1.2 汽车车身材料及涂料
细节一:车身钢板类型
车身钢板一般有热轧板和冷轧板两种类型。车身钢板按其加入成分大体可分为碳素钢板、高强度钢板、特殊钢板等。
细节二:热轧板
(1)用途 热轧钢在汽车上主要用于制造横梁与车架等比较厚的零部件,它是在730℃以上的高温下轧制而成的,厚度在4mm以上。
(2)性能 热轧钢板塑性和强度适中,其延伸性能比冷轧板差。
细节三:冷轧板
(1)性能 冷轧板是由热轧板经过酸洗后冷轧变薄,并且经过退火处理,它的表面质量好,精度高,具有非常好的塑性与可加工性能,适合于弯曲和拉伸,不易断裂。它还具有良好的焊接性能。
(2)缺点 冷轧板缺点为容易生锈,抗腐蚀性能较差。
细节四:碳素钢
按含碳量高低可分为普通碳钢与优质碳钢两种类型。
(1)普通碳钢 普通碳素钢在车身上应用范围很小,只限于制作低承载的支架类构件。
(2)优质碳钢 按其含碳量可分为低碳钢、中碳钢及高碳钢。
①低碳钢:其含碳量约0.0218%~0.25%,这类钢材强度较低,塑性好,焊接性能较好,在车身面板中大量采用。含碳量低的钢材较软,便于加工,能够很安全地进行焊接等作业。
②中碳钢:其含碳量约0.25%~0.60%,这类钢材强度和韧性较好,受热处理影响较大,常用于轴及齿轮等零件。
③高碳钢:其含碳量约0.60%~2.11%,常用于刃具和磨具,经淬火后硬度很高,但脆性很大。
细节五:高强度钢
高强度钢泛指强度大于低碳钢的各种类型的钢材,它为车身的轻量化创造了有利的条件,而且不会影响车身的强度。高强度钢可分为高强度低合金钢、高抗拉强度钢及超高强度钢三种。
(1)高强度低合金钢 常见于美国车型的车门槛、前后梁及车门立柱等部位,它是通过在低碳钢中加入磷来达到强化目的。
(2)高抗拉强度钢 常见于日本车型车身结构,主要用在悬架装置等部位。
(3)超高强度钢 具体如下。
①用途:主要用在车门护梁、前后保险杠、加强筋等部位。
②性能:抗拉强度可达到普通低碳钢的数倍。
③分类:按照其加入成分及热处理工艺可分为低合金超高强度钢、二次硬化型超高强度钢、马氏体时效钢和超高强度不锈钢。
④维修方式:超高强度钢制成的构件损伤时,一般采用更换的方法。
细节六:绝缘钢板
绝缘钢板(也称静音钢)是在两层薄钢板间加入具有隔音和吸振功能的非金属材料,达到车身防噪声及抗振动的目的。
细节七:镀锌薄钢板
镀锌薄钢板具有耐腐蚀性好与表面美观的特征,在车身面板中应用比较广泛,它表面发白,分平光和花纹两种。车身用镀锌薄钢板一般有镀锌钢板、热浸镀锌钢板和镀锌合金钢板三种类型。
(1)镀锌钢板 镀锌钢板是通过电镀生成高纯度的锌结晶,其镀锌层厚度比熔化镀锌钢板要低,耐腐蚀性较差。
(2)热浸镀锌钢板 热浸镀锌钢板是通过将钢板浸入熔化的锌中获得锌镀层的,这种钢板耐腐蚀性较好,但相对电镀钢板,焊接性与涂漆性较差。
(3)镀锌合金钢板 镀锌合金钢板是采用某些特殊成分涂在钢板表面,增加可焊接性和涂漆性。
细节八:热塑性塑料
热塑性塑料是一类应用最广的塑料,以热塑性树脂作为主要成分,同时添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下,塑料能够软化或熔融成任意形状,冷却后形状不变;这种状态可以多次反复且始终具有可塑性,并且这种反复只是一种物理变化。
车用热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛等。汽车上使用的80%的塑料为热塑性塑料。
细节九:热固性塑料
热固性塑料是指在一定条件下(如加热、加压)可以通过化学反应固化成不熔不溶性的塑料。
第一次加热时能够软化流动,加热到一定温度,产生化学反应——交链固化从而变硬,这种变化是不可逆的,以后再加热时,已不能再变软流动了。正是凭借这种特性进行成形加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下冲入型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
汽车上使用的热固性塑料包括聚氨酯塑料、不饱和聚酯塑料等。
细节十:夹层玻璃
(1)结构状态 夹层玻璃是指将一种透明可黏合性塑料膜贴在两层或三层玻璃之间,将塑料的强韧性与玻璃的坚硬性结合在一起,增强了玻璃的抗破碎能力。
(2)性能 具体如下。
①高抗冲击强度:受冲击后,脆性的玻璃破碎,但因为它和有弹性的PVB相接合,使夹层玻璃具有高的抗穿透能力,仍能具有能见度。
②黏结力高:玻璃和PVB黏结力高,当玻璃破碎后,玻璃碎片仍旧粘在PVB上不剥落、不伤人,具有安全性。
③耐光、耐热、耐湿、耐寒。
细节十一:钢化玻璃和区域钢化玻璃
(1)钢化玻璃 钢化玻璃分物理钢化与化学钢化,一般所说的钢化玻璃均指物理钢化。钢化玻璃是指将普通玻璃淬火使内部组织形成一定的内应力,从而使玻璃的强度得到加强,在受到冲击破碎时,玻璃将分裂成带钝边的小碎块,对乘员不易造成伤害。
(2)区域钢化玻璃 区域钢化玻璃为钢化玻璃的一个新品种,它经过特殊处理,可以在受到冲击破裂时,其玻璃的裂纹仍能够保持一定的清晰度,确保驾驶者的视野区域不受影响。
细节十二:钢化玻璃的特性
(1)较高的机械强度 具有较高的抗冲压强度和抗弯强度。
①抗冲压强度:钢化玻璃的抗冲击强度为相同厚度普通玻璃的5~8倍,5mm厚钢化玻璃使用227g钢球冲击,钢球从2~3m高度落下玻璃不破碎,而相同厚度的玻璃在0.4m时就破碎了。
②抗弯强度:抗弯强度比普通玻璃高3~5倍,将一片6mm×1250mm×350mm玻璃条,两端架起来,中间加重物,中间最大弯度能够达100mm不断裂。
(2)良好的热稳定性 热稳定性是指玻璃能承受剧烈温度变化而不破坏的性能,钢化玻璃能够承受温度变化范围达150~320℃,而普通玻璃仅为70~90℃。例如将钢化玻璃放在0℃的冰上,浇上熔化的327℃铅水玻璃不会爆碎。
(3)良好的安全性能 钢化玻璃破碎时碎片为蜂窝状钝角小颗粒,不易伤人。
细节十三:车身用胶的作用
汽车用粘接剂、密封胶是汽车生产所必需的一类重要辅助材料,有下列作用。
(1)使汽车产品结构增强。
(2)紧固防松,例如车门铰链螺栓涂抹该胶。
(3)密封防锈,例如车身焊接处涂抹该胶。
(4)减振降噪,比如底板胶。
(5)在隔热消音与内外装饰以及简化制造工艺等方面都有特殊的作用。
细节十四:车身焊接工艺用胶
焊接工艺用胶大多是结构型、半结构型胶,起到减少焊点、代替焊接、密封防锈及降低振动噪声的作用。
这种胶与油面钢板有良好的附着性,一般无需专门设立加热固化设备,对清洗、磷化和电泳等涂装工艺没有任何不良影响,主要包括折边胶、点焊胶、减振(膨胀)胶等。
细节十五:车身涂装工艺用胶分类
车身涂装工艺用胶种类不多,却是目前涂装工艺中用胶量最大的,其主要包括下列几种。
(1)焊缝密封胶 焊缝密封胶能够防止空气、雨水、尘土进入车内,起到密封和防锈、防漏的作用。
(2)车底抗石击涂料 抗石击涂料能够抵抗沙石对车底板的冲击,提高防腐蚀能力,增加车体寿命,同时能够降低车内噪声。
(3)指压密封胶等。
(4)聚氯乙烯(PVC)塑溶胶 目前多数使用聚氯乙烯(PVC)塑溶胶产品,该类产品有良好的触变性,能够挤涂、喷涂,在中涂、面漆施工后不会出现变色现象。
细节十六:汽车内饰用胶
(1)车身顶篷、车门和行李厢盖等内饰用粘接剂。
(2)车门防水膜与车窗玻璃用粘接剂、密封胶。
细节十七:汽车制造工艺用粘接剂、密封胶
(1)喷漆保护与装配固定用压敏胶带。
(2)模具和刀具用粘接剂。
(3)铸造树脂。
(4)其他工艺用胶。
(5)修补类粘接剂。
细节十八:涂料
(1)定义 涂料是涂在物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。
(2)组成 汽车涂装所用涂料通常由四种基本成分组成:颜料(体质颜料)、成膜物质(树脂)、溶剂及辅助材料(添加剂)。
(3)涂料的分类 具体如下。
①按涂料基料中主要成膜物质的分类是基础分类。按照成膜物质为基础的分类方法,将涂料产品分为17大类,如表1-1所示。
表1-1 涂料分类表
除了涂料外,在涂装施工中不能或缺的是辅助材料,包括稀释剂、催干剂、防潮剂、脱漆剂、固化剂等。辅助材料的分类如表1-2所示。
表1-2 辅助材料分类
②按固化机理分类,分为溶剂挥发型和化学反应型。
③按涂料的组成中是否含有颜料分类。
a.清漆 涂料的成分中,没有颜料或体质颜料的透明体。
b.色漆 涂料的成分中,加有颜料和体质颜料的有色漆。
c.腻子 加入大量体质颜料的稠厚浆状体,学名原子灰。
④按溶剂构成情况分类,分为无溶剂涂料、溶剂涂料及水性涂料。
除上述涂料分类法外,还有其他分类方法。根据施工方法分为刷漆、喷漆、烘漆、电泳漆、粉末涂装漆等;根据涂料作用分为有底漆、面漆、罩光漆、腻子等;根据涂料作用效果分,有绝缘漆、防腐漆、防锈漆等。
(4)命名 涂料的名称由颜色或颜料的名称、成膜物质的名称和基本名称三部分组成,也可用下式表达涂料的命名:
涂料全名=颜色或颜料名称+成膜物质名称+基本名称
(5)型号 为了区别同一类型的各种涂料,在涂料名称之前必须标有型号。
①涂料的型号由三部分组成,即一个汉语拼音字母与两组阿拉伯数字。字母表示涂料类别,前面一组阿拉伯数字代表产品的基本名称,后面一组阿拉伯数字则代表涂料产品序号,如表1-3所示,用来区别同一类型的不同品种,前后两组阿拉伯数字之间加一短横使基本名称代号和序号分开。
表1-3 涂料产品序号代号
例如:
②辅助材料的型号由两部分组成,即一个汉语拼音字母与1~2位阿拉伯数字。字母表示辅助材料的类别,数字为序号,用来区别同一类型的不同品种,字母和数字之间加一短横。
例如:
因各国对涂料制定的标准不同,名称及型号的含义也有所不同,使用时必须认真阅读说明书。
细节十九:底漆
(1)定义 底漆是直接涂覆在施工物体表面的涂料,它是工件表面的基础用料,既是腻子层中间的用料,又是底层涂料和面漆连接的用料。它的作用一是避免金属表面的氧化腐蚀,二是增强金属表面和腻子(或面漆)、腻子和面漆之间的附着力。
(2)分类 底漆按照其使用目的的不同可分为:头道底漆、头二道合用底漆、二道底漆及表面封闭底漆等。
细节二十:中间涂层
(1)定义 中间涂层是位于底漆与面漆之间的涂层,所用的涂料简称中涂。中涂的主要功能是提高被涂物表面的平整及光滑度,封闭底漆层的缺陷。通常载重汽车和轻型车几乎不喷中涂,以降低涂装成本。对于装饰性要求较高的中、高级轿车,则需采用中涂。
(2)分类 国外汽车生产厂的中间涂层涂料通常分为通用底漆、腻子、二道浆、封闭底漆。而国内汽车修补漆则按照涂料的功能分为腻子、二道浆、封闭底漆,将通用底漆合入二道浆中。
①通用底漆:通用底漆又称底漆二道浆,它可以直接涂布在金属表面,具有底漆的功能,和一定的填平能力。通常用“湿碰湿”工艺涂布两道,以代替底漆与二道浆,达到简化工艺的目的。
②腻子:腻子是由大量的填充料以各种涂料为粘接剂所形成的一种黏稠的浆状涂料,用途是用来填嵌工件表面的凹陷、气孔、裂纹和擦伤等缺陷,以取得均匀平整的表面。虽然腻子能够改变整个涂层的外观,但经常会在一定程度上降低涂层的机械强度和防护能力,因此尽可能地不用腻子或少用腻子。
③二道浆:又称喷涂腻子或二道底漆。它的功能介于通用底漆和腻子之间,用于底漆或腻子之上、面漆之下的过渡涂料层,作用是遮盖表面的针孔、打磨痕迹等,以确保面漆的平整性。
④封闭底漆:它是涂面漆前的最后一道中间涂层涂料,其漆基含量位于底漆和面漆之间,涂膜光亮。漆基通常是由底漆所用的树脂配成。
细节二十一:腻子
腻子又叫填泥,它是在成膜物质中加入大量体质颜料以及适量的颜料、催干剂和溶剂调制而成的一种厚浆状物质。它容易干燥,干后坚硬,可耐砂磨。
腻子用在已涂底漆的物体表面上,用来填平汽车车壳及部件表面凹坑、焊缝及擦伤等缺陷,经过一层层涂刮及打磨直到形成平整光滑的表面。腻子必须具有一定的硬度及韧性。本身的结合力、与其他涂层的附着力要好,能够自干或烘干,打磨性好,可用砂纸打磨平整且有一定粗糙度的表面。使用腻子时,应考虑与底漆及面漆配套。
细节二十二:面漆
(1)定义 面漆是喷涂在整个涂层最外面的一层涂料。因其直接与光、水、气接触,又要满足美观的需要,故对面漆提出更严格的要求。
(2)分类 常用面漆分成溶剂挥发型、氧化固化型、热固化型、双组分固化型、催化固化型。