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   近十五年，中國汽車工業(yè)迅速發(fā)展，自1992年汽車產(chǎn)量突破一百萬輛之后，一直保持著較高的增長速度，1997年汽車產(chǎn)量達(dá)到158萬輛，并重點(diǎn)發(fā)展轎車生產(chǎn)，大規(guī)模引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，興建了一汽大眾、上海大眾、武漢神龍、上海通用等現(xiàn)代化轎車生產(chǎn)基地，中國汽車工業(yè)中以涂裝技術(shù)為主的表面工程技術(shù)已接近或達(dá)到當(dāng)前國際先進(jìn)水平。

2.1汽車涂裝技術(shù)與汽車車身制造

    涂裝技術(shù)是表面工程技術(shù)在汽車工業(yè)中應(yīng)有最廣泛的工程技術(shù)，車身、貨廂、底盤、發(fā)動機(jī)、電氣設(shè)備及塑料件等都需進(jìn)行涂裝，其中車身涂裝尤其是轎車車身涂裝，以工藝復(fù)雜、工序多、涂層質(zhì)量要求高等特點(diǎn)而最具代表性。

    以神龍汽車公司的車身涂裝線為例，該線于1997年建成投產(chǎn)，廠房為主體式結(jié)構(gòu)，共分三層， 一層為輔助設(shè)施層；二層為工藝層，是主要的生產(chǎn)區(qū)域；三層為空調(diào)機(jī)組層。整個廠房采用鋼結(jié)構(gòu)，全封閉式，通過廠房的空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度和濕度，基本上能做到恒溫、恒濕，并始終保持廠房對環(huán)境的不同正壓和廠房內(nèi)部的清潔度。在工藝層的平面布置上，根據(jù)不同操作的工藝特點(diǎn)分為超高潔凈區(qū)（中涂和面漆噴漆室）、高潔凈區(qū)（涂膠線、面漆返修線）、潔凈區(qū)（前處理－－電泳線），對這些區(qū)域進(jìn)行隔斷，并保持一定的壓力梯度。其廠房和工藝布置具有國際涂裝技術(shù)的先進(jìn)水平。
涂裝工藝采用三涂層體系（3C3B），即電泳底漆涂層、中間涂層、面漆涂層，涂層總厚度為110～130μm，涂層質(zhì)量達(dá)到雪鐵龍公司涂層質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的4M級，加上廣泛采用鍍鋅鋼板，保證車身10年內(nèi)不出現(xiàn)穿孔腐蝕，是國內(nèi)同類引進(jìn)車型中要求最高的。

  2.1.1涂裝前表面處理

   為提高車身的耐腐蝕性，富康轎車的鍍鋅板的用量占全部鋼板用量的75％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)其它引進(jìn)的車型，所以選擇了適用于鍍鋅鋼板的三元磷化液（鋅、錳、鎳），采用浸、噴結(jié)合的方式進(jìn)行處理。由于大量使用鍍鋅板，所以磷化后采用鉻酸鹽鈍化工藝，以提高磷化膜的耐蝕性。

   值得強(qiáng)調(diào)的是，前處理運(yùn)輸設(shè)備采用同步雙鏈擺桿式輸送機(jī)，它具有傳統(tǒng)的運(yùn)輸機(jī)無法比擬的優(yōu)勢：其輸送系統(tǒng)處于通道的兩側(cè)，避免了輸送機(jī)在運(yùn)行過程中給車身和槽液帶來的污染；運(yùn)行速度快，適用于大批量生產(chǎn)，而且速度調(diào)節(jié)范圍較大，裝掛方式靈活，能適應(yīng)不同的產(chǎn)量；入槽、出槽的角度大，可達(dá)45o角，減少的設(shè)備長度，降低了設(shè)備投資。一汽大眾、上海大眾等公司的前處理線均采用了擺桿式輸送機(jī)。

    東風(fēng)汽車公司從八十年代以來，對涂裝前表面處理材料進(jìn)行了潛心研究，先后開發(fā)了中溫和低溫脫脂劑、表面調(diào)整劑、中溫、低溫和常溫薄膜鋅鹽磷化劑、低鋅三元磷化劑等十余種涂裝前處理材料，應(yīng)用于東風(fēng)載貨汽車涂裝上。

 2.1.2陰極電泳涂裝

    目前，國際上陰極電泳涂料有兩大體系：1）美國PPG體系（雙組分、水乳液型）；2）德國HOECHST體系（單組分、高固體分、水溶性型）。我國汽車涂裝使用的陰極電泳涂料均源自這兩大體系。

     神龍公司的車身陰極電泳涂裝線于1997年初投產(chǎn)，全套設(shè)備從法國引進(jìn)，具有世界先進(jìn)水平。使用的陰極電泳漆是美國PPG公司的第四代（ED4）陰極電泳涂料，雙組分，樹脂乳液為W717，顏料漿為W716?，F(xiàn)在陰極電泳涂料已發(fā)展到第五代（ED5），其泳透力進(jìn)一步提高，有機(jī)溶劑、顏料含量降低，且不含有害重金屬鉛，代表了陰極電泳涂料的發(fā)展趨勢。神龍公司已完成了ED4與ED5混溶的小試，計(jì)劃用一年左右的時間用ED5完全替代ED4，與世界先進(jìn)水平保持同步。
超濾器（UF）是電泳涂裝中的關(guān)鍵設(shè)備，將超濾液逆工藝流程方向?qū)敫髑逑床壑星逑垂ぜ?，回?0％以上的電泳涂料，降低電泳排放污染，并向電泳泵、超濾泵提供密封用水。八十年代后，反滲透技術(shù)（RO）得到迅速發(fā)展，1984年福特公司就將RO裝置應(yīng)用在電泳涂裝線，此后UF＋RO系統(tǒng)在電泳涂裝中得到廣泛的應(yīng)用。在工藝布置上，RO裝置是接在UF裝置之后，用RO裝置過濾UF裝置的過濾液，RO過濾水提供給超濾清洗后的水洗工位，實(shí)現(xiàn)了電泳涂裝工藝全封閉化，提高了涂料回收率，減輕了廢水處理的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了純水的用量。神龍公司第二條車身陰極電泳涂裝線就采用了UF+RO系統(tǒng)，并擬在第一條陰極電泳涂裝線增設(shè)RO裝置。

2.1.3車身涂膠

    車身在電泳完畢后，需要對車身上防腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，如車身底板，焊接的縫隙、孔隙等處，都要涂上抗石擊涂料或焊縫密封涂料（俗稱密封膠）進(jìn)行保護(hù)。

    現(xiàn)代汽車涂裝所用的抗石擊涂料和焊縫密封膠都是以聚氯乙烯樹脂（PVC）為主要基料和增塑劑制成的無溶劑涂料，故又稱PVC涂料。施工方式以高壓擠涂或噴涂為主，富康轎車涂膠量達(dá)到每車9公斤，有效地防止了車身底板及焊縫出現(xiàn)過早銹蝕，保證了車身的密封性。

2.1.4中涂和面漆涂裝

    中涂和面漆的涂裝是車身涂裝中最為重要的環(huán)節(jié)，它將直接影響汽車的裝飾性、耐候性和外觀， 其涂料品種和涂裝技術(shù)也是汽車涂裝工藝中發(fā)展最快的，歷來受汽車廠家的重視。國內(nèi)汽車用中涂漆品種多為氨基或聚氨酯中涂，以灰色為主；汽車用面漆多采用三聚氰氨醇酸樹脂面漆和丙烯酸樹脂面漆，以金屬閃光漆為主，本色漆所占的比例越來越小，富康轎車十種顏色中僅有一種本色漆。

   中涂和面漆涂裝普遍采用高速旋杯自動靜電噴涂機(jī)，以提高漆膜外觀質(zhì)量和涂著效率。國內(nèi)一汽大眾、上海大眾、上海通用、天津華夏等公司都采用了高速旋杯自動靜電噴涂機(jī)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前共有40多套高速旋杯自動靜電噴涂機(jī)服役于汽車涂裝線。神龍公司目前仍采用過渡性手工噴涂，現(xiàn)在正進(jìn)行自動靜電噴涂機(jī)項(xiàng)目增補(bǔ)，預(yù)計(jì)2000年4月投入使用。

    噴漆室是車身中涂和面漆涂裝的主要設(shè)備，國內(nèi)各大汽車公司的噴漆室均為大型的上送風(fēng)下抽風(fēng)濕式噴漆室，噴漆室配備有空調(diào)供風(fēng)系統(tǒng)、自動除渣系統(tǒng)和集中輸調(diào)漆系統(tǒng)，車身運(yùn)輸設(shè)備采用滑撬運(yùn)輸系統(tǒng)或倒置式推桿運(yùn)輸系統(tǒng)，由PLC控制，全自動運(yùn)行，并能進(jìn)行手動與自動的切換。

    中涂和面漆的涂裝也是汽車涂裝中排放揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）最多的工序，占VOC排放總量的80％以上。為控制汽車涂裝生產(chǎn)對環(huán)境的污染，美國與歐洲制定了嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，限制VOC的排放量。在歐洲，中涂、面漆已實(shí)現(xiàn)了水性化，并開發(fā)了在電泳漆濕膜上“濕碰濕”噴涂水性中涂的工藝。我國早在70年代就開始水性漆的研究，但發(fā)展較為緩慢，目前僅有供汽車底盤零件用的水性浸漆和水性噴漆，尚無可實(shí)用的水性中涂和面漆。另外，由于水性中涂、面漆的涂裝工藝難度大，設(shè)備投資高，所以近階段我國汽車涂裝中還無法普及水性中涂和面漆，僅上海通用公司和上海大眾公司新涂裝線考慮使用水性中涂和水性面漆，但我們應(yīng)積極做好技術(shù)儲備，以適應(yīng)今后的發(fā)展。

 2.1.5漆膜固化設(shè)備

    目前國內(nèi)漆膜固化設(shè)備的熱源主要為電和燃?xì)?，富康轎車的漆膜固化設(shè)備采用燃?xì)夂娓蔂t，以熱風(fēng)對流循環(huán)的加熱方式為主。烘干爐的焚燒爐具有廢氣處理及熱能綜合利用功能，VOC含量降到25×10－6以下，CO含量降到50×10－6左右。國內(nèi)有的汽車廠家，如一汽大眾，使用橋式烘干爐或冂字型烘干爐，減少了熱量損失；并利用烘干爐下部作為車身貯存區(qū)，節(jié)約了廠房面積。

    近年來，高紅外快速固化技術(shù)在電泳涂裝和粉未涂裝中的成功應(yīng)用，引起了人們的重視。所謂高紅外即快速提供高能量、高密度、全波段強(qiáng)力紅外輻射，能瞬間提供大能量的熱源。錦州紅外技術(shù)應(yīng)用研究所等單位應(yīng)用高紅外技術(shù)開發(fā)了涂膜固化設(shè)備，成功地改造了一汽吉林輕型車廠的電泳烘干爐，使烘干時間縮短了一半，運(yùn)輸鏈速度提高了一倍，產(chǎn)量翻了一番，充分顯示出高紅外技術(shù)的高效、節(jié)能、節(jié)省投資的特點(diǎn)。

   東風(fēng)汽車公司也在車架廠小件電泳涂裝線和撥叉件粉末涂裝線成功應(yīng)用了高紅外固化技術(shù)。神龍公司曾與錦州紅外所合作，進(jìn)行過電泳烘干爐改造的可行性研究。

 2.2表面工程技術(shù)與汽車零部件生產(chǎn)

2.2.1清洗防銹技術(shù)

    汽車在制造過程中，清洗貫穿生產(chǎn)全過程，是防銹的基礎(chǔ)性前期工序。清潔度是衡量零部件質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，特別是發(fā)動機(jī)的清潔度代表了發(fā)動機(jī)的制造水平。

    在清洗工藝裝備方面：清洗方式由過去的浸洗或單一的通過式噴淋清洗發(fā)展到高壓、定點(diǎn)、定位沖洗，超聲波清洗，多步清洗。這些清洗設(shè)備的特點(diǎn)是功能齊全，能使清洗、漂洗、烘干一道完成，提高了產(chǎn)品清洗質(zhì)量，保證了零件的清潔度。

    在清洗材料方面：各汽車生產(chǎn)廠家圍繞改善環(huán)境、降低能源消耗，開展了以水劑清洗劑代替有機(jī)溶劑和高溫堿液清洗劑的研究工作，并成功地開發(fā)了一批專用或多功能的清洗劑，如：東風(fēng)汽車公司開發(fā)的DF-2清洗劑，其去油能力強(qiáng)，無泡，適應(yīng)高壓清洗，不含有毒物質(zhì)亞硝酸鈉。與傳統(tǒng)的堿液清洗劑相比，降低了清洗溫度，不影響缸體的測量精度，減少了更換次數(shù)，降低了材料消耗，可降低生產(chǎn)成本50%～60%。在東風(fēng)康明斯發(fā)動機(jī)，神龍富康轎車發(fā)動機(jī)，EQ491發(fā)動機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

    汽車制造過程的防銹，如原鑄件毛坯防銹，過去均采用涂漆工藝，存在著工藝復(fù)雜、環(huán)境條件差、能耗高等缺陷，而且涂層在加工過程中易被破壞脫落，影響了零件的清潔度和防銹性。為此東風(fēng)汽車公司開發(fā)了DWP-1水性防銹劑，以取代涂漆工藝，施工簡單、安全、無氣味、節(jié)省能源，與涂漆工藝相比降低生產(chǎn)成本2～3倍，現(xiàn)已用于生產(chǎn)，一汽等廠也都采用水劑防銹工藝取代涂漆工藝。此外，鍛件毛坯防銹、熱軋鋼板酸洗后的防銹，均采用水劑防銹工藝。

 2.2.2電鍍、磷化技術(shù)

   汽車使用環(huán)境十分惡劣，因此如何保證底盤的耐蝕性是非常重要的。在底盤制造中，電鍍方面東風(fēng)汽車公司作了兩項(xiàng)重大工藝改進(jìn)：

    隨后，為了滿足高強(qiáng)度螺栓的特殊要求，我們又開發(fā)了QD-20處理液。用QD-20處理液對螺栓進(jìn)行鍍鋅鈍化后的處理，摩擦系數(shù)降低，散度小，而其耐蝕性、耐熱性仍保持了QD-1的特點(diǎn)。
在汽車的零部件生產(chǎn)過程中，磷化工藝越來越受到重視，應(yīng)用范圍也越來越廣，我們已開發(fā)了數(shù)種磷化工藝，以滿足不同的產(chǎn)品要求。

    厚膜鋅系磷化工藝。該工藝特點(diǎn)是磷化膜較厚（10 -20μm），摩擦系數(shù)低，該磷化膜經(jīng)皂化后形成鋅皂膜，具有較強(qiáng)的附著性能和潤滑性能，在變形量大的冷擠壓或拉伸過程中成為模具和工件的隔離潤滑層，避免工件的拉傷或模具的粘連。鋅鹽磷化工藝的開發(fā)極大地促進(jìn)了冷加工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

    錳系細(xì)晶磷化工藝。由于錳系磷化膜比鋅系磷化膜硬度高、熱穩(wěn)定性好，因此錳系磷化膜更適合于磨配磷化處理。在八十年代，東風(fēng)汽車公司開發(fā)了錳系細(xì)晶磷化工藝。其關(guān)鍵技術(shù)是研制一種錳鹽細(xì)化劑（MF細(xì)化劑），在磷化前對工件進(jìn)行表面調(diào)整，使其表面形成許多細(xì)小晶核，這些晶核在磷化過程中成為活化中心，加速磷化反應(yīng)的進(jìn)行，使磷化膜細(xì)致、均勻，耐蝕性優(yōu)良，并在磷化中加入復(fù)合促進(jìn)劑，進(jìn)一步加快磷化反應(yīng)的速度。該工藝廣泛用于活塞環(huán)、挺桿、齒輪等工件的磨配處理和防蝕處理。其后我們又開發(fā)了中溫錳系細(xì)晶磷化工藝，其特點(diǎn)是在錳鹽磷化液中加入混合穩(wěn)定劑和促進(jìn)劑，從而使槽液更穩(wěn)定，沉渣量少，工作溫度有所降低。

    九十年代，隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的零件需要進(jìn)行磷化處理，為此我們開發(fā)了各種磷化工藝以適應(yīng)不同的技術(shù)要求。其中具有代表性的就是磨配磷化處理。該磷化膜呈深灰色，結(jié)晶細(xì)致、均勻致密，膜層重量為17g/m2；磷化膜耐蝕良好，用CuSO4滴定在5min以上。經(jīng)封閉處理后耐中性鹽霧試驗(yàn)72小時以上；磷化膜抗磨性能好，用SHELL四球機(jī)試驗(yàn)，磷化膜的卡咬負(fù)荷大于3500N。本工藝已正式用于轎車零件和載重車的活塞環(huán)、挺桿、齒輪、銷鈾等工件的磷化處理。

2.3等離子體熱處理和激光熱處理