhì)量，更好地參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，推動(dòng)中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變，向科技與品質(zhì)領(lǐng)先的世界級(jí)商用車邁進(jìn)。