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在以市場為導向的戰略方針引領下，隨著客戶需求的不斷升級，國家政策的日益完善，新的《報廢機動車回收管理辦法》正式實施，作為五大總成之一的車架，相對其他總成的回收率是最高的。車架作為卡車的脊梁，車架的防腐質量逐漸被各大商用車主機廠重視，對其防腐性能要求也越來越高。尤其在近幾屆《國際商用車車架技術峰會》的影響下，國外技術得到了一定程度的推廣涂料在線coatingol.com。同時結合國內環保形勢的逐步加嚴以及雙碳目標的推動與實現，本文從商用車車架行業實際出發，結合商用車車架板材形式、工藝特點及使用工況等方面，提出車架防腐的各種工藝升級路線，詳細分析對比，研究分析車架主流防腐工藝的施工特點和性能差異，為商用車高質量可持續發展奠定基礎，為車架防腐工藝提供參考。

1、商用車車架板材類型及發展趨勢

商用車車架目前主要應用的板材為熱軋板，近幾年隨著技術的進步和質量要求的提升逐步開始應用EPS板材作為商用車車架的板材（全稱Eco Pickled Surface，用物理的方式去除鋼板表面氧化皮的技術，即硬鋼砂和水的混合物對鋼板上下表面進行噴射處理，在打擊力的作用下去除鋼板表面的氧化鐵皮，使鋼板成為光滑、清潔的表面）。主要是隨著前處理技術的進步與發展包括環保對酸洗、磷化工藝的排放控制，熱軋板的應用也同時受到薄膜前處理的限制。

2、底盤（含車架）涂裝防腐的現狀

針對底盤（含車架）防腐，當前主流有效防腐工藝有三種：第一種是相對傳統的工藝即整車裝配完成后對底盤進行噴蠟。第二種是底盤噴漆工藝，即在扣裝發動機、變速箱之前進行所有底盤件（含車架）的二次噴涂，主要解決零部件涂層質量不一致的問題。第三種是以車架為代表的工藝即散件電泳+噴粉，首先將車架散件及其他零部件進行電泳，總成裝配完成后對車架及底盤零件噴涂粉末涂料，不僅解決車架自身的夾層生銹問題，還同時提升耐鹽霧和耐老化等級。以下就三種工藝分別進行介紹：

（1）首先是噴蠟工藝的應用，該工藝相較其他工藝應用較早，商用車底盤噴蠟起初目的是解決海運問題，對裝配后的整車底盤進行噴蠟，防止整車在海上運輸過程中海洋大氣環境的腐蝕。但噴蠟的耐鹽霧性能一般僅能達到240h，短期解決底盤的銹蝕問題，理論上6-12個月即出現失效。由于海外運輸周期及生產后等待批次發貨等問題，客戶很難體驗到這一防腐的效果，一般也只能保證客戶買車前不生銹，車的外觀保護較好，真正給客戶的價值較少。

（2）底盤噴涂這種工藝國外主要是戴姆勒奔馳的Worth工廠為代表的防腐工藝，國內主要是以青島一汽、上汽紅巖及新建的重汽萊蕪工廠等采用。其中奔馳worth和青島一汽及上汽紅巖主要噴涂溶劑型雙組份涂料，重汽萊蕪工廠采用水性雙組份面漆的形式。這種工藝目前受限于所用溶劑型油漆的排放問題，很難得到環評批復所以基本上都呈現油改水的趨勢，但是均面臨較高的廢氣治理的成本；即便是水性漆理論計算的排放滿足法規要求，但受地方區域及環保政策趨嚴的趨勢，也需要一定的治理成本，且對職業健康、對環境污染仍有一定的影響。另外從工藝路線規劃、工藝質量提升的角度方面此工藝僅適合于新建工廠的整體工藝規劃，因為老工廠受場地、空間、工藝流程變更、路線更改等因素限制所以后期改造的難度很大。此工藝對采購的零部件質量要求相對較低，允許有一定程度的磕碰劃傷，允許耐腐蝕等級略低，甚至連關鍵的底材處理也不是很嚴格，有一定的讓步和容忍度。

（3）車架及底盤零部件噴粉的工藝，目前國外普遍采用的是車架散件電泳+總成噴粉的工藝，國內如東風柳汽為總成電泳+噴粉的工藝形式。另外，底盤附件為單獨電泳+噴粉的形式送到主機廠進行裝配。該工藝要求底盤各零部件自身的質量與主機廠車架質量標準一致，要求每個零件都確保自身的質量符合產品標準，符合圖紙要求，將問題規避，輸出高質量的零件和工作成果，雖然增加一定的成本，但符合高質量的發展要求，滿足消費升級的大環境需求，且車架噴粉工藝不增加任何的VOC排放，符合卓越績效準則的企業社會責任的基本理念。這種工藝體現的是加強自身工作質量的制造文化，強調每一個零部件的質量保證，強調從源頭控制問題、解決問題，體現的是嚴謹的工作作風，較真的工作態度，這種制造文化容易形成長效的質量控制機制。長此以往，更有利于長期的公司文化的形成，部門內部、供應商等各自做好自身的工作質量，每一個工作環節都確保高質量的完成，容不得半點疏忽。

3、粉末涂裝的興起及在車架行業的應用及發展趨勢

粉末涂料和涂裝技術的使用在我國已經有將近40年的發展歷史了。從20世紀80年代的政策開放，國外優良的配方、領先的生產技術和先進的生產設備不斷進入國門，促使粉末涂料飛速發展，從最開始每年生產產量180噸，逐步增長至170萬噸，甚至超越美國。主要原因在于粉末涂料自身優異的特點，粉末涂料與傳統涂料進行對比擁有以下優勢：以水作為溶劑或者沒有有機溶劑、100%的固體涂料；噴粉過程中掉落可回收利用、損失率在3%以下；沒有液體涂料的打膩子、噴底漆、噴面漆等繁雜工序，只需采用噴涂、烘烤固化等工序，一次性成膜；上粉率高，一次性就能獲得40~200μm的涂膜。因此，粉末涂料行業在中國的發展正在蓬勃向前。作為一種無污染的環保型涂料，粉末涂料正漸漸走向各行各業之中，展露風采。自21世紀以來，我國成為世界排名第一的粉末涂料生產國和使用國。中國在國際粉末涂料行業的地位已毋庸置疑。

車架粉末噴涂工藝國外主要是奔馳巴西工廠、MAN、VOLVO、SCANIA、FUSO葡萄牙工廠等，國內最早以重卡企業為代表的東風柳汽的車架總成噴粉與零部件噴粉，四川現代的縱梁噴粉以及東風商用車的縱梁噴粉，輕卡為代表的北汽福田長沙超級卡車工廠和福田重卡歐曼二廠及三廠的車架散件電泳+總成噴粉工藝。

表1：國內外標桿企業車架粉末噴涂工藝的應用情況

北汽福田車架及底盤附件的防腐工藝在質量升級和工藝路線確定方面分別做了多方面的對比與測試，新項目建設方面分別就選擇噴漆工藝還是選擇噴粉工藝做了大量的調研和性能對比工作，最終從項目投資、占地面積、質量提升、日圖片常運營費用及安全環保等方面綜合考慮選用了車架及底盤附件噴粉工藝。

圖1為北汽福田車架及底盤附件的整體涂裝工藝流程圖

北汽福田針對車架及底盤件的涂裝工藝升級所使用的材料進行了全面的對比分析，尤其是從三者的施工性、漆膜的物理性能和化學性能分別進行了試驗對比于分析，試驗樣品僅為常規使用的涂料進行了測試，不代表特殊開發產品及行業整體水平。如表2

表2 三種涂料性能對比

由表2可以看出，3種防腐漆膜的機械性能和化學性能實際表現相差不大。在耐候性方面，粉末涂料的表現會更勝一籌。最重要的是粉末涂料的VOC排放量非常低，更有利于環保推廣以及進行自動化、智能化噴涂的推廣，因為車架及底盤件具有車型多，品類雜、形狀復雜等的特點決定了噴漆工藝不能夠采用機器人噴涂的特點，但是噴粉工藝可以實現自動化噴涂。

北汽福田的粉末噴涂工藝是以機往復機噴槍配合激光3D掃描識別系統相結合的方式進行自動化噴涂。是以自動化噴涂為主，人工補噴為輔的工藝形式，目前的自動化噴涂率能夠達到85%以上。粉末從供粉中心傳送到噴槍處，充電后粉末通過靜電吸附在工件表面上，形成一層均勻的薄膜；之后，大旋風將過噴粉末從抽風中分離，粉末在粉泵的作用下被送回到供粉中心，集成在回收粉末環路中的通過粉篩過濾回收粉中的雜質，后采用過濾器沉淀粉塵顆粒，將干凈的氣流送回周邊空氣中（如圖2）。

圖2 噴粉原理圖

北汽福田采用的粉末靜電噴涂設備主要由粉末噴槍、供粉系統、供氣系統和粉末回收裝置等組成。粉末涂料靜電噴涂的基本原理為讓靜電粉末噴槍與高壓靜電發生器相連，當噴槍電極接通高壓靜電后，給予噴槍端部較高電壓，由噴槍端部針狀電極的電暈放電，使空氣發生電離現象，與此同時，粉末涂料通過供粉中心從噴槍中噴射出去，分散在空氣當中，粉末粒子與帶電的空氣粒子相互碰撞，捕捉電離子，從而形成帶電荷的粉末粒子；之后粉末粒子受靜電引力的作用，吸附在工件表面上。因為粉末涂料具有較大的體積電阻，因此被吸附在工件上的粉末粒子會以緩慢的速度向外釋放電荷，由此帶電的粉末粒子就可以不斷地吸附在工件表面上，當工件上的粉末積聚到一定厚度時，發生靜電相斥，粉末便不再堆積。噴涂完成后進行熱風對流烘干。

2021年6月30日北汽福田長沙超級卡車工廠第一臺的商用車輕卡噴粉車架下線，車架膜厚平均為120μm，表面光澤度大于60，漆膜光亮、飽滿、鮮映性目視良好，耐鹽霧及耐老化等性能指標均能夠達到1000h。另外粉末通過熔融、流平等將車架的結構夾層、鉚釘與板材之間的縫隙等均能夠做到全方位的防護，同時，粉末對車架銳角的包裹性進行完美的覆蓋，從而全面地提升了車架的整體質量為顧客提供了更好的產品體驗。2021年7月4-6日，由商用車車架聯盟、汽車制造研究院主辦，湖南湘江涂料集團承辦，以“共商，共建，共享；推動商用車及車架高質量智能化發展”為主題的“2021國際商用車智能制造暨車架技術峰會”于7月6日商用車行業精英、大咖蒞臨長沙超級卡車工廠車架噴粉線參觀指導，對車架噴粉后的狀態給予了充分的肯定和高度的評價。

通過散件電泳+車架及底盤附件噴粉的工藝方式，從根本上解決了車架夾層銹蝕的問題，提升了商用車車架產品的工藝質量，引領了商用車車架防腐領域的時代潮流。         

圖3 商用車噴粉車架

4、粉末涂料的發展前景

4.1 低溫固化

推動粉末涂料的技術改革，向低溫快速固化方向發展，已經成為粉末涂料行業發展的未來趨勢。低溫固化不但可以降低粉末的熔融溫度，增大粉末涂料的應用范圍，還能減少天然氣等能源的使用消耗量，節約成本，減少粉末固化流平的時間，提高生產效率和工藝節拍。目前可研究的方向主要分為三方面：一是降低樹脂自身的熔融黏度、軟化點；二是增加樹脂的官能團，提高交聯度；三是采用合適的催化劑等方法來達到粉末涂料的低溫固化。

4.2 薄膜化

粉末涂料的涂膜厚度對粉末涂層的外觀起關鍵性的作用；當前粉末涂料的膜厚范圍在40~200μm，對于一些產品膜厚在30μm左右就可滿足它自身需求，因此粉末涂料薄膜化的技術方向是必不可少的，不僅可以降低產品成本，也可以獲得更多的溶劑型涂料市場份額。

4.3 功能化

為了更好地發展粉末涂料的性能，主要升級開發關于重防腐性、耐高溫性、耐候性、阻燃性、導電性等多種性能，為被涂物品提供優異的特殊保護能力和裝飾美觀性的粉末涂料。

4.4 專用化

粉末涂料的應用是多方面的，針對各種商品的不同性能需求，需要研發專用性的粉末涂料來適應市場的發展趨勢，擴大粉末涂料的應用方向與影響力。例如，用于汽車鋼板的專用粉末涂料；用于遮蔽底材花紋板粗糙的粉末涂料以及具有裝飾美觀性、無光性、高光性、高鮮艷性、自帶金屬閃光性的多種專用化的粉末涂料。

5、結語

總而言之，隨著我國對于環境保護工作和節能減排工作的不斷深入與推進，粉末涂料憑借其無污染、零排放、安全可循環使用的優異特點必將獲得更加廣闊的市場。伴隨著家電行業、汽車領域、建筑材料、船舶、管道等行業的健康持續發展，將會給粉末涂料市場帶來巨大的拉動效果。另外，具有節能環保、循環經濟、清潔生產等特點的商品將會成為未來粉末涂料行業發展的新方向。時刻把握未來涂料市場動向及趨勢，推動粉末涂料新技術的研究與發展，不斷推陳出新，促使粉末涂料向更優異的方向發展，更好地為社會綠色生產做出貢獻。

車架防腐升級的工藝路線選擇是一個綜合考量的過程，不同的方案有各自的優劣勢但整體的發展趨勢必然是散件電泳+總成噴粉的工藝形式。各大主機廠或配套商需要結合車架的質量標準和要求、各零部件的質量保證情況、場地的大小、運營的成本等系統進行規劃，以確保工藝的先進性和前瞻性，符合日益嚴格的環保要求，并科學合理地運用自動化、數字化制造，聚焦價值，精益運營，全面提高車架質量，更好的參與國際競爭，推動中國速度向中國質量轉變，推動中國產品向中國品牌轉變，向科技與品質領先的世界級商用車邁進。

來源 ：2021/2022中國粉末涂料與涂裝行業年會

作者 ：張全新  北汽福田汽車股份有限公司