1、前言

　　隨著我國鐵路運(yùn)輸幾次大提速，對(duì)鐵路機(jī)車車輛的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)水平的要求也越來越高。產(chǎn)品升級(jí)換代成了各鐵路機(jī)車車輛制造廠的當(dāng)務(wù)之急。機(jī)車車輛用鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)越來越多地采用優(yōu)質(zhì)的高性能鋼板，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的表面處理及涂裝工藝已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的要求，迫切需要找到一種滿足設(shè)計(jì)和工藝要求的表面處理新工藝。

　　2、表面處理及涂裝工藝的要點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)涂裝前，為了使涂層與基體具有良好的粘結(jié)性能，必須對(duì)待涂裝的鋼材表面及附近區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理。首先，其表面必須潔凈，不允許有灰塵、油污、水漬或其它污垢和疏松氧化物。其次，噴涂時(shí)，涂層與基體的結(jié)合一般以機(jī)械結(jié)合為主，因此，在不影響噴涂質(zhì)量的前提下，涂層與基體應(yīng)盡可能地增大接觸面積，適當(dāng)?shù)拇植诙扔兄�于提高涂膜附著力，延長涂層的壽命。有關(guān)資料介紹：醇酸涂料用于手工表面除銹，其涂層的使用壽命為2～3a，噴砂處理達(dá)Sa2.5級(jí)的使用壽命可為10a.鋼材表面預(yù)處理質(zhì)量直接影響涂裝工程表觀質(zhì)量及涂層使用壽命，而鋼結(jié)構(gòu)表面處理的清潔度以及粗糙度直接影響到涂層的使用壽命。為盡可能增大涂層與基體的接觸面積，一般采用機(jī)械粗化和噴砂粗化的方法。機(jī)械粗化包括噴丸處理、人工打磨和拋光處理。噴砂粗化是選用直徑為1～2mm干燥且有棱角的黃砂或石英砂，利用壓縮空氣將砂粒從噴砂槍的槍嘴高速噴射到鋼材表面，利用砂粒的沖擊和摩擦作用，將鋼材表面的氧化皮、鐵銹、油漆膜、油脂等污物除去，同時(shí)獲得具有一定粗糙度表面的工藝方法。一般來說，鋼材等級(jí)越高，對(duì)其表面處理要求越高。經(jīng)噴砂處理的鋼結(jié)構(gòu)表面，表面積約為不進(jìn)行噴砂處理鋼材表面積的90倍，大大增加了涂層與基體之間的接觸面積。這對(duì)有些涂料涂膜，特別是無機(jī)富鋅類涂料涂膜的附著力影響極大。

　　3、原工藝存在的問題以前，對(duì)機(jī)車車輛鋼結(jié)構(gòu)用鋼材（包括板材和型材）進(jìn)行表面處理的方法，一種是只進(jìn)行簡單的除銹，經(jīng)冷、熱加工后，組焊成鋼結(jié)構(gòu)，再對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂底漆。這種工藝方法經(jīng)多種車型的現(xiàn)場應(yīng)用，證明防腐效果欠佳。另一種工藝方法是，鋼材表面先經(jīng)過化學(xué)處理（一般是磷化處理），之后直接噴涂底漆，然后再組焊成鋼結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)是常常出現(xiàn)底漆與磷化膜配套性不好的問題，導(dǎo)致底漆附著力降低等現(xiàn)象。再有，近年來還采用一種工藝方法，鋼材先進(jìn)行噴砂處理，然后直接噴涂底漆，也存在防腐差的問題，甚至影響到下一道工序。

　　4、新工藝方案的確定針對(duì)原工藝存在的問題，為達(dá)到工藝、設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)兼顧工藝的繼承性和延續(xù)性，以上述理論為依據(jù)，通過試驗(yàn)，決定采用噴砂和預(yù)涂底漆相結(jié)合的表面處理及涂裝工藝。

　　4.1試驗(yàn)材料

　�。�1）底材樣板：選擇近年來常用的優(yōu)質(zhì)富鉻鋼板（N4003），規(guī)格為150mm×80mm×1.5mm，共24塊。

　�。�2）油漆：

　　1、預(yù)涂底漆：選用磁鐵環(huán)氧酯防銹漆。由于經(jīng)過預(yù)處理的鋼材在組焊成鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要經(jīng)過焊接和切割、打磨等工序，其漆層表面不可避免地存有大量劃痕和脫落等缺陷，所以選擇目前機(jī)車車輛鋼結(jié)構(gòu)常用的耐高溫、受熱影響小、防腐性能強(qiáng)的磁鐵環(huán)氧酯防銹漆作鋼材表面的預(yù)涂底漆。

　　2、底漆：選用磷酸聚氨酯底漆。鋼結(jié)構(gòu)組焊成形后，為了修補(bǔ)其表面缺陷，同時(shí)也為下一步刮膩?zhàn)踊蛲棵嫫嶙鰷?zhǔn)備，一般需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)再噴涂1遍底漆。要求該底漆與下道工序用的膩?zhàn)雍兔嫫崤涮仔砸�好。�?jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，磷酸鋅聚氨酯底漆完全能夠滿足此項(xiàng)要求。

　　4.2試驗(yàn)過程

　　4.2.1樣板的表面處理將樣板分為A、B兩組，各12塊，其中A組采用噴砂處理，B組不經(jīng)噴砂處理，僅用240#砂布打磨。用有機(jī)溶劑將兩組樣板表面清洗干凈，冷風(fēng)吹干，放入干燥器。

　　4.2.2樣板漆膜的制備A、B組樣板各取6塊，噴涂1道磷酸鋅聚氨酯底漆，干燥待用；再取A、B組另6塊樣板，先噴涂1道磁鐵環(huán)氧酯防銹漆，干燥48h后，再噴涂1道磷酸鋅聚氨酯底漆，干燥待用。

　　4.2.3性能試驗(yàn)

　�。�1）對(duì)制備好漆膜的A組、B組樣板，分別測量厚度，然后做如下性能試驗(yàn)：

　　1、附著力測試：采用附著力測試儀測試，按GB/T1720進(jìn)行。

　　2、耐鹽水性能試驗(yàn)：用3%NaCl溶液，按GB/T1763進(jìn)行試驗(yàn)。

　�。�2）將噴涂了2道底漆的試板做工藝配套性試驗(yàn)。

　�。�1）附著力。

　　涂裝后的板材防腐能力取決于涂膜附著力的大小，附著力越大，板材防腐能力越強(qiáng)。由表1可以看出：漆膜厚度，經(jīng)噴砂處理的樣板比未經(jīng)噴砂處理的厚；附著力，經(jīng)噴砂處理的樣板不小于未經(jīng)噴砂處理樣板的。

　　（2）耐鹽水性。

　　耐鹽水性是指將樣板浸入鹽水，在規(guī)定的溫度下浸泡，觀察其被侵蝕的程度。耐鹽水性是衡量漆膜以及材質(zhì)防腐能力的一個(gè)重要指標(biāo)。由表1可以看出：同樣經(jīng)噴砂處理和噴涂底漆，噴涂預(yù)涂底漆的樣板比未噴涂預(yù)涂底漆的樣板防腐能力強(qiáng)；同樣噴涂2道底漆，經(jīng)噴砂處理的樣板防腐能力比未經(jīng)噴砂處理的強(qiáng)。

　�。�3）工藝配套性。

　　油漆的工藝配套性是指兩種油漆涂在一起時(shí)，層與層之間是否出現(xiàn)“咬底”、脫落、起泡、起皺等現(xiàn)象。不出現(xiàn)這些現(xiàn)象，就說明配套性良好�？梢钥闯觯翰还苁菄娚疤幚淼臉影暹�是未經(jīng)噴砂處理的樣板，不同漆種的磁鐵環(huán)氧酯防銹漆與磷酸鋅聚氨酯底漆工藝配套性良好，無起泡、“咬底”等現(xiàn)象。這說明：經(jīng)過噴砂處理后，再噴涂磁鐵環(huán)氧酯防銹漆作為預(yù)處理的鋼材，組焊成鋼結(jié)構(gòu)后是可以再噴涂一層磷酸鋅聚氨酯底漆的。

　　5、結(jié)論經(jīng)過試驗(yàn)，最終確定了鋼結(jié)構(gòu)表面處理及涂裝的新工藝，即采用噴砂和預(yù)涂底漆相結(jié)合的表面處理工藝：鋼材首先進(jìn)行噴砂處理，增大粗糙度，然后再噴涂1道磁鐵環(huán)氧酯防銹漆作為預(yù)涂底漆，以防止鋼材噴砂后的腐蝕，待鋼結(jié)構(gòu)組焊成形后，最后噴涂1道磷酸鋅聚氨酯底漆。該工藝從1999年開始，已成功地應(yīng)用于斯里蘭卡動(dòng)車組等幾個(gè)車型上，未出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，表明該工藝完全符合設(shè)計(jì)和工藝要求，達(dá)到了預(yù)期效果。