在20世紀(jì)80年代叉車防腐蝕技術(shù)在國內(nèi)并未得到足夠的重視。隨著叉車市場不斷擴大,叉車競爭日益激烈。應(yīng)用創(chuàng)新的防腐蝕技術(shù),不僅可提高叉車的外觀質(zhì)量,更重要的是還可提高叉車的內(nèi)在質(zhì)量,延長叉車的使用壽命,提高叉車檔次,甚至可成為帶動產(chǎn)品銷售的一個增長點。
1 引起叉車腐蝕的主要因素
引起叉車腐蝕的主要因素有使用環(huán)境因素和其自身結(jié)構(gòu)因素。
叉車可分為內(nèi)燃叉車和蓄電池叉車。大部分內(nèi)燃叉車應(yīng)用于港口、碼頭和工礦場所,使用環(huán)境比較惡劣,尤其在港口和化工行業(yè),受亞熱帶、濕熱帶、海洋性氣候環(huán)境及工業(yè)廢氣、粉塵的綜合作用,造成叉車零部件腐蝕損壞,腐蝕較嚴(yán)重;而蓄電池叉車大多應(yīng)用于倉庫等室內(nèi)場所,環(huán)境變化小,環(huán)境因素引起的腐蝕相對較輕。
叉車內(nèi)部產(chǎn)生的腐蝕環(huán)境如發(fā)動機產(chǎn)生的高溫和含硫、氯離子等的燃燒廢氣,蓄電池產(chǎn)生的酸霧、漏液,工作中振動、沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力,摩擦、碰撞引起的局部破損等也是引起叉車零部件腐蝕損壞的主要原因。
金屬腐蝕的主要機理是原金屬轉(zhuǎn)化成金屬氧化物,造成結(jié)構(gòu)件或元件生銹、損壞甚至不能修復(fù)而報廢。而油漆、橡膠、玻璃鋼纖維等非金屬材料老化,主要是受環(huán)境綜合作用后,材料高分子結(jié)構(gòu)發(fā)生裂解、降解、溶解等物理和化學(xué)變化,導(dǎo)致外觀和性能下降??梢姴孳嚤旧淼脑O(shè)計結(jié)構(gòu)、應(yīng)用的材料、工藝及防護措施直接決定了叉車的耐蝕能力。
2 國內(nèi)叉車耐蝕性及防腐技術(shù)的應(yīng)用狀況
國內(nèi)叉車的防護設(shè)計、應(yīng)用的防腐技術(shù)和工藝水平相對偏低。大多數(shù)國內(nèi)叉車油漆層的豐滿度、平整度和光澤度及附著力偏低;鍍層、轉(zhuǎn)化膜的質(zhì)量欠佳,尤其是重腐蝕環(huán)境(酸霧、高溫等)中的零件耐蝕能力差。直接表現(xiàn)在使用一段時間后,出現(xiàn)銹漬,油漆層起泡、剝落、變色、失光,油箱清潔度降低,非金屬件變形等。與國外或國內(nèi)合資制造的品牌叉車相比,國產(chǎn)叉車的造型、使用的材料及工藝直接影響了產(chǎn)品的檔次。
目前占居國內(nèi)叉車市場較大份額、且技術(shù)上國內(nèi)領(lǐng)先的是合力叉車和杭州叉車。這2個品牌的叉車外觀質(zhì)量近2年有明顯提高,所采取的防腐技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀具有一定的代表性。根據(jù)其改進狀況及實施效果,我們總結(jié)出:提高叉車的防腐性能需從結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝的各個環(huán)節(jié)采取綜合措施才能取得最好的效果。
2.1 從叉車結(jié)構(gòu)設(shè)計上避免腐蝕
(1)在叉車整體布置上考慮防止腐蝕介質(zhì)積聚。盡量避免封閉區(qū)域,或保持封閉系統(tǒng)通風(fēng)和排水良好,如考慮內(nèi)燃叉車整機的通風(fēng)、散熱。發(fā)動機產(chǎn)生的尾氣盡量從配重的下部排放或通過凈化、降溫從配重上部向上排放。對于蓄電池叉車如前移式叉車,可開設(shè)通風(fēng)窗,以保持電動機散熱和通風(fēng),蓄電池箱底開設(shè)漏液孔和安裝積液器。
(2)在外形設(shè)計上注意防護、避免積存水汽和塵土。國外先進叉車非常注重造型設(shè)計,如Linde、HYSTER、TOYOTA、JUNGHEINRICH等品牌叉車,造型流暢,既體現(xiàn)美感和功能設(shè)計,又不易積水和積垢,十分值得借鑒。
(3)注意外露件的保護。電器件與接頭布置在內(nèi)側(cè),或加防護罩殼。整車外露易腐蝕和易進水的部位設(shè)防塵罩。例如,傾斜液壓缸、轉(zhuǎn)向液壓缸活塞桿外露段設(shè)防塵套;車身上多處外露工藝孔或功能孔設(shè)防水塞。
(4)零部件設(shè)計時考慮其均勻腐蝕,選擇一種或幾種組合防腐方式。叉車常用的防護方式有涂層、電鍍、轉(zhuǎn)化膜和涂防銹油、脂等。不同的工藝,具有不同的耐腐蝕性能。例如杭州H系列叉車,以前許多銷、軸、螺栓、支架表面為發(fā)黑處理,液壓缸缸蓋等諸多外露加工面不進行處理,使得叉車還未出廠就已銹蝕。通過完善表面處理要求,提高零件設(shè)計的合理性,以及有效規(guī)范表面處理工藝,促進了產(chǎn)品外觀質(zhì)量和耐蝕性的提高。
采用涂層防腐,需明確油漆涂層的特性和質(zhì)量指標(biāo)。例如,車身結(jié)構(gòu)件涂層強調(diào)裝飾性和耐蝕性;前后橋等的涂層強調(diào)保護性;蓄電池箱的涂層強調(diào)耐酸性;排氣管等的涂層強調(diào)耐熱性等。采用金屬鍍層,須按照GB/T13911—1992《金屬鍍覆和化學(xué)處理表示方法》進行表示。螺紋緊固件參照GB5267—1985《螺紋緊固件電鍍層》標(biāo)準(zhǔn)確定鍍層要求。一般采用7~10μm的鍍鋅層,就能獲得較好的防護作用。對在重蝕環(huán)境下的零件,采用20~25μm的鍍鋅層。注意金屬鍍層的后處理及后處理的顏色,以免造成顏色混雜,影響整機外觀。
(5)注意避免縫隙腐蝕、電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂。對不可避免的縫隙結(jié)構(gòu)如發(fā)動機罩拼焊縫隙用密封膠封閉。異金屬連接應(yīng)盡量選取電位接近的金屬,或采取絕緣措施避免電化學(xué)腐蝕。
(6)零件的結(jié)構(gòu)要便于防護工藝的實施,必要時開設(shè)工藝孔。例如,油箱上開孔的位置要有利于噴槍嘴覆蓋全部表面進行噴丸處理。對化學(xué)前處理的工件如護頂架要開設(shè)工藝孔,防止積液。
(7)考慮選用性能優(yōu)良的耐腐蝕材料,如鍍鋅板、彩卷板、復(fù)合材料和工程塑料等。玻璃鋼具有工藝性好、比強度高、成本低的特點,配合隔熱墊可以達到一定的隔熱和降低噪聲的效果,已應(yīng)用于叉車發(fā)動機罩、蓄電池箱蓋和普通護罩等。目前應(yīng)用的玻璃鋼零件普遍是以不飽和聚脂樹脂和無堿玻璃纖維為主要原材料,配合鋼板加強筋疊壓制作而成,可獲得良好的外觀質(zhì)量,無焊接造成的焊棱和油漆難以掩飾的點焊疤痕,但耐久性差,易老化,適合試制和小批量產(chǎn)品。對批量大的罩殼類定型零件,選用工程塑料(如ABS工程塑料)取代玻璃鋼,可獲得更好的裝飾性和耐久性。發(fā)動機罩受環(huán)境影響較大,采用薄鋼板或鍍鋅板配合涂層防護更為合理。叉車將更多地借鑒汽車業(yè)新材料的應(yīng)用。
2.2 應(yīng)用投入少、見效快的防腐新工藝和新材料
(1)改進涂裝生產(chǎn)工藝,提高叉車外觀質(zhì)量和耐蝕性
國產(chǎn)叉車的涂裝普遍采用可低溫烘干的白干型油漆,目前所用面漆正由低固體分溶劑型向高固體分溶劑型及粉末涂料過渡,由丙烯酸工程磁漆過渡到裝飾性強、耐蝕性好的聚氨脂或丙烯酸聚氨脂磁漆;底漆和中間層的材料良莠不齊,有些仍在使用醇酸底漆和過氯乙烯鐵紅底漆及過氯乙烯膩子、二道漆等,而有些已在使用耐蝕性較好的磷化底漆及鐵紅環(huán)氧酯底漆、不飽和聚脂膩子(原子灰)。因大批量生產(chǎn)的需要,叉車涂裝已由地攤式改為流水線生產(chǎn),將裝配、調(diào)試后再整機面漆的生產(chǎn)工序改為分部油漆,即零部件完整油漆后再裝配、調(diào)試、精整入庫;配置進口的空氣輔助式噴槍和高壓無氣噴槍取代普通的空氣噴槍進行噴涂,提高油漆材料的利用率和涂裝效率;將漆膜自然干燥改為烘干,提高油漆的附著力和硬度,加快了生產(chǎn)速度。既滿足大批量生產(chǎn)的需要,又避免了整機油漆所造成的車身內(nèi)污染、漆膜不全、附著力和硬度低等弊病。由于油漆原材料的關(guān)系,國內(nèi)與國外同類油漆產(chǎn)品在質(zhì)量上存在很大差異,杭州叉車廠采用了國際著名品牌漆,其油漆層的豐滿度和光澤度明顯優(yōu)于使用國內(nèi)同類漆的產(chǎn)品。
(2)改進前處理工藝,提高耐蝕性及涂層的附著力
國內(nèi)叉車零件的前處理主要是噴丸處理和化學(xué)前處理。
目前噴丸處理主要應(yīng)用于厚板結(jié)構(gòu)件和鑄件,如內(nèi)外門架、車架、配重、液壓缸等。其以除銹、除氧化皮為主要目的,材質(zhì)的表面并沒有形成保護膜,零件的耐蝕性取決于表面涂層。噴丸處理后的工件需盡快油漆。就車架而言,其結(jié)構(gòu)有特殊性:內(nèi)設(shè)工作油箱和燃油箱(電瓶叉車僅有工作油箱)。油箱的清潔度問題一直是質(zhì)量控制的重點。采用噴丸處理,油箱的內(nèi)表面邊角、角落易粘細丸、灰塵,用吸塵器和手工擦拭的方法雖有一定效果,但材質(zhì)表面仍易返銹,在叉車使用過程中對油的清潔度有很大影響。國外叉車如NISSAN叉車車架焊前板材經(jīng)過預(yù)處理,涂裝前處理主要采用化學(xué)前處理。
化學(xué)前處理主要應(yīng)用于氧化皮較少的薄板結(jié)構(gòu)件,如發(fā)動機罩、儀表架等。薄板零件采用噴丸處理易造成變形;簡單的酸洗—水洗—中和—水洗—烘干—(涂裝)工藝,涂層并不能得到良好的附著力,且易返銹。目前主要應(yīng)用較成熟的中溫磷化技術(shù):脫脂除油—除銹—水洗—中溫磷化—水洗—中溫鈍化—烘干—(涂裝)。經(jīng)磷化和鈍化后處理的零件,表面形成的磷化膜在大氣中有較好的耐蝕性,能有效提高涂層的附著力。由于磷化工藝控制相對噴丸處理復(fù)雜得多,因此,與專業(yè)的前處理或涂裝廠協(xié)作生產(chǎn)是一個見效快的好辦法。杭州叉車的部分薄板結(jié)構(gòu)件就采用了中溫磷化前處理和粉末涂裝—噴塑工藝。
3 叉車應(yīng)用防腐技術(shù)的發(fā)展方向
(1)應(yīng)用陰極電泳底漆,提高叉車結(jié)構(gòu)件的防腐能力
在目前的各種油漆施工工藝中,陰極電泳底漆防腐能力最強,這一點在瑞典腐蝕研究所所做的調(diào)查中得到證明。陰極電泳涂裝生產(chǎn)可實現(xiàn)全自動化,施工安全、效率高;以水為溶劑,可做到無排放和幾乎無污染;漆膜均勻并具有優(yōu)良的抗蝕性,在磷化處理后電泳,耐鹽霧能力可達到800-1200h;漆膜結(jié)合力與韌性及硬度指標(biāo)皆具有優(yōu)勢,此項防腐技術(shù)已經(jīng)在汽車、輕工產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用并日益成熟。雖然目前在國內(nèi)叉車行業(yè)尚無采用此生產(chǎn)工藝的介紹,但其在國外叉車上早已得到應(yīng)用,例如NISSAN叉車的發(fā)動機罩、護頂架、儀表架等薄板件和輪輞、電瓶支架等小結(jié)構(gòu)件。在國內(nèi)叉車產(chǎn)品上應(yīng)用只需對現(xiàn)有工藝進行完善:基材前處理(包括磷化)—清洗—去離子洗—陰極電泳底漆—去離子水洗—清洗—固化—(面漆涂裝),在現(xiàn)有的磷化前處理生產(chǎn)線上增設(shè)電泳涂裝設(shè)備就能實現(xiàn),或利用專業(yè)協(xié)作廠的電泳涂裝線。陰極電泳漆目前較多采用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨脂等,與目前叉車所用面漆(丙烯酸或聚氨脂磁漆)具有良好的配套性,組織生產(chǎn)簡單。
(2)應(yīng)用達克羅技術(shù),提高重蝕環(huán)境中叉車零件的耐蝕性
達克羅即片狀鋅基鉻酸鹽防護涂層,亦稱鋅鉻膜,是當(dāng)今國際表面處理的高新技術(shù)。經(jīng)達克羅處理的金屬制品性能優(yōu)異:耐蝕性高,一般涂層厚6-8μm就可保證在鹽霧試驗中480~1 000h不出紅銹,是電鍍鋅的5-7倍;高耐熱性(可耐熱至300℃),表面被膜即使長時間置于高溫條件下也不會被腐蝕,而電鍍鋅法(有色鉻酸鹽處理),在100℃左右,表面的鉻酸鹽被膜就開始變化,抗腐蝕性急劇下降;無氫脆性,適用于高強度受力件。在汽車、摩托車配件、電力、海洋工程等方面已開始大量使用,并獲得了極高的評價。國內(nèi)叉車尚未應(yīng)用該技術(shù),但從NISSAN叉車的圖紙上可以看到其動力系統(tǒng)的一些零件如發(fā)動機聯(lián)接螺栓、油管環(huán)箍等,已采用了鋅鉻膜防護。隨著國內(nèi)達克羅技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)成本的降低,相信國內(nèi)叉車亦有可能對重蝕環(huán)境(高溫、高腐蝕性環(huán)境)中的零件應(yīng)用鋅鉻膜防護。
4 結(jié)束語
提高叉車的耐蝕性和外觀質(zhì)量,著重是提高設(shè)計的合理性及應(yīng)用先進的防腐工藝和材料。這些綜合措施同樣適用于其他類型的工程車輛和倉儲運輸車輛。
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