毕业设计(论文)汽车产品防锈包装技术探讨.doc
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1、汽车产品防锈包装技术探讨摘要在机械加工过程中普遍存在腐蚀,汽车制造中同样如此。金属的裸露面在大气中不进行保护,会受空气潮湿或污染物的作用而腐蚀生锈,用带锈钢板进行冲压,直接影响模具的使用寿命;用带锈钢板进行焊接,影响焊接质量;用带锈钢板进行涂装,会造成漆膜起泡脱落,加工的零部件锈蚀,造成大量报废。因此防锈技术直接关系到产品的质量和企业的经济效益。本文探讨的为现今汽车制造加工行业比较流行的汽车产品防锈包装技术,并对其进行比较。同时在汽车制造加工企业进行调研,并对其进行改进讨论。关键词:汽车产品;防锈;包装;气相防锈 Automobile products rustproof packaging
2、technology is discussedAbstractIn machining process prevalent corrosion, automobile manufacturing is also so. The bare metal surface in the atmosphere will be no protection, the role of air moisture or pollutants and corrosion rusty steel by belt rust stamping, directly affect the service life of di
3、e; By belt rust plates in the welding, influence the quality of welding; By belt rust plates in the coating, can cause the paint off, processing blister rust and caused a lot of scrap parts. Therefore antirust technology directly related to product quality and economic efficiency of enterprises. Thi
4、s paper explores the car manufacturing processing industry for now more popular automobile products rustproof packaging technology, and carries on the comparison. Meanwhile in automobile manufacturing processing enterprise carries on the investigation and study, and carries on the improvement discus
5、sions. Key words: Automobile products; Antirust; Packing; Gas phase antirus目 录摘要IAbstractII1绪论11.1汽车零件腐蚀及危害11.2影响车辆腐蚀的主要因素11.3金属腐蚀的机理21.4汽车耐蚀性及防腐技术的应用状况21.5汽车产品防锈技术的重要性22汽车产品防锈包装技术32.1防锈包装技术要求32.2汽车产品主要防锈技术32.2.1空间防锈32.2.2气相缓蚀剂42.2.3接触防锈42.3气相防锈技术42.3.1气相防锈机理与特点52.3.2气相防锈技术使用62.3.3气相防锈包装材料62.3.4气相防锈
6、材料的发展趋势73汽车零部件防锈包装现状83.1国内汽车零部件防锈包装现状83.2国外汽车零部件的防锈包装现状83.3应用实例94哈飞1002车间汽车产品包装防锈技术现状及改进措施104.1公司供给1002车间产品种类104.2产品使用的防锈技术104.3产品防锈技术存在的问题114.4产品防锈技术改进措施11结论13致 谢13参考文献14汽车产品防锈包装技术探讨1绪论20世纪80年代汽车防腐蚀技术在国内并未得到足够的重视。随着汽车市场的不断扩大,汽车竞争日益激烈,用户对车身的涂装要求越来越高。为此,生产厂家对车身的防锈、涂料的褪色、调色、光泽度等非常重视,并给予特别的关注。应用创新的防腐蚀技
7、术,不仅可提高汽车的外观质量,更重要的是还可提高汽车的内在质量,延长汽车的使用寿命,提高汽车档次,甚至可成为带动产品销售的一个增长点1。1.1汽车零件腐蚀及危害汽车零部件制造所用的材料以金属为主,使用中金属材料的腐蚀是难以避免的。金属零部件在腐蚀性气体或液体环境中,其在表面发生化学腐蚀或电化学腐蚀,生成腐蚀层,摩擦就会使其剥落而导致零件损坏,此现象即为腐蚀磨损2。车辆金属零件的腐蚀,不仅会降低其品质和寿命,而且因其腐蚀异常损坏的零件极易引发交通事故,甚至造成车毁人亡的惨剧。随着车辆使用年限或行使里程的增长,各部位机件的腐蚀逐渐加剧,常见腐蚀比较严重的部位是板金件部分,如驾驶室、车大箱、客车壳体
8、、车底板、挡泥板、车头(翼子板、面罩)等。这些部位常与泥沙、碎石和水接触,如车轮飞溅碎石、泥沙撞击汽车表面的防护层,极易划伤漆层,破坏其完整性、连续性,使金属裸露在外,当接触到水和空气中的氧,就会起化学作用而产生锈蚀。1.2影响车辆腐蚀的主要因素引起车辆腐蚀的主要因素有使用环境因素和其自身结构因素。汽车使用环境比较恶劣且多变,造成汽车零部件腐蚀损坏3。湿气的影响:在车身下部积存的泥沙、污垢和水分会加速腐蚀;湿度的影响:在相对湿度高的地区(如沿海地区),腐蚀将加速;温度的影响:温度升高,处于通风不良处的零件会加速腐蚀。含有湿气的污垢或碎屑物积留在车身板部分、空问或其他部位;汽车内部产生的腐蚀环境
9、如发动机产生的高温和含硫、氯离子等的燃烧废气,蓄电池产生的酸雾、漏液;工作中振动、冲击产生的应力,摩擦、碰撞引起的局部破损等也是引起汽车零部件腐蚀损坏的主要原因。1.3金属腐蚀的机理金属腐蚀变化过程通常是从表面开始的,然后逐步向内层侵蚀,最终造成难以挽救的损失。其表现先是外表失去光泽,使光滑表面变得粗糙不平,并盖满一层金属氧化物,也就是金属腐蚀产物。如铁由于腐蚀而盖满一层褐色锈,就是由铁的氧化物构成的铁锈。金属腐蚀的主要机理是原金属转化成金属氧化物,造成结构件或元件生锈、损坏甚至不能修复而报废。而油漆、橡胶、玻璃钢纤维等非金属材料的老化,主要是受环境综合作用后,材料的高分子结构发生裂解、降解、
10、溶解等物理和化学变化,导致外观和性能下降。当金属零件摩擦表面之间存在着氧和酸性物质时,就会出现化学腐蚀,使表面局部腐蚀,并不断地扩大延伸,导致颗粒状剥落,使零件表面形状变化造成早期磨损。可见汽车本身的设计结构、应用的材料、工艺及防护措施直接决定其耐蚀能力。电化学腐蚀是当不同电位金属相接触,由于电位差的不同而出现电流,这时失去正电荷离子的金属被锈蚀,在锈蚀中伴有电流的产生。1.4汽车耐蚀性及防腐技术的应用状况国内汽车的防护设计、防腐技术的应用和工艺水平相对偏低。一些国产汽车油漆层的丰满度、平整度和光泽度及附着力偏低;镀层、转化膜的质量欠佳,尤其是重腐蚀环境(酸雾、高温等)中零件的耐蚀能力差。直接
11、表现在使用一段时间后出现锈渍,油漆层起泡、剥落、变色、失光,油箱清洁度降低,非金属件变形等。与国外或国内合资企业制造的品牌汽车相比,国产汽车的造型、使用的材料及工艺直接影响了产品的档次。目前占据国内汽车市场较大份额、且技术上国内领先的是东风、解放等品牌汽车,其外观质量近几年有明显提高,所采取的防腐技术和应用现状具有一定的代表性。由此可见,提高汽车的防腐性能需从结构设计、制造工艺的各个环节采取综合措施才能取得最好的效果。1.5汽车产品防锈技术的重要性腐蚀是一个在金属加工过程中普遍存在的严重问题。在汽车制造中也同样存在。冷轧钢板生锈,造成大量的材料浪费;带锈板材进行冲压,直接影响模具使用寿命;带锈
12、板材进行涂装,造成漆膜起泡脱落4;转向轴管内壁生锈,影响转向性能;加工件锈蚀,需要组织大量的人力、物力进行除锈;经海洋运输的SKD汽车件和整车腐蚀,要给予经济索赔,在国际市场上,降低了产品的信誉。所以,防蚀是直接关系到产品质量和经济效益的一个不可缺少的环节。2汽车产品防锈包装技术2.1防锈包装技术要求防锈包装是为了防止产品中的金属表面在流通过程中发生化学变化引起锈蚀而影响产品质量所采取的保护措施。防锈包装应满足下列技术要求:a) 确定防锈包装等级并按等级要求包装,在防锈期限内保障产品不产生锈蚀。b) 防锈包装操作过程应连续,如果中断应采取暂时性的防锈处理。c) 防锈包装操作过程中应避免手汗等有
13、机污染物污染产品。d) 需进行防锈处理的产品,如处于热状态时,为了避免防锈剂受热流失或分解,应冷却到接近室温后再进行处理。e) 涂覆防锈剂的产品,如果需要包敷内包装材料时,应使用中性、干燥、清洁的包装材料。f) 采用防锈剂防锈的产品,在启封使用时,一般应除去防锈剂。产品在涂覆或除去防锈剂会影响产品的性能时,应不使用防锈剂。g) 防锈包装操作应在清洁、干燥、温差变化小的环境中进行。2.2汽车产品主要防锈技术防锈包装技术分为间接防锈(indirect antirust)和直接防锈(direct antirust)两大类。其中,间接防锈可选用干燥剂(硅胶、蒙脱石等)、气相缓蚀剂(亚硝酸二环己胺、苯骄
14、三氮哇等)。直接防锈可选用防锈油、防锈脂、防锈纸、防锈剂、防锈液、气相防锈油、气相防锈纸等。目前在汽车工业使用的防锈包装技术主要有空间防锈、接触防锈和气相缓蚀剂防锈。2.2.1空间防锈空间防锈是指不直接每个物品和材料进行单个防锈处理,而是集 中对整体进行防锈,适用于不易拆除产品、多零件产品等的防锈,用于空间防锈的防锈剂有干燥剂。干燥剂一般采用硅胶,硅胶是一种多孔状物质,可以吸收水份,若装在完全密封的箱中,可使内部保持干燥状态,但缺点是很难找到一种阻隔材料,能使包装空间达到完全密封状态。另外,干燥剂吸过多水份达到饱和状态后,将要释放一部分水份,所以利用硅胶干燥剂只 能进行短期防锈。2.2.2气相
15、缓蚀剂气相缓蚀剂是一种易挥发性物质,常温 不易挥发出气体,抑制锈的电化学反应,此法即使在水份存在的状态一下,也可以达到防锈的目的,为了不使挥发性气体泄漏,需对包装空间进行一定程度的密封,但无须象干燥剂那样对密封空间要求严格,常用的挥发剂有亚硝酸二环已胺、苯并三氮哇等。2.2.3接触防锈接触防锈所谓接触防锈,是指将防锈物质直接喷涂或贴附在金属制品表面的 方法,防锈对象一般是机械零配件、五具、金属板等。接触防锈方法有:1)表面化学处理 对金属制品表面进行电镀、磷化等化学处理方法,达到隔绝或抑制金属表面与氧气等发生反应的目的。此法可以达到长期防锈,但对于滑动件及半成品不可采用。2)防锈漆 采用水基乳
16、液底漆,喷涂产品表面,在其表面形成细密的钝化膜,具有可靠的防锈性能,随着防锈漆的发展,防锈漆还具有除锈的功能。可以直接喷涂已部分锈蚀的表面,达到防锈除锈的双重功能。3)防锈油脂 防锈油一般多为其有较高附着力的溶剂型或筒膏状专用油脂,它是在具有一定粘性和各种物性的基体油中加入防锈添加剂而制成,涂敖产品表面形成一种油膜,有效地阻隔环境中氧气、尘埃、盐雾及有机氧气并对金属制品的接触和作用,防锈油脂是防锈油和防锈脂的通称,其缺点是下道工序 中需对防锈油脂进行去除。4)防锈纸和防锈膜 防锈纸是在纸中浸含有挥发性防锈剂,防锈膜是在聚乙烯等塑料薄膜中添加防锈剂,然后将防锈纸或防锈膜贴附于金属制品表面,纸或膜
17、中所含的挥发性防锈剂缓慢挥发出的气体通过化学或物理反应吸附金属表面或形成防锈层来防止金属生锈。5)防锈液 防锈液是一种经过磷化处理的水液,可以对产品直接进行清洗,不仅能达到清洗产品的目的,更主要的是能够在产品表面形成一种具有防锈功能的磷化膜,达到有效的防锈性能,防锈液是目前一种比较先进的防锈剂。传统的防锈技术,如干燥剂、挥发剂等空问防锈技术,由于受密封容器及防锈剂 自身特性的局限,其发展也受到一 定的限制。接触防锈技术正在越来越引起防锈领域的重视,各种适用于接触防锈的防锈剂正 日新月异的向前发展。随着防锈包装技术的发展,各制品的防锈包装将日臻完善。2.3气相防锈技术气相防锈技术,就是在包装容器
18、或封存空间放置一定量的气相防锈剂(简称VPI或VCI),或涂有气相防锈剂的气相防锈纸和气相塑料薄膜,其防锈剂不断缓慢挥发出防锈气体,形成一定的蒸汽压,充满封存空间,甚至装备元件的缝隙,有效的抑制金属部件锈蚀该方法又称气相封存或气相防锈技术。52.3.1气相防锈机理与特点气相防锈材料是通过含浸在其中的气相缓蚀剂发挥防锈作用。该气相缓蚀剂在常温下能够持续、缓慢地气化、挥发,挥发出来的缓蚀剂蒸气能够吸附在裸露的金属表面,从而形成一个到两个分子厚的稳定保护膜,该保护膜能够有效地防止氧气、湿气等环境气氛对金属的腐蚀,从而产生优良的防锈作用。由於气相缓蚀剂分子是持续地挥发,能够在密闭空间内始终处於“饱和”
19、状态,因而可达到长期、稳定的防锈效果。由於缓蚀剂分子是气体状态,无孔不入,不管金属制品外形多麽复杂,仍可获得理想的防锈效果6。这种全新的防锈机理与传统的防锈方法相比,具有许多无可比拟的优点。在金属材料包装或喷涂完成後,气相缓蚀剂分子便开始发散,气相缓蚀剂分子可渗透到传统防锈油无法覆盖的角落空间,防锈无死角;气相缓蚀分子有效成分保留时间长,可实现10年以上的防锈保护期限;即使金属表面有水分或外界空气非常潮湿,防锈剂也能在金属表面形成防护膜,防止金属被腐蚀生锈;制成的防锈包装材料的透气度和透湿度极低,具有防水、防潮、耐油、耐化学药品的特性。特别是在包装金属材料、机械设备和零件时,使用气相防锈剂不用
20、涂抹防锈油,也不必另外处理,大大简化了防腐蚀的繁琐步骤,与真空包装相比,既实现了特殊的防腐蚀功能,又降低包装成本,节省人工和材料,提高效率。 此外,这种防锈方法的特殊优点是可以针对不同的防锈对象材料和不同的防锈期要求,采取不同的方法实现弹性作业。比如,对於防锈期限要求仅为1周到1个月的材料,可以使用防锈液喷涂的方法,方便快速地实现防锈处理,甚至不需要对材料进行包装即可达到防锈目的;对於防锈期限要求在1年至2年的器件,可以进行一般的密封包装;对於防锈期限长达10年的器件,则可采用特殊的防锈剂配方并加之铝箔复合膜袋密封包装。传统方法在使用需要防锈处理的材料时,要先除去材料表面的防锈油才能使用;而使
21、用这种方法,无论采用上述的何种方式处理,均可立即去除包装使用,且简便洁净、安全、无污染,用後还可重复进行防锈包装使用。 VCI技术与干燥空气、抽真空等技术对比优势如表2-1所示:表2-1 优势对比表防锈包装方法VCI技术干燥空气抽真空涂防锈油适用性适用复杂结构适用复杂结构稍差差可靠性优有破损即失效有破损即失效优时效性短、中、长期短、中期短、中期短、中、长期综合成本最低较高高较低工艺要求的复杂性简单简单需专用设备和工具需工具节能环保最好好好差正是由於气相防锈包装材料具有这些优点,因而获得越来越广泛的应用。2.3.2气相防锈技术使用使用VCIF的方法很简单。但有几点仍应指出。 A包装零件的前处理质
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