CN111995925B - 一种金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属件表面处理技术领域，尤其涉及金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法，本发明包括步骤：将接合面粗糙度小于13微米的金属件进行漆前处理，然后对金属件的接合面进行涂装，以在金属件接合面形成均匀连续的涂层，再对该涂层进行烘干固化；涂层包括组分及各组分的重量百分比为：45～65％树脂和35～55％颜填料，其中颜填料中含有二硫化钼和片状石墨，其占颜填料的重量百分比为，二硫化钼≤1％和片状石墨≤1％；涂层的厚度为15～40微米，涂层的厚度均匀性为±5μm，涂层的摩擦系数为0.08～0.2，涂层的硬度为HB～2H。本发明能够防止由于涂层的原因引起的松动，提高金属件紧固连接的可靠性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属件表面处理技术领域，尤其涉及一种金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法。
背景技术
汽车装配过程中，紧固件连接为零部件的主要连接方式，由于零部件所受荷载不同，除零件本身制造工艺及紧固件的性能外，紧固件的可靠性还与两个零部件接合面的涂层性能相关。汽车装配中的两个紧固连接的金属件主要有：锻件类(如商用车悬架系统推力杆轴销与驱动桥上的推力杆支架的紧固连接)，铸件类(如商用车前端大支架与车架的紧固连接)、冲压件类(如商用车电瓶框与车架的紧固连接)等。为了提高金属件接合面的耐腐蚀性能，一般是在金属件接合面上涂装耐腐蚀防护涂层，但是金属件接合面涂覆的耐腐蚀涂层厚度及其均匀性、硬度、摩擦系数等性能对紧固件连接的松弛应力，扭紧力矩的保持都有很大关系，会影响金属件紧固连接的可靠性，造成车辆行驶过程中出现紧固件松动、松脱的问题。
发明内容
为了解决以上由于耐腐蚀涂层造成金属件松动、松脱的问题，本发明的目的是提供一种金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法，以提高金属件紧固件连接的可靠性。
为实现上述目的，本发明设计的一种金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法，将接合面粗糙度小于13微米的金属件进行漆前处理，然后对金属件的接合面进行涂装，以在金属件接合面形成均匀连续的涂层，再对该涂层进行烘干固化；所述涂层包括组分及各组分的重量百分比为：45～65％树脂和35～55％颜填料，其中颜填料中含有二硫化钼和片状石墨，其占颜填料的重量百分比为，二硫化钼≤1％和片状石墨≤1％；所述涂层的厚度为15～40微米，所述涂层的摩擦系数为0.08～0.2，所述涂层的硬度为HB～2H。
作为优选方案，所述的漆前处理为金属件在喷涂或电泳前应进行脱脂除油及磷化工艺，所述脱脂工艺保证金属件及接合面无油污，所述的磷化工艺及形成的磷化膜与喷涂或电泳工艺实现的涂层配套性良好，所述磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2。
作为优选方案，所述涂层的厚度均匀性为±5μm以内。
作为优选方案，所述涂装采用喷涂或电泳工艺。
作为优选方案，所述烘干固化，烘干温度为80～180℃，烘干时间在30～60分钟。
作为优选方案，所述金属件为锻件、铸件或冲压件，所述的冲压件为热轧板、冷轧板。
作为优选方案，所述片状石墨为磷片石墨。
作为优选方案，所述树脂为环氧树脂、环氧聚酰胺树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。
作为优选方案，所述涂层的耐盐雾性能为240～800小时。
本发明的优点在于：与现有金属件紧固连接接合面涂层相比，本发明金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法具有以下优点：
(1)由于涂层是由有机树脂及无机颜填料组成，其本身耐磨性能低于钢铁件本身，在应用过程中随着涂层磨损，接合面之间间隙会越来越大，从而造成松动并引起紧固件脱落和断裂。因此，对于金属件的紧固性能，涂层的厚度也是重要的因素之一，本发明通过优化涂层的厚度为15～40微米，减少应用过程中接合面涂层的磨损造成的间隙，防止松动。
(2)涂层的厚度均匀性会造成紧固件拧紧时出现假性扭矩(拧紧时接合面涂层较厚的区域先接触，当扭矩达到规定值时，不再拧紧，这时接合面涂层较薄的区域还没有接触，这就造成接合面连接不紧密，容易造成松动，因此金属件接合面涂层的厚度均匀性也是影响松动的重要因素之一，本发明限定厚度均匀性为±5μm以内，避免紧固件拧紧时出现假性扭矩，进而提高接合面的紧密性，防止由于涂层的原因引起的松动。
(3)硬度与摩擦系数存在关联，涂层的硬度低会造成接合面拧紧时在扭矩达到要求值时出现假性扭矩，在应用中极易出现涂层松弛，蠕动造成紧固连接轴向力下降，从而造成松动和紧固件断裂，理论上涂层硬度越高对避免松动越有利，但是很高的硬度的涂层实施难度大，成本高，因此，本发明综合考虑实际的实施难易程度、摩擦系数等方面控制硬度在HB～2H。
(4)涂层接合面摩擦系数与涂层成分、厚度均匀性，硬度都有关系，同等情况下厚度不均匀其摩擦系数低，较低的摩擦系数引起接合面微小的滑动，造成接合面磨损增大，引起松动，因此综合以上因素本发明控制摩擦系数在0.08～0.20。
(5)涂层的成分也会影响涂层的摩擦系数和硬度，本发明通过向涂层中添加二硫化钼和片状石墨，耐磨材料不仅可以使涂层硬度提高，而且可以调整涂层的摩擦系数，使摩擦系数在0.08～0.20，硬度在HB～2H的一个合理的范围内。
(6)本发明采用喷涂和电泳涂装，其中电泳涂装所形成涂层为阴极电泳涂层，零件进行脱脂除油及磷化处理，磷化膜厚2～4μm，膜重1～3g/m2。磷化工艺形成的磷化膜与防腐防松涂层配套性良好，阴极电泳涂层膜厚易控制、更均匀，硬度相对较高、防腐性能较好，零件可以采用电泳涂装的前提下，应优先采用。
(7)本发明对金属件紧固连接接合面完成涂装工序并通过紧固件完成装配，进行整车路试扭紧力矩均保持良好，紧固件无松脱、断裂现象，因此采用本发明的方案后能够有效地防止由于涂层引起的松动现象，能够提高紧固件连接的可靠性。
(8)本发明的适用范围广，能够广泛应用在粗糙度小于13微米的锻件、铸件和冲压件的接合面上，而且处理方法简单，生产成本低。
附图说明
图1为实施例1中推力杆总成轴销的装配结构示意图；
图中各部件标号如下：装配第一接合面1、装配第二接合面2、驱动桥推力杆支架3、轴销4、螺栓5、推力杆6。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。
实施例1商用车推力杆总成轴销接合面涂层的防腐防松处理方法
结合图1所示，推力杆总成为重要的平衡及受力零件，推力杆总成包括推力杆6和轴销4，其通过螺栓5与驱动桥推力杆支架3紧固连接，螺栓5拧紧后轴销4的装配第一接合面1与驱动桥推力杆支架3相接合，轴销4的装配第二接合面2与螺栓5相接合，为了提高轴销4的耐腐蚀性能，一般需向装配第一接合面1和装配第二接合面2上涂覆防腐涂层，但是在行车过程中涂层容易造成螺栓5松动的问题，本发明目的在于防止由于涂层的原因而引起螺栓5松动的现象，提出一种商用车的推力杆总成轴销装配接合面涂层的防腐防松处理方法，包括步骤：
(1)漆前处理：将粗糙度小于6微米的推力杆总成轴销接合面进行脱脂除油及磷化工艺，脱脂工艺保证零件及紧固接合面无油污，磷化工艺形成的磷化膜与防腐防松涂层配套性良好，其中磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2。
(2)涂装：对漆前处理后的推力杆总成轴销进行喷涂，涂层的组分包括52％环氧树脂和丙烯酸树脂、48％颜填料，其中，颜填料中含有0.5％二硫化钼和0.8％片状石墨；涂层固化温度为110℃，40分钟，固化后，涂层的厚度为30微米，厚度均匀性在±5微米，涂层的耐盐雾性能为360小时，涂层的硬度为2H，涂层的摩擦系数为0.10。
(3)紧固连接可靠性验证：商用车推力杆总成紧固连接的螺栓为10.9级，公称直径d为24mm，螺距p为2mm，进行7500公里的道路试验，路试前扭紧力矩为750Nm～850Nm，路试后扭紧力矩为800Nm。路试中螺栓无松脱、断裂现象。
商用车推力杆总成轴销装配接合面涂层均无流挂等弊病，推力杆总成轴销和支架通过紧固连接后，防腐性能良好，紧固连接性能优良，满足推力杆总成轴销的防腐、防松性能要求。
实施例2车桥轮毂接合面涂层的防腐防松处理方法
车桥轮毂与车轮的装配接合面是典型的紧固件连接接合面，其紧固连接的可靠性极为重要，而且车桥轮毂与车轮之间极易发生螺栓紧固连接松动，造成螺栓断裂，车轮脱落等事故。车桥轮毂的接合面的处理方法，包括步骤：
(1)漆前处理：将粗糙度小于8微米的车桥轮毂接合面进行脱脂除油及磷化工艺，脱脂工艺保证零件及紧固接合面无油污，磷化工艺形成的磷化膜能与涂层实现良好的配套，其中磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2。
(2)涂装：对漆前处理后的车桥轮毂采用湿碰湿喷涂，涂层的组分包括58％的环氧树脂和环氧聚酰胺树脂、42％颜填料，颜填料中含有0.4％二硫化钼、1％片状石墨；涂层固化温度为90℃，30分钟，固化后，涂层的厚度为35微米，厚度均匀性为±5μm，涂层的耐盐雾性能为240小时，涂层的硬度为H，涂层的摩擦系数为0.12。
(3)紧固连接可靠性验证：效果良好。
商用车车桥轮毂的装配接合面涂层均无流挂等弊病，车桥轮毂和车轮通过紧固连接后，防腐性能良好，紧固连接性能优良，满足车桥轮毂总成的防腐、防松性能要求。
实施例3商用车悬置支架总成接合面涂层的防腐防松处理方法
(1)漆前处理：将粗糙度小于10微米的悬置支架总成的接合面进行脱脂除油及磷化工艺，脱脂工艺保证零件及紧固接合面无油污，磷化工艺形成的磷化膜能与防护涂层实现良好的配套，其中磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2。
(2)涂装：采用阴极电泳涂装，涂层的组分包括65％环氧树脂和环氧丙烯酸树脂和35％颜填料，其中颜填料中含有0.4％二硫化钼和0.7％片状石墨；涂层固化温度为180℃，30分钟，固化后，涂层的厚度为28微米，厚度均匀性为±3μm，涂层的耐盐雾性能为480小时，涂层的硬度为H，涂层的摩擦系数为0.15。
(3)紧固连接可靠性验证：效果良好。
商用车悬置支架总成接合面涂层均无流挂等弊病，悬置支架总成和车架通过紧固连接后，防腐性能良好，紧固连接性能优良，满足商用车悬置支架总成的防腐、防松性能要求。
实施例4商用车电瓶框接合面涂层的防腐防松处理方法
(1)漆前处理：将粗糙度小于6微米的电瓶框的接合面进行脱脂除油及磷化工艺，脱脂工艺保证零件及紧固接合面无油污，磷化工艺形成的磷化膜能与防护涂层实现良好的配套，其中磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2。
(2)涂装：采用阴极电泳涂装，涂层的组分包括60％环氧树脂、40％颜填料，其中颜填料中含有0.2％二硫化钼、0.5％片状石墨；其中涂层固化温度为180℃，30分钟，固化后，涂层的厚度为25微米，厚度均匀性为±3μm，涂层的耐盐雾性能为800小时，涂层的硬度为H，涂层的摩擦系数为0.18。
(3)紧固连接可靠性验证：效果良好。
商用车电瓶框的装配接合面涂层均无流挂等弊病，电瓶框和车架通过紧固连接后，防腐性能良好，紧固连接性能优良，满足电瓶框的防腐、防松性能要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种金属件紧固连接接合面涂层的防腐防松处理方法，其特征在于，包括步骤：将接合面粗糙度小于13微米的金属件进行漆前处理，然后对金属件的接合面进行涂装，以在金属件接合面形成均匀连续的涂层，再对该涂层进行烘干固化；所述涂层包括组分及各组分的重量百分比为：45～65％树脂和35～55％颜填料，其中颜填料中含有二硫化钼和片状石墨，其占颜填料的重量百分比为，二硫化钼≤1％和片状石墨≤1％；所述涂层的厚度为15～40微米，所述涂层的摩擦系数为0.08～0.2，所述涂层的硬度为HB～2H；
所述的漆前处理为金属件在喷涂或电泳前应进行脱脂除油及磷化工艺，所述脱脂工艺保证金属件及接合面无油污，所述的磷化工艺及形成的磷化膜与喷涂或电泳工艺实现的涂层配套性良好，所述磷化膜厚2μm～4μm，膜重1g/m2～3g/m2；
所述涂层的厚度均匀性为±5μm以内；
所述涂装采用喷涂或电泳工艺；
所述烘干固化，烘干温度为80～180℃，烘干时间在30～60分钟；
所述金属件为锻件、铸件或冲压件，所述的冲压件为热轧板、冷轧板；
所述片状石墨为磷片石墨；
所述树脂为环氧树脂、环氧聚酰胺树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；
所述涂层的耐盐雾性能为240～800小时。
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