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

Na pozadí vývoja automobilového priemyslu smerom k vysokej spoľahlivosti a dlhej životnosti, Striekací náter (proces nanášania striekaním) je kľúčovou úpravou dielov na zlepšenie povrchových vlastností a jej odolnosti proti čoraz bežnejšie používaným v oblasti automobilového príslušenstva. Proces striekania odolného voči opotrebovaniu výrazne zlepšuje odolnosť automobilov voči opotrebovaniu, korózii a nárazu vytváraním vysokovýkonných povlakov na povrch kovových alebo nekovových substrátov a stále je dôležitým prípravkom pre kvalitu produktov na optimalizáciu produktov a znižuje náklady na údržbu. Tento podrobný článok 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 vysokoteplotnej taveniny za vzniku povlaku so špeciálnymi fyzikálnymi a chemickými obsahmi. Podľa typu procesu je možné 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., povlaky možno flexibilne použiť podľa požiadavky na odolnosť proti opotrebeniu. Napríklad tvrdosť keramického povlaku z karbidu volfrámu môže dosiahnuť HRC nad 60, čo ďaleko presahuje bežné kovové substráty;
Výrazný výkon: vrstva náteru sa dá presne kontrolovať (od desiatok mikrónov do milimetra), zlepšenie povrchu dokonalejšie dopĺňa defekt, zlepšuje tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu a korózii. Podľa údajov zo životnosti príslušenstva skúšaného odolného voči opotrebovaniu kontroly môže trvať 3-5 krát;
Vysoko šetrné k životnému prostrediu: Niektoré nové procesy (napr. práškové striekanie bez rozpúšťadiel) môžu nižšie emisie VOC, vyhovovať bežným predpisom na ochranu životného prostredia a sú udržateľné 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, vysokým tlakom a vysokou rýchlosťou pohybu. Proces striekania nadzvukovým plameňom pokrýval povrch pietneho krúžku povlakom zo zliatiny karbidu chrómu, ktorý dokáže vytvoriť ochrannú vrstvu s vysokou tvrdosťou a odolnosťou voči vysokej teplote, čím znížite trenia a zároveň znížite únik paliva a zlepšíte účinnosť motora. Po potiahnutí potrubia ventilu keramickým povlakom s plazmovým nástrekom sa zlepší odolnosť proti opotrebovaniu, čo môže znížiť opotrebenie medzi ventiláciou a potrubím a funkčnou stabilitou motora.

(II) Príslušenstvo podvozku a prevodového systému
Ramená zavesená kolesá, kĺby riadenia, polovičné hriadele a ďalšie príslušenstvo v podvozku sú vystavené zložitým cestným podmienkam a dlhodobo rozrušovanému prostrediu a sú náchylné na zväčšenie medzi znížením a presnosťou ovládania v dôsledku opotrebovania. Proces elektrostatického striekania sa používa na potiahnutie polymérneho povlaku odolného voči opotrebeniu na povrchu závesného ramena, čím je možné súčasne znížiť korózie a trenia; ozubený prevod prevodového systému dokáže odolávať vyšším krútiacim zaťažením tepelným nástrekom kovového cermetového kompozitného povlaku, čím sa znižuje opotrebenie ozubenia a znižuje sa hluk prevodovky.

(III) Príslušenstvo karosérie a exteriéru
Prahové trámy, podbehy kolies, pancier podvozku a ďalšie časti sú náchylné na nárazy piesku a štrku a korózii dažďa a snehu. Sú to odolné proti opotrebeniu. Spray Coating nanáša polymočovinový elastomér alebo povlak na báze gumy, aby vytvoril pružnú vrstvu odolnú voči opotrebovaniu, ktorá odolná nárazom štrku a hrdla. Vonkajšie obloženie, ako sú držiaky nárazníkov, nosiče batožiny atď., sú natiahnuté 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 (napr. 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 aplikáciu povlaku voči korózii. Nátery automobilového príslušenstva zvyčajne najskôr 1000 hodín testom soľnej hmly a na povrchu nie je zjavná hrdza.

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) a Asociácia automobilového priemyslu (ako SAE a IATF) jasné informácie pre parameter procesu, výkonnosť špecifikácie a metódy detekcie náterového náteru odolného voči opotrebovaniu. Výrobcovia musia spĺňať štandardy na základe používania zariadení, aby sa zabezpečilo, že výkon povrchovej automobilovej spĺňa všetky 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 odolnosti voči opotrebovaniu postupne vyvíja smerom k inteligencii. Napríklad inštaláciou laserového snímača vzdialenosti od ramena robota dosiahnete dynamické nastavenie trajektórie striekania a monitorovania vrstvy povlaku v reálnom čase; big data analyzuje korelačný model parametrov procesu a výkonu náteru a optimalizuje schému striekania na zlepšenie výťažnosti; zavedenie systému vizuálnej kontroly AI na identifikáciu a triedenie defektov náteru (ako sú bubliny a netesnosti) pri vysokej rýchlosti, aby sa znížili náklady na manuálnu kontrolu.

(II) Zelené materiály a inovácie procesov
Prísnejšie podporujú transformáciu sprejového náteru na odolnosť 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 štúdium, sú v súlade s automobilovým priemyslom v oblasti cieľovej neutrality zníženia spotreby energie a zníženia emisií škodlivých plynov. Okrem toho v technológii recyklácie a opätovného použitia odpadových náterov sa ešte viac zlepšila ekologickosť procesov odolných voči opotrebovaniu.

(III) Prielom v technológii kompozitných povlakov
Prekážka výkonu jednomateriálových povlakov prekonáva technológie kompozitných povlakov. Napríklad dizajn dvojvrstvovej štruktúry "keramickej vrstvy odolnej proti opotrebeniu kovovej prechodovej vrstvy" môže 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 plní v nanoúrovni (ako sú grafénové a uhlíkové nanorúrky), čo poskytuje riešenie pre automobilové príslušenstvo v extrémnych prevádzkových podmienkach.

Proces Spray Coating odolný voči opotrebovaniu sa stal nepostrádateľnou kľúčovou technológiou v automobilovom priemysle so špičkovými automobilovými výhodami pri zlepšovaní výkonu dielov, predlžovaní životnosti a znižovaní nákladov na údržbu. Vďaka neustálej inovácii riadenia energetických inteligentných, ekologických a kompozitných technológií lakovania v budúcnosti bude sprejové lakovanie prejavovať väčší aplikačný potenciál v nových oblastiach, ako sú nové a autonómne vozidlá, a podpora rozvoja priemyslu smerom k vyššej kvalite a udržateľnosti.