汽車輕量化鋼材及零部件表面處理技術(shù)的發(fā)展趨勢（三）

研究表明，防撞性設(shè)計(jì)制造薄壁結(jié)構(gòu)在汽車行業(yè)仍然是一個主要挑戰(zhàn)。車身吸能構(gòu)件多用沖壓工藝制造，其厚度不均勻，殘余應(yīng)變/應(yīng)力較大，特別是高強(qiáng)鋼或高強(qiáng)鋼等材料。此外，材料性能、沖壓工藝和幾何形狀的不確定性一般從制造階段傳播到操作階段，可能導(dǎo)致沖擊響應(yīng)的不可控波動。針對這些關(guān)鍵問題，提出了一種基于多目標(biāo)可靠性的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，將沖壓不確定性與薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合優(yōu)化。首先將沖壓過程的有限元分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為耐撞性。其次，采用替代建模技術(shù)，從均值和標(biāo)準(zhǔn)差兩方面對成形和沖擊響應(yīng)進(jìn)行近似化處理。第三用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法，結(jié)合蒙特卡羅，尋找可靠的設(shè)計(jì)解。該方法不僅顯著提高了汽車零件結(jié)構(gòu)的成形性和耐撞性，而且能提高其性。

由于車輛的能量耗散能力顯著下降，抗撞性能的提高成為輕型車輛發(fā)展的關(guān)鍵。因此，他們進(jìn)行了材料增強(qiáng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如汽車結(jié)構(gòu)涉及到的薄壁框架，表面機(jī)械磨損處理，在不犧牲延性的前提下誘導(dǎo)金屬納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)強(qiáng)度等措施，充分利用了***高強(qiáng)度鋼材的優(yōu)異性能，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，測試結(jié)果表明，與目前市場上的同類產(chǎn)品相比，產(chǎn)品重量輕、強(qiáng)度高、安全影響程度高，可以滿足輕量化汽車的要求。

通過使用有限元分析法，對于兩種不同鋼鐵材料的座椅框架在不同的加載條件下進(jìn)行優(yōu)化厚度和改進(jìn)設(shè)計(jì)的文章，研究發(fā)現(xiàn)軟鋼材料制造的車座框架與用***的高強(qiáng)度鋼材代替，使用***的高強(qiáng)度鋼材可以顯著減輕座椅框架的重量，同時可以在車輛的使用壽命內(nèi)提高燃油效率，并減少CO2排放。

在***高強(qiáng)度鋼板的加工方面研究，通過設(shè)計(jì)一種新型的凹口沖頭實(shí)現(xiàn)汽車高強(qiáng)度鋼板的一次沖程多步翻邊，采用增量成形的概念，改進(jìn)拉伸翻邊沖頭形狀，提高汽車用***高強(qiáng)鋼的拉伸翻邊性能，結(jié)果表明，與單步翻邊法相比，這種新方法的拉伸應(yīng)變從0.406降至0.280，拉伸角邊大應(yīng)變轉(zhuǎn)移到直翻邊區(qū)域。

汽車底盤焊接件的電泳涂裝工藝

汽車底盤焊接件的工作環(huán)境十分惡劣，經(jīng)常遭受砂石的碰擊和地面上泥水等污物的浸蝕，因此對其表面的涂層要求很高。采用陰極電泳涂裝，大幅度延長了工件的使用壽命。

陰極電泳涂裝工藝：

預(yù)清理：用 80 - 20 號砂紙清除工件表面銹跡、金屬碎骨及焊渣，以消除磷化及電泳潛在的塵埃源。

上掛：將工件掛到 架子上 ，要求工件掛穩(wěn)、掛牢， 掛架與工件接觸點(diǎn)處應(yīng)打磨至露出金屬光澤以保證導(dǎo)電性良好。

脫脂：脫脂能有效地清洗、分散并除掉工件表面的礦物油、潤滑劑及沖壓拉延油，陽極電泳涂料主要成分，提高磷化效果及電泳涂膜的附著性等。脫脂時間為5-8 min， 工作溫度為60-70。 清洗劑濃度為 4%- 5% ，  每天根據(jù)清洗效果補(bǔ)加清洗劑，1- 2 個月后更換全部槽液 。

一次水洗：洗去預(yù)處理工件表面的殘留堿膜。清洗時間為1-2 min， 工作溫度為50-60℃。根據(jù)清洗的清潔情況更換水液。

二次水洗：進(jìn)一步洗去工件表面的殘留堿膜。清洗時間為1-2 min， 工作溫度為室溫。根據(jù)清洗的清潔情況更換水液。

表調(diào)：調(diào)整表面，以形成疏密均勻之磷化膜。調(diào)整時間為1-2min， 工作溫度為室溫。表調(diào)用欽系表調(diào)劑，配比濃度為 0.3%-0.5% 。

磷化：槽液溫度為 35-40 "t ， 浸入時間為 5-6 min，總酸度、游離酸度分別控制在 14- 22 點(diǎn)和0.6-1.2 點(diǎn)。

磷化后三次水洗及二道純水洗：充分水洗，避免前道丁序之酸、堿及鹽分帶人電泳槽污染摟槽，陽極電泳涂料工藝流程，影響漆膜。

電泳：陰極電泳槽液溫度 28-32℃，電壓為170- 230 V。

超濾水洗：回收水洗，減少溶液浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。溫度為室溫，時間為1- 2 min。

二道去離子水洗：溫度為室溫，時間為1- 2 min。在去離子水供應(yīng)緊張的情況下，可以選用硬度低的自來水替代。

烘烤：使漆膜在160- 180 t 的溫度下固化，時間為 20-25 min。

分片電泳解決客車電泳難題（二）

我國的客車生產(chǎn)已進(jìn)入一個高速發(fā)展的階段，客車涂裝的產(chǎn)能和防腐成為整車廠高度關(guān)注的問題，整車陰極電泳工藝不再是轎車的獨(dú)寵。近年來“三龍一通”都分別投入巨資打造整車陰極電泳線?？蛙囌囯娪竟に囈渤蔀槠?、大氣、上檔次的宣傳亮點(diǎn)，讓眾多中小客車廠難以企及。

２分片電泳生產(chǎn)應(yīng)用分析

１）廠房面積：電泳車間約4 000 m2，污水處理站（含鍋爐房）約1 400 m2。

２）生產(chǎn)節(jié)拍：烘干室5工位，烘干時間為45 min時，生產(chǎn)節(jié)拍為9 min/掛（必要時，也可以適當(dāng)提高烘干溫度，減少烘干時間來提高產(chǎn)能）。每臺整車需要3.5掛，連續(xù)生產(chǎn)時，兩班（8 h，1 h準(zhǔn)備升溫時間）可以電泳28.5臺車，年產(chǎn)（按252個工作日計(jì)算，陽極電泳涂料脫漆方法，下同）可達(dá)到7 182臺。

３）更新周期：一槽電泳液含原漆電泳液70 t，單車面積（含車架）以150 m2計(jì)算，消耗原漆85 g/m2，材料利用率為95%，底面合一陽極電泳涂料，如果年產(chǎn)量為5 000臺左右時，穩(wěn)定性好的電泳漆，可以符合更新周期為1年的要求。

４）工位器具：為提高裝掛效率，焊接合成的大總成直接裝掛在器具上轉(zhuǎn)到電泳車間，

５）為充分利用電泳涂裝線，減少電泳維護(hù)費(fèi)用分?jǐn)?，也可以考慮承接一部分其他單位的電泳任務(wù)。

隨著汽車“三包”***的實(shí)施，客車行業(yè)對耐腐蝕性能的關(guān)注度越來越高，銹蝕嚴(yán)重不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，引起客戶的嚴(yán)重抱怨，也會對客車廠家的***、效益、品牌等造成長期影響。因此，客車電泳勢在必行，如何利用有限的***、空間建成電泳線是每個客車廠家需要考慮的事情，希望能給同行提供一些借鑒。

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