汽车铝轮毂的表面处理及趋势

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汽车铝轮毂的表面处理及趋势

崔宝军

（中信戴卡股份有限公司，秦皇岛066000）

【中国汽车材料网】摘要：随着科学技术的快速发展以及社会经济的进步，我国广大家庭的生活质量也有了明显的提升，越来越多的家庭拥有了自己的代步车。近年来，新的汽车生产工艺也层出不穷，特别是在汽车的轮毂上，传统的钢铁轮毂现已逐渐被耐磨程度更强、重量更轻的铝合金轮毂所替代。同时，为贯彻落实绿色环保理念以及可持续发展理念，在进行汽车铝轮毂表面处理时，传统的电镀工艺也慢慢被弃用。本文对现阶段汽车铝轮毂处理时用到的新技术做了介绍，探讨了其优点，并对汽车铝轮毂处理的趋势和未来发展做了展望，以期为相关工作者提供指导和帮助。
关键词：汽车；铝轮毂；表面处理；趋势
1 汽车铝轮毂表面处理技术的发展
为了提升汽车铝轮毂的外表美观性，对汽车轮毂进行镀铬、抛光、喷漆等表面处理，能够在提高轮毂耐腐蚀性及抗石击能力方面发挥显著的作用。同时，汽车的轮毂外观以及轮胎花纹是除了车身之外提供给人的第一视觉印象，因此，做好汽车轮毂的美观工作，不仅能够吸引潜在客户的目光、激发其购买欲，还能够向别人显示出车主的品味。
相较于传统的钢铁轮毂，铝轮毂具有更轻的质量，散热能力更强，且很容易对其进行镀铬、抛光、喷漆等处理，经过以上处理后的铝轮毂外表更加美观，同时其耐腐蚀性也得到了极大的提升。另外，随着铝金属的电解生产技术日益成熟，铝材的生产成本越来越低，汽车生产企业也开始越来越多的选择铝材作为汽车轮毂的生产原料。
2 绿色环保理念对汽车铝轮毂表面处理技术的影响
上文提到，较之于钢铁轮毂，铝轮毂具有平衡性好、刚性强、质量轻、外表精度高等优点，对铝轮毂进行电镀处理，能够使得铝轮毂的外表更加夺目，提升汽车的整体美观程度。但是电镀铝轮毂处理会产生极大的生产污染，从而严重污染自然生态环境，这与全球共识的绿色环保理念是相悖的。现阶段，汽车生产企业为贯彻落实绿色环保理念以及可持续发展理念，不仅在进行整车生产制造时更加注重新能源动力等技术的应用，也更加注重汽车配件如轮毂、内饰等的节能减排生产。传统的电镀轮毂主要包括电镀银、水电镀及纯电镀等类型。相较于纯电镀轮毂，电镀银以及水电镀轮毂的外观更加光滑、具有美感，但是其抗石击能力、耐腐蚀能力都较差，因此其保持时间较短，一般受众为追求极致美感以及新鲜感的年轻人。而纯电镀轮毂制作成本高、稳定性更强，其颜色保持时间长，其受众主要是中年人。同时，在进行汽车轮毂的生产时，往往会贴合汽车本身的外观以及应用需求选择恰当的轮毂处理工艺。现阶段常用的轮毂表面处理工艺主要包括烤漆及电镀。烤漆工艺是一种常见的汽车轮毂表面处理工艺，它的制作成本较低、且轮毂外观保持时间更久，统计数据显示采用烤漆处理的轮毂，即使车辆已经报废，轮毂仍未出现褪色现象。
而采用电镀处理，汽车的轮毂美观程度更高，但是其污染较之于烤漆处理也更加严重，具体来说，主要包括以下两个方面：第一，在进行电镀时，会用到镍、铬、铜等重金属。在完成汽车铝轮毂的电镀处理后，这些重金属将会随着电镀废水排放，造成严重的环境污染。第二，在进行电镀工艺处理汽车轮毂时，会产生一定数量的氰化物，这些氰化物也会随着电镀废水排放至自然水系统中，造成环境污染。
随着铝合金生产成本降低，铝合金轮毂成为了汽车生产企业进行汽车配件制造的第一选择。在进行铝合金轮毂的生产时，通常选择锻造工艺及组装式工艺，能够有效降低轮毂的自身重量。资料显示，采用组装式工艺及锻造工艺进行轮毂的生产，能够使得轮毂的重量降低20%以上。在进行铝合金轮毂表面处理时，真空电镀技术的应用，能够有效降低轮毂处理时的能量消耗、噪音污染以及重金属及氰化物电镀废水的排放。
3 现阶段汽车铝轮毂的表面处理方式
现阶段，汽车企业在进行铝轮毂的表面处理时，主要运用喷涂技术以及装饰性电镀技术。现将两种工艺介绍如下：
3.1 喷涂技术
喷涂技术，是对轮毂表面进行上色、抛光等技术，从而提升汽车轮毂美观程度的技术。在喷涂技术产生之前，对铝轮毂的表面处理主要是通过热处理机加热以及涂料烘干，这种工艺处理下的铝轮毂表面喷涂不均匀，美观程度不够；同时，铝轮毂的抗腐蚀能力及抗石击能力不强，质量没有很好的保障。而采用喷涂技术，能够实现轮毂表面喷漆的均匀喷涂，大幅度的提升铝轮毂的外观，同时，对轮毂进行亮面、抛光以及喷粉技术，能够提高铝轮毂表面的金属光色，从而达到替代电镀处理的目的，最大程度的减少电镀技术产生的污染物。另外，为了进一步相应可持续发展理念以及绿色环保理念，电镀技术以及油漆喷涂技术使用将会越来越少，取而代之的是粉末喷涂技术以及水性喷涂技术。
3.2 装饰性电镀
装饰性电镀，即对汽车铝轮毂表面进行铸造热处理机以及抛光电镀处理。通过铸造热处理机烘干处理以及抛光电镀，能够使得铝轮毂表面呈现出较之于喷涂技术更为锃亮的金属光泽，且经过这种处理的汽车铝轮毂的耐腐蚀性更好，其生产制造成本更高，因此常用于高端汽车品牌上。装饰性电镀与普通电镀类似，也需要进行预镀镍处理，同时，由于汽车轮毂形态复杂，因此，预镀镍的时间较之于普通镀镍处理更久，一般需要30～40min左右，并且，这种预镀镍处理的目的与传统电镀不同，预镀镍仅是为了酸铜电镀做好表面处理，因此，进行装饰性电镀处理时，电镀厂需要进行大量的资金成本投入。近年来，金属镍的购置成本价格直线上升，使得电镀镍处理企业遭遇了轮毂电镀处理的寒冬，如何降低装饰性电镀成本成为了轮毂电镀处理企业极为关注的问题。现阶段，西方先进轮毂处理企业研发了“无氰高密度镀铜”轮毂处理技术，用这项技术来替代预镀镍工艺，实现电镀成本的降低。
在西方发达国家，铸造热处理机加抛光电镀应用极为广泛，因为这种工艺处理后的轮毂价值保存性高，其附加值较之于喷涂技术也更高。为有效降低装饰性电镀处理造成的污染物排放，现阶段西方汽车轮毂处理企业开始逐渐使用振动光饰工艺。汽车铝合金轮毂经过光饰处理后，其外观美观程度、抗石击能力、耐腐蚀能力与铸造热处理机加抛光电镀技术基本不存在差别。
4 汽车铝轮毂表面处理的喷涂方法及工艺流程
4.1 汽车铝轮毂表面处理的喷涂方法
在进行汽车铝轮毂表面处理时，其喷涂方法主要包括手动喷和自动喷两种。手动喷涂，顾名思义就是汽车轮毂处理企业工作人员通过手工进行喷涂，这种喷涂方法很容易出现涂层厚度不一致、喷涂质量不过关的问题，从而导致轮毂美观程度不够，难以吸引客户购买等问题。而自动喷涂技术的出现，完美解决了手动喷涂存在的问题，能够将喷涂厚度保持在10mm的范围内，同时能够将涂料均匀的喷涂在汽车轮毂上，并且喷涂的厚度能够根据顾客的实际要求进行改变。在进行轮毂表面喷涂时，通常使用静电喷枪以及空气喷枪，空气喷枪的适用范围更小，不能对粉末等新型喷料进行喷涂。喷涂，是汽车铝轮毂生产的最后工序，经过喷涂处理的汽车铝轮毂能够有效提升其美感以及抗腐蚀能力。
4.2 汽车铝轮毂表面喷涂的工艺流程
现阶段，随着科学技术的快速发展以及先进喷涂设备的不断研发，汽车轮毂喷涂企业已经基本实现了喷涂自动生产线。一般汽车喷涂的自动生产线由表面预处理、烘干、静电粉末喷涂、喷漆以及固化等组成。在整个生产线上，还连接有搬运机器人、喷涂原料回收系统、喷涂原料更换系统以及喷涂废料处理设备，从而在提升生产线喷涂速率的同时，实现对于喷涂工艺产生废料的及时处理。在自动喷涂流水线上，采用的喷涂技术一般为高速静电旋杯喷枪技术，确保经过处理的汽车铝轮毂表面喷涂均匀。
5 汽车铝轮毂表面处理的发展趋势
5.1 纳米技术在汽车铝轮毂上的应用
纳米镜面喷涂技术，能够实现通过特定喷涂原料通过化学反应直接在铝轮毂上进行喷涂，使之呈现重金属光泽的技术。另外，通过纳米技术的研究还实现了喷涂材料的疏水性以及疏油性，使得喷涂材料不易沾染水渍、油渍以及灰尘，方便了车主对汽车轮毂进行清洗。
5.2 真空电镀处理技术
真空电镀处理技术能够实现绿色环保的生产理念，并达到普通电镀难以获得的金属色光泽。具体来说，真空电镀处理，是指首先对汽车铝轮毂进行两层底料的高温喷涂，再将这些具有喷涂材料的轮毂放置与具有稀有气体的真空金属喷镀室内，通过高温蒸汽的方法实现镍以及铬等重金属的喷涂，在此基础上，再进行丙烯酸保护层的喷涂。通过这种喷涂技术，不仅极大的减少了轮毂电镀时需要的镍、铬等重金属的使用量，同时实现了轮毂质量的减轻，另外，这种喷涂方式不产生六价铬、三价铬等重金属废水，实现了绿色环保的目的。
6 结语
综合全文，对汽车铝合金轮毂进行表现处理，能够显著的提升汽车铝轮毂的美观程度，同时确保其在使用周期内质量的重要工艺技术。现阶段，由于人们的生活半径越来越大，汽车的驾驶里程也逐年增加，因此，保障汽车的轮毂质量，提升汽车轮毂美观程度，是现阶段企业配件处理企业最为关注的事。
随着全球经济一体化趋势的形成，我国的汽车配件生产处理企业也迎来了新的发展机遇。在这种情况下，我国汽车生产企业需要积极学习并应用新的铝合金轮毂表面处理技术，切实提升企业在全球市场的核心竞争力，才能够实现市场的最大化。
参考文献：
[1]杨忠敏.汽车铝轮毂的表面处理及趋势[J].汽车与配件，2018（02）：65-67.
[2]黄垂刚，刘艳兵，贾思武，王康，赵春花.浅淡新车型开发过程中乘用车铁制零部件防腐设计 [J].涂料技术与文摘，2017，35（12）：24-29.
[3]彭惠民.轮座发生咬伤的原因与表面处理方法的研究[J].铁道机车车辆工人，2017（05）：52.
[4]徐金来，赵国鹏，胡耀红.电镀铝轮毂不良品的判定及处理[J].电镀与涂饰，2017，31（08）：11-13.
[5]陶军.镁合金摩托车轮毂有机复合涂层微观组织及性能的研究[D].重庆大学，2016.
[6]汽车铝合金车轮表面处理技术[A].中国汽车会议网.第四届全国车轮和轮毂制造技术国际研讨会论文集[C].中国汽车会议网：上海雷尼会展服务有限公司，2016：44.
[7]徐金来，赵国鹏，胡耀红，刘建平，邓正平.铝轮毂电镀工艺应用[J].电镀与涂饰，2016，28（01）：7-9.