轨道车辆用车轮防腐涂装工艺研究

1 马钢车轮生产工艺简介

马钢车轮公司(以下简称车轮公司)是20世纪60年代初在邓小平同志亲自决策下建成的我国第一家火车车轮轮箍生产厂，它的建成，结束了我国车轮轮箍长期依赖进口的历史。车轮公司经过50年不断创新努力，已成为全球规模最大的车轮轮箍生产基地。自2008年车轮三线正式投产以来，车轮公司目前拥有两条车轮生产线，设计年生产能力80万件[1]。其工艺流程如下：

钢锭切割→钢锭加热→轧制成型→等温缓冷→热处理→半成品检验→机加工→冷打字→超声波探伤→磁粉探伤→抛丸→钻镗注油孔→成品检查→防腐、包装→入库

2 车轮公司车轮防腐工艺发展过程

车轮公司早期生产的车轮主要以铁标车轮为主，材质为CL60钢。当时由于人们对防腐工艺未加以重视，往往忽略过程防锈或以机油防锈，成品最终防锈尚未引入各类型防锈油，多以铁标要求的各类防锈清漆涂抹于车轮表面作为防锈手段。自2000年以后，世界知名表面防腐和涂装企业进入中国市场，越来越多的表面防腐材料和工艺被人们接受和应用。尤其是在2003年公司提出并迅速新建国内先进的喷漆烘烤线之后[2]，车轮公司形成了“过程防锈、最终防锈、防锈包装”一体化的防腐工艺，很好的消除了车轮在生产、交货、使用过程中的表面锈蚀隐患。

3 车轮锈蚀的原因分析

3.1 内部原因

3.1.1 工序间锈蚀

其他研究集中在CCL2基因多态性上。在韩国人群住院患者中的研究发现，与对照组相比，CCL2A2518G SNP(rs1024611)与抑郁症发生风险增加具有相关性[29]。意大利的一项对于出院患者的研究尝试重复上述结果，但并未发现两者有明显关联[30]。关于CCL2与抗抑郁药物治疗反应相关性研究发现文拉法辛成功治疗的抑郁症患者血清中CCL2水平显著下降[31]，但舍曲林治疗组并未下降[32]。因此，该研究虽为横断面研究，认为CCL2的血清水平升高与抑郁症存在相关性。

另外，喷漆烘烤线上表面处理时脱脂剂、防锈剂添加过少，清洗后的车轮未达到清洗标准，喷涂油漆后附着力不够，造成油漆脱落，锈蚀亦会产生。

3.1.2 防腐和包装工艺设计失误

(2)分析条件确定定的点，明确需构点.由条件可知△ACD的形状确定，是一个顶角为138°的等腰的三角形，即可以先确定A、C、D三点，故只需构造点B；

3.1.3 人员因素

由于车轮在涂油前需要做相应的前处理，将车轮表面的水分、灰尘、油污清理干净，有些操作人员责任心不强，未能将车轮表面污物清理干净就涂刷防锈油，造成防锈油过早失效，锈蚀产生。

车轮在粗加工、精加工后往往由于生产安排未能及时跟上探伤等后续工序，造成滞留待检等情况，工序间停留时间较长，如果空气湿度大，一个星期甚至两三天后车轮表面即产生锈蚀。同时，精加工时乳化液的浓度过低，防锈添加剂少，也会引起精加工后的车轮过快锈蚀。

3.1.4 外协、外购件方面的原因

外协、外购件的油漆质量一直存在不稳定问题，有的油漆达不到环保要求，给操作人员及操作环境带来危害；有的油漆达不到国家或行业标准，质量存在严重问题，造成油漆过早脱落。

3.2 外部因素

有些车轮使用商要求我们出厂的车轮给其做简单的防锈处理，车轮到站后自行清洗并重新做表面防腐处理，这就会出现一系列的问题，比如原有的防锈涂层未清理干净即重新涂油刷漆；涂装时除锈能力明显不足，导致工件带锈涂装造成涂层附着力不足；涂装时存在漏涂漏刷现象，膜厚不达标等情况均会使车轮锈蚀[3]。

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3.2.1 车轮运行环境方面的原因

在设计防腐和包装工艺时，工艺员未能按照客户的要求使用相应的防腐手段，例如防锈油选用不当、车轮包装未加装防雨袋遮盖、运输车轮的车辆未加装防雨布整体遮盖等均造成车轮锈蚀。

4 车轮公司目前防腐工艺方法

4.1 工序间防锈

自引进国外先进强力数控立车以来，车轮公司先后建立了两个大型乳化液工作站(容量为165m2和55m2)，选用国际知名的金属加工液供应商，每天检测乳化液的pH和浓度，一个月做一次乳化液的全分析，全力控制乳化液的即时状态，确保下线产品质量和工序间防锈性能。

另外，对于工序间滞留待检产品或生产工序异常产品，选用水溶性防锈剂，该防锈剂为乳化型产品，防锈周期为一个月，可有效解决不及时进行最终防锈带来的各种弊病。

4.2 采用各类防锈油作为最终防锈手段

目前车轮公司使用的各类防锈油有10种左右，其中常用的有5-6种，均为国内外知名品牌，且在行业内有较高的口碑。

列车高速运行时离地面近的部位容易受到铁道上砂石撞击，防腐涂层易脱落；车轮离地面近，环境的相对湿度较大，水气含量高，这样容易导致钢铁的电化学腐蚀。

4.2.1 透明快干型硬膜防锈油

快干硬膜防锈是我公司最为普遍使用的一类防锈油，其特点是干燥速度快，对于最终检验合格的车轮，用干净的布将车轮表面残留的灰尘、水分等擦干后，即可涂刷此防锈油，10 min表干，可直接包装。快干硬膜防锈油能在车轮表面形成坚硬的树脂膜，膜厚20 um以上，室内防锈达两年之久，也适用于存储条件恶劣的室外环境，该油膜可抵御灰尘、雨水的侵蚀，但清洗较为复杂、耗时。该防锈油主要用于铁标产品、最终防锈(发货至使用时不再做二次涂装)、存储条件恶劣等车轮的防锈处理。

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4.2.2 溶剂稀释型防锈油

溶剂稀释型是我公司防腐材料的重要组成部分，其主要应用于非油漆喷涂部位的防腐处理，如精加工后的轮毂孔、踏面。该类防锈油的特点是能在工件表面形成易清洗的油膜，车轮到站后采用石油溶剂清洗后即可装配，适用于长期室内存储或出口防锈，防锈期限可达1-2年。

4.3 油漆喷涂

车轮公司于2004年2015年分别新建了一条国内先进的自动喷漆烘烤线，采用悬挂吊钩式运输机流水作业，双面人工同时喷涂，设计年产50000件，机加工后的车轮表面粗糙度为Ra12.5，部分车轮辐板需抛丸处理，其喷涂工艺流程及说明如下：

为确保在极端工况、防喘振控制系统或阀门定位器等故障情况下也能保护机组,在喘振线与控制线之间设置了一条流量下限安全线（FAL）,当运行点到达安全线（FAL）时,旁路阀快速打开，提高入口流量，同时DCS上将旁路阀阀开度锁定在100%上，入口导流叶片阀开度锁定在0%上，压缩机卸载。

3.2.2 客户使用、维护方面的原因

序号工序名称工序说明1上线采用单臂吊配合卡钳上线2脱脂采用热水添加脱脂剂的方式清洗，清洗温度65℃3热水洗清洗温度60℃4水洗常温添加防锈剂水洗5烘干蒸汽+搪瓷远红外(辅助)加热式组合烘道，烘干温度50-80℃6冷却常温冷却7喷漆两个水帘喷漆室同时喷涂，含净化送风装置8流平常温进行9烘干在烘道内80-100℃烘干10下线采用单臂吊配合卡钳下线

该工艺主要的优点在于：

1)该工艺采用流水化作业，设计链速0.8 m/min，从第一块车轮上线到第一遍烘干完成大约耗时2 h，漆膜可表干，接近实干，工作效率高。

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2)实现涂装前的前处理，保证喷漆前车轮表面的清洁度。本工艺前处理采用三道工序，清洗表面时分别添加脱脂剂和防锈剂，并采用高压喷淋的供水方式(喷嘴流量0.5 m3/hr，喷射压力0.12 Mpa)，此法可有效去除车轮表面油污、灰尘、少量浮锈，车轮清洗后需采用人工高压空气吹水将车轮表面和轮毂孔残留的水分快速吹干。经以上前处理后的车轮表面可完全达到涂装要求。

《饥饿艺术家》是卡夫卡写于1922年春的短篇小说，发表于同年10月《新观察》，为作者自己所珍重的几个短篇小说之一。1924年作者曾以此为书名，与其他三个短篇结集出版。同年4月，即在他去世前一个多月，他在病榻上阅读本篇清样时，不禁泪流满面，可见与书中主人公发生共鸣。该集子出版时，作者已辞世。

3)喷涂工具全部采用美国固瑞克无气喷涂设备，操作人员均至少从事喷漆工作三年以上，经验丰富，能保证漆膜总厚度的均匀一致，而且能够做到喷涂严密无遗漏。

4)喷漆室采用水帘设计，喷漆时，漆雾碰到水帘即被水吸附冲至下部水池积存。另外配有上送风、侧抽风装置将漆雾和挥发的溶剂与水充分混合，充分清洗，确保操作人员呼吸空气的清洁度，减少了漆雾飞散，提高了涂料的利用率，保证了涂装质量。

5)采用蒸汽+搪瓷远红外(辅助)加热式组合烘道，烘干温度50-80 ℃。烘道内的热风循环系统为上送风、上回风的方式，有效利用了工件挂具肩部空间，避免使用底部风管，便于清理。送风管均设有调节阀，保证了内部温度场均匀。烘干风道配有5.5 kW热风循环风机一台，固化风道配有11 kw热风循环风机一台，可实现前处理后车轮表面快速干燥、漆膜的快速干燥和固化，大大提高了生产效率。

4.4 包装材料

车轮公司在车轮成品包装时，通常对于在车轮外加气相防锈袋及防雨袋加以保护。气相防锈袋是金属防锈领域的新型产品，将需防锈的金属密封保存于气相防锈袋中时，防锈袋中的防锈粒子气化成气体，在被保护金属的表面上形成保护膜，切断金属离子与水、氧气接触的可能性，从而达到防锈的效果。此法对保证车轮在运输和存储过程中不被锈蚀可起到良好的效果。

采用ContigExpress软件对序列进行拼接；Muscle 3.8(http: //www.ebi.ac.uk/Tools/msa/muscle/)软件对73份材料的FT基因全长序列与参考序列的CDS进行比对，找出FT基因中保守的CDS序列，对核苷酸及其编码的氨基酸残基突变数目进行统计；将核苷酸及氨基酸序列差异位点数构建欧几里距离矩阵，并将结果进行多维尺度(multidimensional scaling，MDS)(https: //en.wikipedia.org/wiki/Multidimensional_scaling)聚类分析[34]。

5 结语

自从车轮公司采用以上防腐工艺方法后，随着工艺手段的不断完善以及职工的操作水平和熟练程度提高，车轮的防腐涂装质量也得到不断改进和完善。在标准的工艺条件下进行涂装作业，使车轮的防腐能力得到了保证，至今尚无一起油漆涂装质量异议。

但仍有很多问题亟待解决，比如乳化型水溶性防锈剂会影响车轮后续探伤过程，需要挑选不含油脂水溶性防锈剂，即水基防锈剂；采用卡钳上下料会造成下线时漆膜的破坏；现阶段使用的防雨袋强度和韧性不够，容易破裂等等。

参 考 文 献

[1] 许章泽，安涛.马钢第三条辗钢车轮生产线及其工艺技术水平分析[C].实践 开拓 创新—2008年快速重载车辆转向架与轮轴学术研讨会论文汇编.济南：中国铁道学会车辆委员会，2008

[2] 张高萍，武立仓，刘会强.马钢火车轮生产系统技术改造[J].轧钢.2008，17(8)：34-36

[3] 尹立成.转向架防腐涂装工艺研究[J].城市轨道交通研究.2008，11(5)：35-38