王 華，陸士堃，歐陽澤華 （PPG涂料天津有限公司，天津 300457）

0 引言

眾所周知，緊固件是汽車上廣泛采用的一種用于聯(lián)接和鎖緊的零件，其對于車輛的安全性能非常重要。因此，如何保護和防止汽車緊固件腐蝕、生銹亦變得尤為重要。目前，汽車緊固件采用的比較多的表面處理技術(shù)有：鍍鋅、鍍鋅鎳合金、達克羅技術(shù)和噴漆等，但這些表面處理技術(shù)都存在一定的缺陷和不足，如電鍍可能導致氫脆的風險；達克羅可能存在塞牙和環(huán)保的問題。并且大多數(shù)目前采用的表面處理技術(shù)都存在耐腐蝕性不足的問題。

針對這些問題，PPG公司聯(lián)合北美主要的汽車制造商一起開發(fā)了ELECTROPOLYSEAL?緊固件涂裝工藝，包括PPG前處理系列產(chǎn)品、POWERCRON?XP系列電泳產(chǎn)品、防銹油處理產(chǎn)品，以及相關(guān)的處理工藝。POWERCRON?XP是PPG公司最新研發(fā)的一款陰極環(huán)氧電泳涂料，專為緊固件市場進行了配方的特殊優(yōu)化，顯著提高了螺牙部位的防腐蝕能力；同時，它還滿足了終端客戶對緊固件外觀、扭力、穩(wěn)定性和無氫脆的嚴苛要求。該產(chǎn)品的應(yīng)用使緊固件大批量涂裝成為可能，顯著降低了人工成本。此緊固件電泳涂裝技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于汽車緊固件、建筑緊固件和其他有扭力要求的緊固件領(lǐng)域。

1 緊固件的電泳工藝及產(chǎn)品性能簡介

ELECTROPOLYSEAL?系列產(chǎn)品對小部件和緊固件可以使用滾泳涂裝的工藝進行批量化加工。同時，還可以與富鋅液體涂料一起使用，用于浸漬-噴漆、自干漆和線性噴涂施工。通過將批量施工工藝與高品質(zhì)涂料相結(jié)合，使制造商能夠更好地控制成本并提高產(chǎn)品性能。

該系列電泳涂料產(chǎn)品采用了特殊的不黏連配方，產(chǎn)品具有卓越的邊緣保護性和附著力，無氫脆風險、不塞緊固件螺牙及頂孔，有寬泛的工藝操作窗口；同時，該產(chǎn)品采用無鉻、無鉛體系，完全符合有害物質(zhì)限制（RoHS）的標準；除具有高度的耐腐蝕性外，還可根據(jù)客戶要求調(diào)整表面摩擦扭矩，并得到了OEM（原始設(shè)備制造商）原廠的認可，具有極大的市場競爭力。

根據(jù)不同的汽車緊固件要求，PPG為客戶提供的產(chǎn)品見表1。

同時，根據(jù)不同緊固件產(chǎn)品，結(jié)合ELECTROPOLYSEAL?系列產(chǎn)品，PPG為客戶提供完整的滾泳涂裝工藝流程，圖1為典型的電泳操作示意圖。

表1 PPG電泳產(chǎn)品系列Table 1 PPG electrophoresis production series

圖1 標準滾電泳操作示意圖Figure 1 Barrel type electrocoating operation diagram

在生產(chǎn)過程中，緊固件頭部以及螺紋部分膜厚均勻，電泳后增加封閉處理，可以調(diào)整扭矩的一致性，烘烤后，電泳層不會產(chǎn)生常規(guī)電泳涂料的黏連現(xiàn)象，外觀光滑均勻。

圖2為金相顯微鏡下的螺帽、螺紋電泳切片以及膜厚。

根據(jù)切片分析結(jié)果可知，采用PPG POWERCRON?XP系列滾泳產(chǎn)品，螺栓頭部和螺紋處的膜厚不會產(chǎn)生明顯差異，邊緣包裹優(yōu)異，保證了產(chǎn)品所有表面的防腐性能；且滾泳使得整桶產(chǎn)品的批次膜厚穩(wěn)定性較高。

作為衡量緊固件涂層表面狀態(tài)滿足裝配順暢和緊固力矩一致要求的重要指標，零件涂層摩擦系數(shù)的批次一致性顯得尤為重要，ELECTROPOLYSEAL?產(chǎn)品系列中的SEALCOAT產(chǎn)品用作零件電泳后濕膜浸涂的TOPCOAT，可將批次產(chǎn)品的摩擦系數(shù)調(diào)整一致，且滿足客戶要求。該涂層與電泳涂層一同烘烤后成為不可分層的統(tǒng)一涂膜。根據(jù)Ford 標準測得的摩擦系數(shù)見表2。

圖2 金相顯微鏡下緊固件電泳切片及膜厚Figure 2 Fastener electrophoresis sections and film thickness under metallographic microscopy

由表2可見，采用PPG POWERCRON?XP系列滾泳涂裝的緊固件，其摩擦系數(shù)完全符合Ford的檢測要求，同時批次之間的穩(wěn)定性高，完全符合工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

2 緊固件電泳涂裝和其它涂覆技術(shù)之比較

幾種緊固件處理工藝的優(yōu)劣比較見表3。

表2 摩擦系數(shù)測試結(jié)果＊Table 2 The test results of friction coefficient

表3 幾種緊固件處理工藝的優(yōu)劣比較Table 3 Comparison of the advantages and disadvantages of several fastener treatment processes

3 緊固件電泳的應(yīng)用情況以及OEM’s批準狀態(tài)

PPG緊固件滾泳工藝，依據(jù)其特殊的生產(chǎn)工藝以及膜厚均勻性，已為各大主機廠商關(guān)注，同時，各家廠商根據(jù)其自身發(fā)展需要，制定了相關(guān)工藝標準，見表4。

表4 相關(guān)OEM針對緊固件電泳制定的標準Table 4 Standards for fastener electrophoresis established by related OEM

同時也有越來越多的中國自主品牌汽車廠商對這一新技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣，正在和PPG洽談推廣、合作。PPG也因此聯(lián)合緊固件業(yè)務(wù)合作伙伴Oneup（萬埃浦）一起在浙江平湖設(shè)立了專業(yè)的緊固件電泳加工廠，目前該廠運行情況良好。

4 結(jié)語

PPG ELECTROPOLYSEAL?涂裝工藝經(jīng)過批量化的生產(chǎn)、發(fā)展完善，為北美、拉丁美洲、歐洲和亞太等地區(qū)的零部件制造商實現(xiàn)了新的標準和施工可能。

在美國，有Curtis Metal Finishing Co.等公司為通用、福特、克萊斯勒等提供汽車緊固件的電泳加工，還有一些公司專業(yè)從事建筑緊固件的電泳加工。

在中國臺灣，由PPG持有的Alltech公司，已經(jīng)建成世界最大的緊固件電泳生產(chǎn)線，年加工量超過10 000 t。

在中國，位于浙江平湖的緊固件合作伙伴Oneup（萬埃浦），僅僅用了1 a時間年加工量就超過500 t。

在歐洲，位于德國和西班牙的緊固件電泳公司已于2017年投產(chǎn)，為歐洲地區(qū)的OEM廠商提供緊固件電泳加工服務(wù)。

PPG ELECTROPOLYSEAL?涂裝工藝以及PPG POWERCRON?XP緊固件電泳涂料，以其優(yōu)越的漆膜穩(wěn)定性，穩(wěn)定的涂裝表現(xiàn)和突出的環(huán)保特點，得到越來越多的客戶認可和使用，同時PPG也期待為中國的緊固件制造商提供優(yōu)異的產(chǎn)品和先進的技術(shù)，共同發(fā)展。

［1］ 宋華，牛麗媛. 汽車緊固件的表面防護技術(shù)及其發(fā)展方向［J］.汽車工藝與材料，2007（4）：34-35，37.