鋁合金材料不僅密度小，具有適宜的力學性能、優(yōu)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(xiàn)減重、節(jié)能、環(huán)保和安全的首選材料。隨著汽車制造業(yè)進入環(huán)保、節(jié)能和輕量化階段，鋁和鋁合金制件已經(jīng)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(nèi)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(xiàn)今大量使用鋁合金車輪，根據(jù)產(chǎn)品的不同要求，采用不同的工藝方法�，F(xiàn)全球鋁輪轂主要涂裝發(fā)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(chǎn)品

前處理→金屬漆涂裝→罩光漆涂裝

2）中檔產(chǎn)品

前處理→底粉涂裝→金屬漆涂裝→罩光漆涂裝

3）高端產(chǎn)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(huán)形地面輸送機。中間需要轉(zhuǎn)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(chǎn)品噴涂質(zhì)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(huán)形地面輸送機

適用前處理清洗工序，根據(jù)產(chǎn)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(qū)域化方式保證涂裝車間各區(qū)所需的不同潔凈度。一般噴漆室、噴粉室應布置在同一區(qū)域內(nèi)，烘干室布置在同一區(qū)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(chǎn)組織、管理、線與線之間的轉(zhuǎn)掛。

2 主要工藝簡介

2.1前處理工藝

1）工序過程

根據(jù)產(chǎn)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(jù)產(chǎn)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(nèi)采用靜電噴涂。工件到達噴涂工位后開始旋轉(zhuǎn)，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(fā)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(chǎn)品的噴涂質(zhì)量。

2）噴漆工藝

有的產(chǎn)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(jié)構(gòu)。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(chǎn)品的噴涂質(zhì)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(nèi)可上升、旋轉(zhuǎn)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(jù)不同情況可選擇）。全部工藝儲槽內(nèi)壁、室體內(nèi)壁、循環(huán)管路均采用不銹鋼制作。根據(jù)工況不同工藝槽內(nèi)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(qū)間工件瀝水時間為0.5～1分鐘（區(qū)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(jié)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(huán)節(jié)。

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(tǒng)，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(diào)節(jié)，以保證噴漆室微正壓和節(jié)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(jié)構(gòu)，具有防止熱氣外溢和保溫效果好，以達到節(jié)省能源的目的。室體內(nèi)壁板應設有良好的隔熱措施，不能產(chǎn)生熱橋。

3.2應用機械化輸送系統(tǒng)

運輸設備通常采用懸掛輸送系統(tǒng)和地面輸送系統(tǒng)。

前處理線采用普通型懸掛輸送機。輸送速度調(diào)節(jié)采用變頻方式，應無級調(diào)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(tǒng)。地面輸送機應防漆霧和耐高溫，同樣輸送速度調(diào)節(jié)采用變頻方式，應無級調(diào)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(nèi)設旋轉(zhuǎn)裝置（正，反轉(zhuǎn)功能），保證工件實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)噴涂。

烘干爐內(nèi)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(zhuǎn)載，保證轉(zhuǎn)載安全可靠。

3.3決定工藝方案

1）柔性生產(chǎn)

鋁輪轂涂裝線建設應能適合柔性化大批量生產(chǎn)需要，單條涂裝線通常的經(jīng)濟產(chǎn)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(chǎn)節(jié)省能源、涂料，提高噴涂質(zhì)量及產(chǎn)品一次合格率，達到盡快收回投資的目的。

3）節(jié)能設備

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

4）環(huán)保型涂料

我國涂料技術的不斷發(fā)展，使環(huán)保型涂料的應用必將會普及。水性漆、高固份漆等環(huán)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(fā)展趨勢的需求。