鋁輪轂涂裝線工藝設計

鋁合金材料不僅密度小，具有適宜的力學性能、優異的耐腐蝕性、可焊接性能、成型性能和良好的表面處理性能等特點，而且具備特有的再生性，是汽車實現減重、節能、環保和安全的首選材料。隨著汽車制造業進入環保、節能和輕量化階段，鋁和鋁合金制件已經在汽車上大量運用，其中鋁合金輪轂應用最為廣泛。在此對鋁輪轂的涂裝工藝設計進行探討，以促進國內鋁輪轂涂裝工藝技術的不斷提高。

鋁輪轂涂裝線工藝設計

1 工藝設計分析

1.1涂裝工藝模式

轎車現今大量使用鋁合金車輪，根據產品的不同要求，采用不同的工藝方法。現全球鋁輪轂主要涂裝發展趨勢為涂裝輪轂、亮面輪轂、拋光輪轂、電鍍輪轂等。主要涂裝模式如下：

1）低端產品

前處理→金屬漆涂裝→罩光漆涂裝

2）中檔產品

前處理→底粉涂裝→金屬漆涂裝→罩光漆涂裝

3）高端產品

前處理→底粉涂裝→金屬漆涂裝→罩光漆涂裝→亮粉涂裝

1.2機械化輸送方式

國際流行的鋁輪轂輸送方式，一般采用兩種，即：普通型懸掛輸送機和普通環形地面輸送機。中間需要轉載時大批量采用機械手，小批量采用人工。

1）普通型懸掛輸送機

適用于噴漆或噴粉，采用自動噴涂可保證產品噴涂質量。工藝布置靈活方便。烘干可采用多行程烘干室，或者輪轂橫排平行運行的烘干室。

2）普通環形地面輸送機

適用前處理清洗工序，根據產量不同可掛2-3個工件，清洗效果好。吊具簡單適用。

1.3工藝布置特點

同車身涂裝線一樣，鋁輪轂涂裝線也采用區域化方式保證涂裝車間各區所需的不同潔凈度。一般噴漆室、噴粉室應布置在同一區域內，烘干室布置在同一區域，且烘干室采用多行程烘干的方式。這樣布置的鋁輪轂涂裝車間有利于生產組織、管理、線與線之間的轉掛。

2 主要工藝簡介

2.1前處理工藝

1）工序過程

根據產品的不同可采用9序或13序的處理工序，全部采用噴淋的處理方法。具體如下：預脫脂→脫脂→水洗→水洗→除氧化膜處理→除氧化膜處理→DI水洗→DI水洗→DI水洗→鈦/鋯處理→DI水洗→無鉻鈍化→DI水洗→水分烘干→冷卻

2）工序作用

預脫脂和脫脂工序主要負責去除工件表面油污；酸洗目的是去除工件表面氧化皮；鈍化目的是使工件表面重新生成一層致密的氧化膜。

2.2噴粉和噴漆工藝

1）噴粉工藝

根據產品的不同要求可采用底粉噴涂和亮粉噴涂。噴粉一般在噴粉室內采用靜電噴涂。工件到達噴涂工位后開始旋轉，涂料從已定位的自動噴槍中噴出，完成噴涂工作。噴粉設備（噴具）采購成套設備，帶有高壓靜電發生器及涂料回收裝置。在噴粉前需設置靜電除塵裝置（自動化除塵靜電式從12個噴嘴噴射空氣），以保證產品的噴涂質量。

2）噴漆工藝

有的產品噴涂底粉后采用噴漆工藝。噴漆室可采用水旋式或水簾式結構。在噴漆前需設置靜電除塵裝置（自動化除塵靜電式從12個噴嘴噴射空氣），以保證產品的噴涂質量。噴漆或噴粉均采用自動噴涂的方式且工件在噴漆室或噴粉室內可上升、旋轉等。

3 值得注意的幾點建議

3.1涂裝設備的選擇

1）前處理設備

前處理設備采用全噴淋清洗方式，由9-13工序組成（根據不同情況可選擇）。全部工藝儲槽內壁、室體內壁、循環管路均采用不銹鋼制作。根據工況不同工藝槽內壁分別采用316L不銹鋼或304不銹鋼。為防止串液各槽間或噴淋區間工件瀝水時間為0.5～1分鐘（區間長度2m～4m）。水洗應采用逆流清洗的方式。在前處理設備的出口應設有瀝水段和自動吹水裝置。

2）水份烘干室

水份烘干室采用大風量熱風對流加熱方式，進出口設置氣封裝置，以達到節省能源的目的。采用三元體式直燃式燃氣熱風爐，風機、熱風爐和高溫過濾器組合為一體，整體組裝占地面積小減少污染環節。

3）靜電除塵室

噴涂前用靜電除塵器向工件吹離子化空氣，去除因靜電吸附在工件上的灰塵。靜電風機進口的過濾除塵裝置，需定期清理。靜電除塵室設送排風系統，吸風口設有過濾裝置。

4）噴粉室和噴漆室

噴漆室送風潔凈度為1萬級，照度范圍800lx-1000lx；噴漆室進排風量可調節，以保證噴漆室微正壓和節能要求。噴粉室照度不低于300Lx。采用變頻送風，溫度控制為：冬季20+2℃，夏季26+2℃，流平室的送風溫度為60℃。供給噴粉室的空氣中含塵量<1.5毫克/米3,灰塵粒子的大小在3微米以下。

5）油漆烘干爐和粉固化爐

油漆烘干爐和粉固化爐采用橋式烘干結構，具有防止熱氣外溢和保溫效果好，以達到節省能源的目的。室體內壁板應設有良好的隔熱措施，不能產生熱橋。

3.2應用機械化輸送系統

運輸設備通常采用懸掛輸送系統和地面輸送系統。

前處理線采用普通型懸掛輸送機。輸送速度調節采用變頻方式，應無級調速并在人工操作處設有急停按紐。前處理全線設有接油盤。

噴粉室及噴漆室和烘干設備采用地面輸送系統。地面輸送機應防漆霧和耐高溫，同樣輸送速度調節采用變頻方式，應無級調速，在上下件及工人操作處設有急停按紐。

在噴粉室及噴漆室內設旋轉裝置（正，反轉功能），保證工件實現正反轉噴涂。

烘干爐內軌道具有伸縮功能，可吸收溫度引起的變化。如采用輪轂橫排平行運行的烘干室，應采用機械手自動轉載，保證轉載安全可靠。

3.3決定工藝方案

1）柔性生產

鋁輪轂涂裝線建設應能適合柔性化大批量生產需要，單條涂裝線通常的經濟產量為輸送機速度為7-10m/min左右為宜。

2）機器人噴涂

機器人噴涂是涂裝趨勢，應采用機器人噴涂。使涂裝生產節省能源、涂料，提高噴涂質量及產品一次合格率，達到盡快收回投資的目的。

3）節能設備

必須開發新型的涂裝節能設備。研究開發機器人噴涂的節能型噴漆室，應用循環供風減少進排風量，使噴漆室內溶劑含量維持在爆炸濃度下限以下即可。在冬季生產時噴漆室可節省大量的加熱能耗。

4）環保型涂料

我國涂料技術的不斷發展，使環保型涂料的應用必將會普及。水性漆、高固份漆等環保型涂料必將應用于鋁輪轂涂裝，新設計的鋁輪轂涂裝線應考慮應用水性漆工藝的預留，以適應未來發展趨勢的需求。