Aplikácia a analýza výkonu technológie striekania odolnej voči opotrebovaniu v oblasti automobilového príslušenstva

Na pozadí vývoja automobilového priemyslu smerom k vysokej spoľahlivosti a dlhej životnosti, Striekací náter (proces nanášania striekaním) je kľúčovou technológiou na zlepšenie povrchových vlastností dielov a jej charakteristiky odolnosti proti opotrebeniu sa čoraz častejšie používajú v oblasti automobilového príslušenstva. Proces striekania odolného voči opotrebovaniu výrazne zlepšuje odolnosť príslušenstva voči opotrebovaniu, korózii a nárazu vytváraním vysokovýkonných povlakov na povrchu kovových alebo nekovových substrátov a stal sa dôležitým prostriedkom pre výrobcov automobilov na optimalizáciu kvality produktov a zníženie nákladov na údržbu. Tento článok podrobne analyzuje praktickú hodnotu sprejového lakovania odolného voči opotrebovaniu v oblasti automobilového príslušenstva z technických princípov, aplikačných scenárov, výkonnostných výhod a priemyselných trendov.

1. Technické princípy a procesné výhody odolnosti proti opotrebovaniu Spray Coating

Jadrom procesu striekania odolného voči opotrebeniu je rovnomerné priľnutie materiálov odolných voči opotrebeniu (ako sú kovové zliatiny, keramické častice, polymérne kompozitné materiály atď.) k povrchu príslušenstva pomocou vysokorýchlostného striekania alebo vysokoteplotného tavenia za vzniku povlaku so špeciálnymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Podľa typu procesu je možné ho rozdeliť na tepelné striekanie (ako je plazmové striekanie, striekanie nadzvukovým plameňom), elektrostatické striekanie, práškové striekanie atď. Rôzne procesy sú vhodné pre príslušenstvo s rôznymi materiálmi a požiadavkami na výkon.

V porovnaní s tradičnými technológiami povrchovej úpravy (ako je galvanické pokovovanie, tepelné spracovanie) má sprejový náter odolný voči opotrebovaniu významné výhody:
Široká prispôsobivosť materiálu: povlaky možno vytvárať na povrchoch rôznych substrátov, ako je oceľ, hliník, plast atď., a materiály povlaku možno flexibilne vyberať podľa požiadaviek na odolnosť proti opotrebeniu. Napríklad tvrdosť keramického povlaku z karbidu volfrámu môže dosiahnuť HRC nad 60, čo ďaleko presahuje bežné kovové substráty;
Výrazné zlepšenie výkonu: hrúbka povlaku sa dá presne kontrolovať (od desiatok mikrónov do niekoľkých milimetrov), účinne vypĺňa povrchové defekty podkladu, zlepšuje tvrdosť povrchu, odolnosť proti opotrebeniu a korózii. Podľa údajov z kontroly sa životnosť príslušenstva ošetreného nástrekom odolným voči opotrebovaniu môže predĺžiť 3-5 krát;
Vysoko šetrné k životnému prostrediu: Niektoré nové procesy (napríklad práškové striekanie bez rozpúšťadiel) môžu znížiť emisie VOC, vyhovovať globálnym predpisom na ochranu životného prostredia a sú udržateľnejšie ako procesy galvanizácie.

2. Typické aplikačné scenáre sprejového lakovania odolného voči opotrebovaniu v automobilovom príslušenstve

(I) Príslušenstvo systému motora
Piestny krúžok, ventilové potrubie, kľukový hriadeľ a ďalšie príslušenstvo vo vnútri motora sú vystavené silnému opotrebovaniu v prostredí s vysokou teplotou, vysokým tlakom a vysokou rýchlosťou pohybu. Proces striekania nadzvukovým plameňom pokrýva povrch piestneho krúžku povlakom zo zliatiny karbidu chrómu, ktorý môže vytvoriť ochrannú vrstvu s vysokou tvrdosťou a odolnosťou voči vysokej teplote, čím sa zníži koeficient trenia a zároveň sa zníži únik paliva a zlepší sa účinnosť motora. Po potiahnutí potrubia ventilu keramickým povlakom s plazmovým nástrekom sa výrazne zlepší odolnosť proti opotrebovaniu, čo môže účinne znížiť opotrebenie medzi ventilom a potrubím a predĺžiť celkovú životnosť motora.

(II) Príslušenstvo podvozku a prevodového systému
Ramená zavesenia kolies, kĺby riadenia, polovičné hriadele a ďalšie príslušenstvo v podvozku sú dlhodobo vystavené zložitým cestným podmienkam a korozívnemu prostrediu a sú náchylné na zväčšenie medzier a zníženú presnosť ovládania v dôsledku opotrebovania. Proces elektrostatického striekania sa používa na potiahnutie polymérneho povlaku odolného voči opotrebeniu na povrchu závesného ramena, čím je možné súčasne dosiahnuť účinky zníženia korózie a trenia; ozubený hriadeľ prevodového systému dokáže odolávať vyšším krútiacim zaťaženiam tepelným nástrekom kovového cermetového kompozitného povlaku, čím sa znižuje opotrebenie ozubenia a znižuje sa hluk prevodovky.

(III) Príslušenstvo karosérie a exteriéru
Prahové nosníky, podbehy kolies, pancier podvozku a ďalšie časti sú náchylné na nárazy piesku a štrku a koróziu dažďa a snehu. Sú to odolné proti opotrebeniu. Spray Coating sprejuje polymočovinový elastomér alebo povlak na báze gumy, aby vytvoril pružnú vrstvu odolnú voči opotrebovaniu, ktorá účinne odoláva nárazom štrku a zabraňuje hrdzi. Vonkajšie obloženie, ako sú držiaky nárazníkov, nosiče batožiny atď., sú potiahnuté polyesterovým náterom odolným voči opotrebovaniu pomocou práškového nástreku, ktorý môže zlepšiť tvrdosť povrchu a odolnosť proti poškriabaniu a zároveň dosiahnuť bohaté farebné efekty.

3. Kľúčové ukazovatele výkonu a testovacie štandardy pre sprejový náter odolný voči opotrebovaniu

Výkon striekaného náteru závisí od základných ukazovateľov, ako je priľnavosť náteru, tvrdosť, rovnomernosť hrúbky a odolnosť proti starnutiu v prostredí:
Priľnavosť: Pevnosť spojenia náteru a podkladu sa zisťuje mriežkovou metódou (ISO 2409) alebo odtrhovou metódou (ASTM D4541). Kvalifikované normy zvyčajne vyžadujú priľnavosť ≥5 MPa;
Tvrdosť: Na meranie tvrdosti povlaku použite mikrotvrdomer (napríklad tvrdosť Vickers HV). Tvrdosť keramických povlakov musí dosiahnuť HV nad 1000 a tvrdosť povlakov z kovových zliatin musí byť ≥ HV 500;
Odolnosť proti opotrebovaniu: Životnosť povlaku sa hodnotí pomocou testu abrazívneho opotrebovania (ako je ASTM G65). Skúšobné podmienky zahŕňajú typ abrazíva, zaťaženie, klznú vzdialenosť atď. Hmotnosť opotrebovania vysokokvalitného povlaku by mala byť ≤0,1 g/1000 cyklov;
Odolnosť proti korózii: Test soľným postrekom (ISO 9227) je bežnou metódou na zistenie odolnosti povlaku voči korózii. Nátery automobilového príslušenstva zvyčajne musia prejsť 1000 hodinovým testom soľnej hmly a na povrchu nie je zjavná hrdza.

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) a Asociácia automobilového priemyslu (ako SAE a IATF) majú jasné špecifikácie pre parametre procesu, výkonnosť náteru a metódy detekcie sprejového náteru odolného voči opotrebovaniu. Výrobcovia automobilov musia vybrať zodpovedajúce normy na základe prostredia používania príslušenstva, aby sa zabezpečilo, že výkon povrchovej úpravy spĺňa konštrukčné požiadavky.

4. Priemyselné trendy: Inovácia striekaného lakovania inteligentného a ekologického pohonu odolného voči opotrebovaniu

(I) Aktualizácia inteligentného procesu
S popularizáciou technológie Industry 4.0 sa sprejové lakovanie odolné voči opotrebovaniu postupne vyvíja smerom k inteligencii. Napríklad inštaláciou laserového snímača vzdialenosti na rameno robota sa dosiahne dynamické nastavenie trajektórie striekania a monitorovanie hrúbky povlaku v reálnom čase; big data analyzuje korelačný model parametrov procesu a výkonu náteru a optimalizuje schému striekania na zlepšenie výťažnosti; zavádza systém vizuálnej kontroly AI na identifikáciu a triedenie defektov povrchu náteru (ako sú bubliny a netesnosti) pri vysokej rýchlosti, aby sa znížili náklady na manuálnu kontrolu.

(II) Zelené materiály a inovácie procesov
Prísnejšie environmentálne predpisy podporujú transformáciu sprejového náteru odolného voči opotrebovaniu smerom k nízkemu znečisteniu a nízkej spotrebe energie. Používanie ekologických materiálov, ako sú bio nátery odolné proti opotrebeniu (ako sú polyuretány na báze rastlinných olejov) a recyklovateľné práškové nátery, sa stáva čoraz rozšírenejším; nové procesy, ako je nízkoteplotné plazmové striekanie a striekanie za studena, sú v súlade s cieľom automobilového priemyslu v oblasti uhlíkovej neutrality znížením spotreby energie a znížením emisií škodlivých plynov. Okrem toho prielom v technológii recyklácie a opätovného použitia odpadových náterov ešte viac zlepšil ekologickosť procesov striekania odolných voči opotrebovaniu.

(III) Prielom v technológii kompozitných povlakov
Prekážku výkonu jednomateriálových povlakov prekonáva technológia kompozitných povlakov. Napríklad dizajn dvojvrstvovej štruktúry "keramickej vrstvy odolnej proti opotrebeniu kovovej prechodovej vrstvy" môže vyriešiť problém nesúladu medzi koeficientom tepelnej rozťažnosti keramického povlaku a kovového substrátu a zlepšiť väzbovú silu povlaku; nanokompozitný povlak môže výrazne zvýšiť odolnosť proti únave a samomaznú schopnosť povlaku zavedením plnív v nanoúrovni (ako sú grafénové a uhlíkové nanorúrky), čo poskytuje lepšie riešenie pre automobilové príslušenstvo v extrémnych prevádzkových podmienkach.

Proces Spray Coating odolný voči opotrebovaniu sa stal nepostrádateľnou kľúčovou technológiou v automobilovom priemysle so svojimi významnými výhodami pri zlepšovaní výkonu automobilových dielov, predlžovaní životnosti a znižovaní nákladov na údržbu. Vďaka neustálej inovácii inteligentných, ekologických a kompozitných technológií lakovania v budúcnosti bude sprejové lakovanie ukazovať väčší aplikačný potenciál v nových oblastiach, ako sú nové energetické vozidlá a autonómne riadenie, a podporí rozvoj automobilového priemyslu smerom k vyššej kvalite a udržateľnosti.