SHRNUTÍ

U lisovaných automobilových dílů je průmyslovým standardem pro odolnost proti korozi a trvanlivost tzv. „duplexní systém“ – E-lakový základní nátěr následovaný Povrchem z práškového nátěru . Tato kombinace zajišťuje ochranu i v hlubokých dutinách (prostřednictvím ponoření) a odolává poškození kameny a UV záření (prostřednictvím postřiku). U vysoce pevných spojovacích prvků a komponent umístěných pod kapotou, kde musí být tloušťka povlaku minimalizována, Zink-niklové povlaky s pasivací vrstvou bez šestimocného chromu (bez CrVI) je nejvhodnější volbou, často přesahuje 1 000 hodin v solné mlze ve srovnání se standardním zinek, který dosahuje 120–200 hodin. Směrnice ELV , což vyžaduje přechod na chemie se trojmocným chromem.

„Duplexní“ standard: E-nátěr vs. práškový nátěr

V automobilové výrobě často nestačí uvádět jediný druh povrchu u vnějších dílů nebo dílů podvozku vystavených náročným silničním podmínkám. „Duplexní systém“ kombinuje výhody Elektroforetického nátěru (E-nátěr) a Prášková barva vytvořit povrch, který je lepší než součet jeho částí.

Vrstva 1: E-kotidel (přemístění)

E-povrch nebo elektroforetické usazení funguje jako "pokrývání barvou". Označená část je ponořena do roztoku na vodní bázi, kde elektrický proud ukládá jednotnou ochrannou vrstvu, obvykle mezi 1525 mikronů - Tlustý. Jeho hlavní výhodou je vypustit sílu schopnost lakovat vnitřní geometrie, slepé díry a vnitřní povrchy U-formovaných závorek, které se nedosáhnou při procesu rozprašování s pomocí oční linie. Bez E-coatu by složité řídicí rameno znělo zevnitř ven.

Vrstva 2: práškový povlak (trvalý vrchní povlak)

Zatímco E-plast poskytuje úplné pokrytí, není obecně UV stabilní a může se pod slunečním světlem zklidnit nebo vyblednout. Práškový povlak se nanáší elektrostaticky jako suchý prášek a vytvrzuje se tak, aby vytvořil tlustou, odolnou "koži" (obvykle 50 100+ mikronů ). Tato vrstva poskytuje zásadní odolnost proti odštěpování kamínků (odolnost proti nárazu), UV záření a úlomkům na silnici. Aplikací práškového nátěru nad elektroforetický nátěr dosahují inženýři dvojí ochrany: elektroforetický nátěr chrání ocelový podklad před koroze v skrytých oblastech, zatímco práškový nátěr zajišťuje estetický vzhled a fyzickou ochranu.

Ochrana proti korozi: povlaky a přechod k bezchromovým řešením

U šroubů, spon a malých lisovaných úhelníků, kde by tlusté vrstvy laku rušily závity nebo montážní tolerance, zůstává elektrolytické pokovování dominantní volbou. Trh s automobilovými povlaky se však výrazně změnil kvůli environmentálním předpisům.

Zinek versus zinek-nikl – výkon

Standardní zinkový povlak je cenově výhodný, ale omezený co do výkonu a obvykle selže (objeví se červená rez) po 120–200 hodinách v neutrálních solných mlhových zkouškách (ASTM B117). U kritických automobilových aplikací Zinek-nikl (Zn-Ni) plášťování se stalo zlatým standardem. S obsahem niklu 12–16 % poskytují Zn-Ni povlaky bariéru, která je výrazně tvrdší a tepelně stabilnější než čistý zinek. Desetimikronová vrstva Zn-Ni často odolává 1 000+ hodin expozici mořské soli, než se objeví červená rez, což je důvodem, proč je tento materiál vyžadován podle mnoha specifikací OEM pro pohonné jednotky a podvozky.

Směrnice o konci životnosti vozidel (ELV) a pasivace bez CrVI

Dříve záviselo zinkové plášťování na šestimocné žluté chromataci (CrVI) pro odolnost proti korozi. Od doby, co Evropská unie Směrnice o konci životnosti vozidel (ELV) zakázala CrVI kvůli jeho toxicitě, přešel průmysl na trojmocný chrom (CrIII) pasivace. Moderní silné vrstvy trojmocného chromu, které jsou často utěsněny nátěrem, splňují nebo překračují výkon starších šestimocných povlaků. Inženýři musí explicitně uvést „bez CrVI“ nebo „trojmocná pasivace“ (často s odkazem na ISO 19598 ) pro zajištění souladu se světovými environmentálními standardy.

Odstranění křehkosti způsobené vodíkem

Lisované díly z vysoce pevnostní oceli (mez pevnosti >1000 MPa) jsou náchylné ke křehkosti způsobené vodíkem během procesu kyselého čištění a povlakování. Atomy vodíku se mohou dostat do krystalové mřížky oceli, což může vést ke spálení selhání za zatížení. Aby k tomu nedošlo, musí specifikace zahrnovat povinný cyklus žíhání (obvykle 4–24 hodin při 190 °C–220 °C) bezprostředně po povlakování, aby se odstranil zachycený vodík.

Kvalita povrchu a řešení vad

Kvalita konečného povrchu je neoddělitelně spojena s kvalitou lisovaného polotovaru. Povrchové úpravy často vadám na povrchu spíše přidají, než je skryjí.

• Otřepy a ostré hrany: Povlaky se během vytvrzování odtahují od ostrých hran (tzv. „jev okrajového stahování“), čímž je ponechávají vystavené korozí. Mechanické odebírání otřepů nebo třídění v bubnu je nepostradatelnou předúpravou lisovaných dílů, která zajišťuje rovnoměrné přilnutí povlaku.
• Půlky pomeranče: Běžný defekt povlaku z prášku, kdy povrch má strukturu podobnou pomerančové kůži. K tomu často dochází při příliš silném nánášení prášku nebo příliš rychlém vytvrzování. U děrovaných dílů s velkými rovinnými plochami může tento vizuální nedostatek vést k zamítnutí výrobku.
• Zbytky oleje a maziva: Děrovací lisy používají silná maziva, která se mohou během svařování nebo tepelného zpracování uhlíkat. Pokud nejsou před povrchovou úpravou odstraněny intenzivním alkalickým čištěním nebo odmašťováním parou, tyto zbytky způsobují puchýře a špatnou adhezi (odloupávání) konečného povlaku.

Shoda povrchové úpravy s funkcí: Aplikační matice

Výběr správné povrchové úpravy vyžaduje přiřazení polohy součásti k faktorům jejího prostředí. Použijte tuto rozhodovací matici jako návod pro stanovení specifikace:

Klíčové automobilové normy a specifikace

Spolehlivý zdroj závisí na dodržování mezinárodně uznávaných norem. Týmy pro zadávání zakázek by měly vyžadovat ověření na základě těchto referenčních hodnot, aby ověřily schopnost dodavatele.

• ASTM B117 / ISO 9227: Univerzální standard pro Neutrální solný sprej (NSS) testování. Ačkoli není dokonalým prediktorem života v reálném světě, je to primární srovnávací metr (např. "Musí uplynout 480 hodin do bílého hrudí").
• ISO 19598: Základní norma pro elektrolyticky nanesené povlaky zinku a slitin zinku na železo nebo ocel s doplňkovými úpravami bez CrVI.
• ASTM B841: Specifická norma pro elektrolyticky vyloučené zinek-niklové slitinové povlaky, která stanoví požadovaný obsah niklu (12–16 %) pro optimální odolnost proti korozi.
• IATF 16949: Mimo specifické normy pro povlaky je rozhodující celkový systém řízení kvality. Dodavatelé jako Shaoyi Metal Technology využívají procesy certifikované podle IATF 16949, aby zajistili, že přesně stříhané součásti – od prototypů až po sériovou výrobu – zachovávají stálou kvalitu povrchu a dodržují rozměrové tolerance těchto přísných celosvětových norem výrobců OEM.

Závěr

Úprava povrchu pro stříhané autodíly již není pouze otázkou estetiky; jedná se o složitou inženýrskou výzvu, kterou pohání požadavky na prodlouženou záruku a přísná ekologická nařízení. Přechod k Zinek-nikl a Pasivacím povlakům bez CrVI představuje nový základní standard pro funkční díly, zatímco Duplexní E-nátěr/práškový systém zůstává šampionem co se týče strukturální odolnosti.

Pro inženýry a odborníky na zakoupení je úspěch v podrobné specifikaci. Přesné určení tloušťky povlaku, hodin odolnosti v solné mlze a cyklů odstraňování vodíkové křehkosti předchází nákladným poruchám na poli. Tím, že sladí návrhová rozhodnutí s těmito moderními normami, zajistí výrobci, že jejich lisované díly přežijí náročnou realitu automobilového životního cyklu.

Nejčastější dotazy

1. Jaký je rozdíl mezi elektroforézou a práškovým lakem?

Elektroforéza (elektrolakování) je proces ponoření, který pomocí elektrického proudu vytvoří tenkou, rovnoměrnou vrstvu (15–25 mikronů), čímž je ideální pro ochranu vnitřních dutin a slouží jako základní nátěr. Práškové lakování je suchý postřik, který nanáší silnější vrstvu (50+ mikronů) pro lepší odolnost proti nárazu, UV stabilitu a estetiku, ale nemůže tak efektivně pokrýt hluboké vnitřní plochy jako elektroforéza.

2. Proč je zinek-niklové povrchové úpravy upřednostňovány před běžným zinkem u automobilových dílů?

Zinek-niklová pokovení nabízí výrazně lepší odolnost proti korozi a tepelnou odolnost. Zatímco standardní zinek může selhat již po 120 hodinách ve zkoušce postřiku solnou mlhou, zinek-nikl (se 12–16 % niklu) obvykle vydrží více než 1 000 hodin. Je také tvrdší a méně náchylný ke galvanické korozi při kontaktu s hliníkovými komponenty, což je klíčové pro záruky moderních vozidel.

3. Jaká je standardní doba zkoušky postřiku solnou mlhou pro automobilové díly?

Požadavky se liší podle umístění komponentu. Vnitřní díly mohou vyžadovat pouze 96–120 hodin odolnosti vůči bílé rzi. Díly na spodku vozu a vnější díly obvykle vyžadují odolnost 480 až 1 000+ hodin v neutrální solné mlze (ASTM B117) bez vzniku červené rzi. Standardy konkrétních výrobců (např. GM, Ford nebo VW) často stanovují přesnou dobu trvání.

4. Jak se předchází vodíkové křehkosti u pokovaných stříhaných dílů?

Díly z vysoce pevné oceli (obvykle ty s tvrdostí >31 HRC nebo pevností v tahu >1000 MPa) musí být ihned po pokovování podrobeny žíhání – obvykle v časovém rozmezí 1–4 hodin. Žíhání dílů při teplotě 190°C–220°C po dobu alespoň 4 hodin umožňuje difuzi zachyceného vodíku z oceli, čímž se zabraňuje křehkému porušení při zatížení.

5. Jaké jsou běžné povrchové vady utažených dílů, které ovlivňují dokončování?

Běžné vady zahrnují otřepy, které způsobují porušení povlaku na ostrých hranách; zbytky maziva, které brání přilnavosti; a rýhy nebo stopy nástroje, které jsou viditelné skrz tenké povlaky jako je E-nátěr. Důležitými kroky k prevenci těchto problémů jsou řádné odtupňování a důkladné čištění/odmaštění před dokončováním.