工程机械涂层配套体系设计研究

赵晓峰

中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所  河南洛阳  471000

摘要：工程机械是机械工业的重要分支之一，具有独特的特点。它在产品结构、功能、工作条件等方面明显不同于其他机械产品。产品主要包括挖掘机械、工程起重机械、混凝土机械、压实机械等。随着科学技术的发展和进步，我国工程机械取得了飞速发展。目前，其产销量位居世界第三。在工程机械的制造过程中，涂装是必不可少的一道工序，与机械加工、焊接、装配合称为四道工序。工程机械涂装能有效地起到防锈保护、标记和警示的作用。

关键词：工程机械；涂层配套；体系设计

引言

目前行业内大多厂家的涂装工艺设计只是根据经验或行业借鉴，各个厂家涂料涂层体系及涂料质量都有一定的差异性。随着涂料行业不断发展，涂料性能也在不断提升，单凭经验或相互借鉴，缺乏对涂料涂层体系最真实、系统的性能验证，或导致涂层涂装后不能满足客户要求的外观防护需求，或导致实际涂装标准远高于客户的需求而带来成本压力，这样均不利于公司的发展。

1工程机械涂装特点

工程机械的油漆主要是细件的油漆和结构件的油漆根据零件特点，分为薄零件油漆、结构零件油漆和小零件油漆，同时工程机械会在装配开发过程中破坏漆膜，必须进行全机油漆（修理）。工程机械涂装解决方案设计时，可参考汽车涂料涂装解决方案和船舶防腐涂料解决方案。对于司机室和机器罩等薄零件的油漆，防腐漆与汽车相似，采用磷电法进行油漆。由于薄零件的材料和成型工艺不能与汽车相提并论，电解液后薄零件需要一点乳胶。此外，它的外观要求比汽车低，一般的乳胶直接研磨油漆，而不是使用平均油漆。近年来，随着成型工艺的发展，电解后也出现了粉末涂料工艺。工程机械结构的尺寸和复杂性以及单个模型的生产大大低于汽车的事实使得油漆设备与汽车油漆大不相同，自动化程度相对较低，油漆环境与汽车油漆大不相同，主要是通过手工喷涂，甚至但是，由于结构形状复杂，需要添加人工喷涂工作站。机械工程作业的腐蚀环境比船舶轻。虽然腐蚀要求低于船舶重防腐涂料的要求，但对于结构部件涂料，应使用船舶所用的预处理工艺，以确保涂料的粘接性和使用寿命。小零件的油漆设计是灵活的，油漆过程由大小、外观和表面加工决定。当前绘制过程类似于结构杆件的绘制过程，即在处理后应用填色。对于不能抛光的小零件，例如水管，可以使用磷光表面处理进行油漆，既可以是底油漆，也可以是粉末油漆。还有一些小零件没有油漆，但使用其他表面处理，例如电镀和镀锡。整个工程机械的修理或涂装工艺应根据具体情况确定涂装工艺。对于大型工程机械制造商，通过不断提高装配和开发水平，实现了零件精加工机局部修复的实施过程。对于一些小型工程机械制造商来说，由于在装配调试过程中大量的漆膜表面被破坏，安装零件时只需使用基本油漆，或者表面油漆只应用一次，在调试结束时进行表面油漆。

2工程机械涂装的作用

(1）保护功能。一般来说，工程机械零件和结构的制造加工过程比较复杂，生产周期不短，旋转时，如果操作者军队工程机械零件进行表面加工，容易出现腐蚀现象。尤其是炎热潮湿的夏天，加快腐蚀时间。工程机械的制造加工过程中，必须涂上大量的结构件，有效地避免制造加工过程中产生腐蚀的假象。为了提高产品质量，一些企业直接抛光购买的钢板，喷上耐用涂料。工程机械企业使用的零部件大多为钢结构件，在设备的储存和使用过程中容易呈现锈蚀现象，在一定程度上需要直接改变设备的使用寿命。因此，工程机械的所有零件都必须正确涂上油漆，从而有效地隔离腐蚀物，如氧气、水和灰尘，在表面涂上适量的油漆膜，以防止腐蚀，从而缩短设备的使用寿命工程机械涂装功能中，保护功能最基本，能有效提高工程机械产品的质量。(2）装饰效果。虽然机械工程设备是在非常困难的环境下进行的，但消费者也想拥有漂亮大方的工程设备。因此，机械加工具有装饰功能，通过仔细设计油漆的外观和应用，机械设备的表面可以产生显着的外观效果，例如颜色、亮度和整体形状，从而在某种意义上吸引更多的消费者。此外，由于机械设备结构的规模和相对复杂性，不可能保证所有产品的美观。因此，工程机械行业提出了一个新概念，即复盖概念，即只需在机器设备之外添加复盖物，如覆盖物、油箱、驾驶员舱等。必须使用涂层技术正确地装饰这些涂层，要求表面涂膜非常平滑、均匀和完整，并在一定时间内对涂层的褪色程度进行合理的控制。(3）标志功能性建筑机械涂料的信息传递功能有四个方面，包括安全信息、使用维护和企业品牌信息。(a）部分施工机械设备在施工过程中存在一定的危险点，所以喷洒黄色和黑色的警示色，传达安全信息，警告周围的人不要接近，注意安全。(b）在使用过程中必须保持设备（例如润滑油填充）。为了使装备维修职员能够快速找到加油点，加油部位涂上了与周围颜色截然不同的油漆。(c）对于一些大型工程机械设备，企业直接在大型零部件表面喷射企业标识，起到宣传作用。(4）建筑机械企业将所有产品刷成相同的酒色和风格，起到企业标识的作用，即使看不到产品的标识，也能知道产品属于哪个公司。比如三一的《中国红》、卡特的《卡特黄》、中联的白色酒色等。工程机械“傻瓜、大、傻瓜、大”的外观已成为过去。企业在外观质量上下了功夫。一些科研院所对工程机械的造型设计、外观设计、涂装设计进行了研究，促进了工程机械涂装外观的发展。工程机械印章的三大功能在不同的工程机械发展时期受到了不同的重视。20世纪90年代以前，不生锈是主要功能。2000年后，人们开始关注工程机械的外观。油漆在满足防锈功能的同时，逐渐把装饰功能放在重要位置。随着工程机械的发展，企业逐步增加了品牌建设和企业文化宣传。印章标识功能除了使用过去的维护标识和安全警告外，还提供了企业品牌和文化的详细信息。

3选择涂装工艺

根据钢铁基材零部件结构形状、制造工艺路线和涂装质量标准等要求，在产能负荷满足要求的前提下，考虑专线专用的原则，建议几种零部件典型涂装工艺方案设计如下：驾驶室、操纵室A+类外观覆盖件，选用2C2B或3C2B涂装体系,即电泳底漆+面漆（或中涂+面漆）。前处理采用脱脂硅烷处理工艺；覆盖件组一般为冷轧钢板或镀锌钢板，外观覆盖件可选用防腐、耐老化性能均较优秀的单涂层聚酯粉末工艺。前处理采用脱脂磷化或脱脂硅烷处理工艺；中大型结构件组，一般为热轧钢板，表面有氧化皮等，并常带空腔结构，涂层需要耐候性和一定的外观装饰性。涂装工艺可选用两涂层（底漆+面漆）工艺，前处理采用除油+抛丸处理；管状件、中小金属件组，可采用静电粉末涂装工艺。前处理采用抛丸+脱脂硅烷处理；港机和海洋平台钢结构组，按重防腐涂装标准（双组分环氧富锌底漆+环氧云铁中涂+聚氨酯面漆涂层体系）执行。前处理采用除油+抛丸处理；值得注意的是，目前环保政策日趋严格，建议涂料选用低VOC型涂料（如水性涂料、高固体份涂料、粉末涂料），低温固化型涂料。

4机械设备钢结构防护涂层配套体系

机械钢结构表面防腐涂料的设计符合ISO9223:2012，金属和合金对空气腐蚀的分类、测量和评估，可在C3及以上空气腐蚀环境中持久耐用。主体钢结构的外表面继续使用传统的三层中间层保护涂层系统，包括能够提供阴极电化学保护的富锌基层、能够提供屏蔽物理保护的环氧中间层和聚氨酯层、氟化碳层或层该涂料体系的显着特点是优良的保鲜性能和较长的贮存期，但该体系中富含环氧锌的基漆的基材表面处理水平较高，三路涂料体系需要较长的运行周期，与要求背道而驰因此，一方面需要确保定期维护防腐涂料，延长涂料的使用寿命，降低涂料维修成本；另一方面，还需要开发耐受性涂料，用于机械修理的快速干燥低表面处理。

结束语

总之，工程机械涂装工艺比较复杂，作为工程机械产品制造的重要组成部分，对产品质量有着重要影响，企业应高度重视。虽然将在一段时间内继续采用传统的涂料技术，但大型企业必须积极努力，根据实际环境、节能和环境保护情况，革新涂料工艺和改进涂料设备。

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