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（中车广东轨道交通车辆有限公司，广东 江门 529100） 摘要： 根据铝合金的特点，制定了轨道交通车辆铝合金表面涂装工艺，讨论了各工序的作用及具体要求。 关键词： 轨道交通车辆； 铝合金； 防腐； 涂装 根据目前已开工和计划在“十二五”期间投入运营的高铁线路显示，到2015年底高铁运营里程将有望达到近2.6万km。另外，随着我国经济结构调整，内需的进一步扩大，城际动车组、城市轨道交通车辆（含有轨电车和地铁）的需求都在迅猛提升。 铝合金以其低密度、高强度、高刚度、易于加工等优点广泛应用于轨道交通车辆的制造中，但铝合金的耐蚀性和外观装饰性能不高， 通常需要靠氧化、铬化、油漆涂装等表面处理方法来提高铝合金产品的防腐蚀性和外观装饰性。本文主要介绍轨道交通车辆涂装工艺过程，希望通过总结生产实践经验，加强理论研究及工艺试验，进一步改善铝合金车体涂层质量、降低成本。 1 轨道交通车辆涂装技术 涂装技术是充分发挥涂装材料性能， 获得优质涂层，降低涂装生产成本和提高经济效益的必要条件。 要想得到高品质、高装饰性涂层，必须制定科学合理的工艺路线，督促生产部门严格按照工艺要求执行制造过程。 1.1 工序流程 本文以城际动车组为例，其涂装工艺流程大体为： 前处理→底漆→腻子→中涂→面漆→后处理。 1.2 涂装前处理 车辆部件用到的铝合金材料，其表面的杂物是由许多不同的物质构成，主要包括：污垢、灰尘、油脂、氧化膜等。若这些杂物被涂层覆盖，涂层与基材的附着力就会受到影响。另外，车体表面还存在一些肉眼看不见的杂物，特别是一些可溶性盐类，若这些可溶性盐类不被充分清除，它们就会使水气穿透涂层，造成涂层起泡，使涂层与基材分离，型材的腐蚀就会加快。 因此，涂装前处理是整个涂装作业的关键，涂装前处理的好坏直接影响涂层的使用寿命，前处理利用专用铝合金清洗剂除去基材表面的所有杂物，来满足涂层的施工要求，通过喷砂提高表面粗糙度增强涂层与基材的附着力，确保涂层具有良好的防腐蚀性能及美观的装饰效果。 1.3 底漆 车身涂装体系，大部分都需要底漆打底，底漆施工质量，将直接影响到基材与涂层的附着力，同时也是后续中腻子、中涂和面漆的基础。 目前轨道交通行业普遍选择用的是双组分环氧类树脂底漆，这类底漆有较好的施工性能和良好的胶黏性能，但是在涂装工序施工过程中要注意，直接影响到附着力强度的有2部分。 1）前处理。基材表面的前处理要有能满足底漆施工的粗糙度，粗糙度一般控制在6 ~ 20 μm，比较适合油漆施工条件。 涂层是靠金属表面的粗糙度与底漆的胶黏性相互结合在一起，前期喷砂处理必须注意表面粗糙度。若粗糙度太大，则粗糙度表面上涂层的有效厚度就要低得多，容易导致波峰处的涂层厚度不足，早期的腐蚀一般就会从这里开始。另外，粗糙度过大，在较深的凹坑内就可能留有气泡，成为涂层起泡的根源，因此，粗糙度必须适当。 2）底漆。底漆要有一定的胶黏性，涂装前要小板测试验证。 由于底漆层是与被涂工件基体直接接触的最下层的漆层， 是整个涂层体系组成的重要基层。其主要作用是强化涂层与基体之间的附着力， 提高涂层耐腐蚀能力，因此底涂层与铝合金基材的结合强度及防腐性能就决定了整个轨道交通车辆使用寿命和外观的关键。由于环氧类树脂底漆具有较好的附着力，防腐性能优异，耐水性能好，涂层耐磨坚韧，所以轨道交通车辆大部分都选用环氧类底漆。环氧底漆通常为双组分涂料，干燥固化后涂膜厚度为50 μm左右。 过程控制重点：由于环氧底漆成膜方式为化学方式，由A组涂料和B组固化剂按一定比例混合后喷到产品表面上干燥成膜，环氧类底漆与固化剂的质量比为4 ∶ 1，按照TDS适当添加稀料，油漆调配好后需熟化10 min再进行施工，施工过程中需控制温度在15 ～ 35 ℃，相对湿度在30% ～ 85%之间。 1.4 腻子填补 底漆后的涂层表面上，目视有凹凸不平的部位及加工焊接时的焊缝，可用腻子进行填补，腻子干燥后，打磨平整，然后可进行中涂施工。腻子的施工方法大致有3个作业步骤（调配-刮涂-干燥），见表1所列。 腻子层的作用是平整基体表面，提高装饰性。腻子要多次刮涂， 整个腻子层才牢固结实， 因为一次刮涂过厚容易开裂、脱落， 而且干燥慢。 目前，轨道交通行业主要使用不饱和聚酯腻子，反应固化后体积通常会收缩，这也是造成腻子开裂和附着力差的主要原因。若腻子刮得太厚，则发生开裂和剥落的机率高。 腻子的总厚度及单遍厚度必须严格进行控制。第1遍腻子刮涂主要是填补缺陷，第2 ~ 4遍腻子主要对车身表面进行整体薄薄地满刮，第5 ~ 6遍再刮涂找平， 找平刮涂中要注意腻子层表面平整， 完全覆盖前几道的表面粗糙以及凹凸不平等缺陷。 只要能满足喷漆要求，腻子层的厚度越薄越好，单遍腻子刮涂不得超过1 mm，整个腻子层不超过3 mm，刮涂过的腻子表面干燥后往往比较粗糙，需要进行打磨处理。 腻子打磨，一般是先采用打磨机进行逐级打磨，所用的砂纸粒度最初为80 ~ 180目，然后用240目细磨1遍。前4道腻子打磨的要求是“去高就低”，采用粗砂纸进行打磨，最后2道腻子层的打磨要求是要将腻子层打磨平整、光滑， 为后续的中层漆喷涂提供一个良好的基体表面。打磨的作用及目的是通过适当的打磨来增加涂层附着力，同时消除工件表面及底涂层表面的粗糙度，经过打磨后的表面应平整光滑，这样才能提高车身涂装外观质量，减少涂层橘皮。 1.5 中涂 中涂层起着连接底漆和面漆的作用，同时具有一定的填充性，目的是填平表面的微小缺陷、增强面漆附着力。中涂一般采用的是双组分聚氨酯涂料，采用十字交叉法喷涂。中涂漆为低温烘干固化聚氨酯中涂，固化温度为60 ℃左右烘干2 h，自然干燥约24 h，中涂干膜厚度在（60±20） μm最佳。 1.6 面漆 面漆是涂装中最后一道，其质量的好坏直接关系到车辆的防护性能和外观品质。由于聚氨酯类涂料树脂分子链含有氨基甲酸酯基，化学键（氢键）很强，具有优异的附着力，其涂层坚韧、耐磨、耐热、耐溶剂性能好，漆膜丰满光亮，所以常被制造业工厂优先选作面漆。 随着代人们审美观念的改变，旅客对美观的要求也越来越高。由于美工要求的内、外装饰涂层色彩多样化，因此喷涂难度较大，如果几种颜色图案较接近，只能先喷涂一种颜色，干燥后才能再喷涂另外一种颜色，直到美工要求的涂装完成。 面漆生产过程控制重点：双组分聚氨酯类面漆调配后，需要熟化10 min以上喷涂最为适宜。双组分聚氨酯类面漆应选用匹配性较好的溶剂，调配过程中应注意环境温湿度的控制。根据经验，控制温度在15 ～ 35 ℃，相对湿度在30% ～ 85%最适合。 施工要求：面漆喷涂厚度通常为（60±20） μm，自然干燥24 h以上，强制干燥（70±10） ℃烘干2 h左右。 1.7 后处理 在实际生产施工中，即使具备最佳喷涂环境，面漆干燥成膜后的表面颗粒、缩孔等缺陷也是不可避免的。因此，面漆喷涂完毕需要增加自检流程，检查油漆表面的缺陷。按法国标准，产品完工后的检查，需在1 000 ～1 500 mm内目视检查，侧墙漆膜表面不允许存在颗粒、缩孔等缺陷。 针对涂层表面颗粒、缩孔等缺陷，经多次试验，找到了一套专门处理颗粒、缩孔缺陷的工艺，其方法就是待颗粒、缩孔处于完全固化状态（一般需要7 d左右），对颗粒采用刮刀削平凸点的部分，先采用P1200#砂纸打磨，再用P2000#砂纸细磨，打磨平整后，采用羊毛抛轮加蘸砂蜡进行抛光。对缩孔缺陷，先用油漆填平，待涂膜完全固化后，采用同样的方法先打磨，然后用羊毛抛轮加蘸砂蜡进行抛光；再更换羊毛轮，蘸光蜡精抛，精抛时要求用力均匀，平稳过渡，周边逐渐轻抛过渡，通过后处理，缺陷部位与其他地方基本保持一致，看不出痕迹，大大节约成本，缩短生产周期。 2 结语 轨道交通车辆外部涂装的效果是客户对轨道交通车辆最直观的评价。涂装质量的好坏直接影响轨道交通车辆使用寿命和美观效果，从而影响轨道交通车辆的市场竞争力。通过近几年在轨道交通列车涂装技术上的研究，摸索出“前处理→底漆→腻子→中涂→面漆→后处理”工艺，其不但保证了列车产品质量，缩短车辆制造周期，还大大降低了制造成本，赢得了市场。 （详见《现代涂料与涂装》2016-7期） |
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