Primjena i analiza performansi tehnologije raspršivanja otporne na habanje u području automobilske opreme

U pozadini razvoja automobilske industrije prema visokoj pouzdanosti i dugom vijeku trajanja, Premaz sprejom (postupak premazivanja raspršivanjem) ključna je tehnologija dijelova za poboljšanje površinske izvedbe, a njezine karakteristike otpornosti na habanje sve se više koriste u području automobilske opreme. Proces raspršivanja otpornog na habanje značajno poboljšava otpornost dodatne opreme na habanje, koroziju i udarce stvaranjem visokoučinkovitih premaza na površini metalnih ili nemetalnih podloga, te je postao važno sredstvo za proizvođače automobila za optimizaciju kvalitete proizvoda i smanjenje troškova održavanja. Ovaj će članak detaljno analizirati praktičnu vrijednost premaza u spreju otpornog na habanje u području automobilske opreme iz tehničkih načela, scenarija primjene, prednosti performansi i trendova u industriji.

1. Tehnički principi i prednosti procesa premazivanja raspršivanjem otpornosti na trošenje

Srž procesa raspršivanja otpornog na habanje leži u ravnomjernom prianjanju materijala otpornih na habanje (kao što su metalne legure, keramičke čestice, polimerni kompozitni materijali itd.) na površini pribora putem brzog raspršivanja ili taljenja na visokoj temperaturi kako bi se formirao premaz s posebnim fizičkim i kemijskim svojstvima. Prema vrsti procesa, može se podijeliti na toplinsko raspršivanje (kao što je plazma raspršivanje, nadzvučno raspršivanje plamenom), elektrostatsko raspršivanje, raspršivanje prahom itd. Različiti procesi prikladni su za pribor s različitim materijalima i zahtjevima za performansama.

U usporedbi s tradicionalnom tehnologijom površinske obrade (kao što je galvanizacija, toplinska obrada), premaz sprej otporan na habanje ima značajne prednosti:
Široka prilagodljivost materijala: premazi se mogu formirati na površinama različitih podloga kao što su čelik, aluminij, plastika itd., a materijali za premazivanje mogu se fleksibilno odabrati prema zahtjevima otpornosti na habanje. Na primjer, tvrdoća keramičke prevlake od volfram karbida može doseći HRC iznad 60, daleko premašujući obične metalne podloge;
Značajno poboljšanje performansi: debljina premaza može se precizno kontrolirati (od desetak mikrona do nekoliko milimetara), učinkovito povećava površinske nedostatke podloga, poboljšava površinsku tvrdoću, otpornost na habanje i otpornost na koroziju. Prema podacima inspekcije, vijek trajanja dodataka tretiranih sprejom otpornim na habanje može se produžiti 3-5 puta;
Vrlo ekološki prihvatljiv: neki novi procesi (kao što je raspršivanje praha bez otapala) mogu smanjiti emisiju HOS-a, biti u skladu s globalnim propisima o zaštiti okoliša i održiviji su od procesa galvanizacije.

2. Tipični scenariji primjene premaza u spreju otpornog na habanje u automobilskoj opremi

(I) Pribor sustava motora
Klipni prsten, cijev ventila, radilica i ostali dodaci unutar motora podložni su ozbiljnom trošenju u uvjetima visoke temperature, visokog tlaka i velike brzine kretanja. Proces nadzvučnog raspršivanja plamenom oblaže površinu klipnog prstena premazom od legure krom karbida, koji može zaštititi zaštitni sloj visoke tvrdoće i otpornosti na visoke temperature, smanjujući koeficijent trenja uz smanjenje istjecanja goriva i poboljšavajući učinkovitost motora. Nakon što je cijev ventila obložen keramičkim premazom plazma raspršivanjem, otpornost na trošenje je značajno poboljšana, što može učinkovito smanjiti trošenje između ventila i cijeva i produžiti cjelokupni vijek motora.

(II) Dodaci šasije i prijenosnog sustava
Ručice ovjesa, zglobovi upravljača, poluosovine i drugi dodaci u šasiji dugo su izloženi složenim uvjetima na cesti i korozivnim okruženjima te su skloni povećanom zazoru i smanjenoj rukovanosti zbog trošenja. Proces elektrostatskog raspršivanja koristi se za premazivanje polimernog premaza otpornog na habanje na površini poluge ovjesa, čime se mogu postići učinci smanjenja korozije i trenja u isto vrijeme; vratilo zupčanika prijenosnog sustava može izdržati veća opterećenja zakretnim momentom toplinskim raspršivanjem metal kermet kompozitnog premaza, smanjujući trošenje zahvata zupčanika i smanjujući buku prijenosa.

(III) Karoserija i vanjski dodaci
Grede pragova, lukovi kotača, oklop šasije i drugi dijelovi osjetljivi su na udar pijeska i šljunka te koroziju od kiše i snijega. Oni su otporni na habanje. Spray Coating nanosi poliurea elastomer ili premaz na bazi gume za formiranje fleksibilnog sloja otpornog na habanje, koji učinkovito poboljšava udar šljunka i splet hrđu. Vanjski ukrasi kao što su nosači branika, police za prtljagu itd., obloženi su poliesterskim premazom otpornim na habanje raspršivanjem praha, što može poboljšati tvrdoću površine i otpornost na ogrebotine, dok se postižu bogati efekti boje.

3. Ključni pokazatelji učinkovitosti i standardi ispitivanja za premaz u spreju otporan na habanje

Učinkovitost premaza u spreju ovisi o ključnim pokazateljima kao što su adhezija premaza, tvrdoća, ujednačenost debljine i otpornost na starenje u okolišu:
Adhezija: Snaga veze premaza i podloge utvrđuje se metodom rešetke (ISO 2409) ili metodom izvlačenja (ASTM D4541). Kvalificirani standardi obično zahtijevaju adheziju ≥5MPa;
Tvrdoća: Koristite mjerač mikrotvrdoće (kao što je Vickersova tvrdoća HV) za mjerenje tvrdoće premaza. Tvrdoća keramičkih prevlaka mora doseći HV iznad 1000, a tvrdoća prevlaka metalnih legura mora biti ≥ HV 500;
Otpornost na trošenje: vijek trajanja premaza procjenjuje se ispitivanjem abrazivnog trošenja (kao što je ASTM G65). Uvjeti ispitivanja uključuju vrstu abraziva, opterećenje, udaljenost klizanja itd. Težina trošenja visokokvalitetnog premaza trebala bi biti ≤0,1 g/1000 ciklusa;
Otpornost na koroziju: Ispitivanje slanim sprejom (ISO 9227) uobičajena je metoda za otkrivanje otpornosti premaza na koroziju. Premazi dodataka za automobile obično moraju proći 1000 sati testa slanog spreja i na površini nema očigledne hrđe.

Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) i Udruga automobilske industrije (kao što su SAE i IATF) imaju jasne specifikacije za parametre procesa, učinak premaza i metode otkrivanja premaza sprejom otpornih na habanje. Proizvođači automobila moraju odabrati odgovarajuće standarde na temelju okruženja u kojem se koriste dodaci kako bi se osiguralo da učinak premaza zadovoljava zahtjeve dizajna.

4. Industrijski trendovi: Inteligentni i zeleni pogon otporan na habanje, inovacija premaza sprejom

(I) Nadogradnja inteligentnog procesa
S popularizacijom tehnologije Industrije 4.0, premaz otporan na habanje postupno se razvija prema inteligenciji. Na primjer, ugradnjom laserskog senzora za domet na ruku robota postiže se dinamička prilagodba putanje raspršivanja i praćenje debljine premaza u stvarnom vremenu; veliki podaci analiziraju model korelacije procesnih parametara i učinkovitost premaza te optimiziraju shemu raspršivanja kako bi se poboljšala stopa prinosa; uvodi AI sustav vizualnog pregleda za prepoznavanje i sortiranje površinskih nedostataka premaza (kao što su mjehurići i curenja) velikom brzinom kako bi se smanjili troškovi ručnog pregleda.

(II) Zeleni materijali i inovacijski procesi
Stroži propisi o zaštiti okoliša potiču transformaciju premaza u spreju otpornog na habanje prema niskom zagađenju i niskoj potrošnji energije. Primjena zelenih materijala kao što su premazi otporni na habanje na biološkoj osnovi (kao što su poliuretani na bazi biljnog ulja) i praškasti premazi koji se mogu reciklirati postaje sve raširenija; novi procesi poput niskotemperaturnog raspršivanja plazme i hladnog raspršivanja u skladu su s ciljem neutralnosti ugljika automobilske industrije smanjenjem potrošnje energije i emisije štetnih plinova. Osim toga, napredak u tehnologiji recikliranja i ponovne upotrebe otpadnih premaza dodatno je poboljšao prihvatljivost procesa prskanja okoliša otpornih na habanje.

(III) Proboj u tehnologiji kompozitnih premaza
Usko grlo izvedbe premaza od jednog materijala probija se kroz tehnologiju kompozitnog premaza. Na primjer, dizajn dvoslojne strukture "metalnog prijelaznog sloja keramičkog sloja otpornog na habanje" može riješiti problem neusklađenosti između koeficijenta toplinske ekspanzije keramičke prevlake i metalne podloge i poboljšati snagu vezivanja prevlake; nanokompozitna prevlaka može značajno poboljšati otpornost na zamor i sposobnost samopodmazivanja prevlake uvođenjem punila u nanorazmjerima (kao što su grafen i ugljikovi nanocijevi), pružajući bolje rješenje za automobilske dodatke u ekstremnim radnim uvjetima.

Proces premazivanja sprejom otpornim na habanje postao je nezamjenjiva ključna tehnologija u automobilskoj industriji sa svojim značajnim prednostima u poboljšanju performansi automobilskih dijelova, produljenju radnog vijeka i smanjenju troškova održavanja. Uz stalne inovacije inteligentnih, zelenih i kompozitnih tehnologija premaza, u budućnosti će Spray Coating pokazati veći potencijal primjene u novim poljima kao što su nova energetska vozila i autonomna vožnja, te promicati razvoj automobilske industrije u kvalitetnijem i održivijem smjeru.