1、前言

　　隨著(zhù)我國鐵路運輸幾次大提速，對鐵路機車(chē)車(chē)輛的設計、生產(chǎn)水平的要求也越來(lái)越高。產(chǎn)品升級換代成了各鐵路機車(chē)車(chē)輛制造廠(chǎng)的當務(wù)之急。機車(chē)車(chē)輛用鋼結構的設計越來(lái)越多地采用優(yōu)質(zhì)的高性能鋼板，傳統鋼結構的表面處理及涂裝工藝已經(jīng)不能適應生產(chǎn)發(fā)展的要求，迫切需要找到一種滿(mǎn)足設計和工藝要求的表面處理新工藝。

　　2、表面處理及涂裝工藝的要點(diǎn)鋼結構涂裝前，為了使涂層與基體具有良好的粘結性能，必須對待涂裝的鋼材表面及附近區域進(jìn)行預處理。首先，其表面必須潔凈，不允許有灰塵、油污、水漬或其它污垢和疏松氧化物。其次，噴涂時(shí)，涂層與基體的結合一般以機械結合為主，因此，在不影響噴涂質(zhì)量的前提下，涂層與基體應盡可能地增大接觸面積，適當的粗糙度有助于提高涂膜附著(zhù)力，延長(cháng)涂層的壽命。有關(guān)資料介紹：醇酸涂料用于手工表面除銹，其涂層的使用壽命為2～3a，噴砂處理達Sa2.5級的使用壽命可為10a.鋼材表面預處理質(zhì)量直接影響涂裝工程表觀(guān)質(zhì)量及涂層使用壽命，而鋼結構表面處理的清潔度以及粗糙度直接影響到涂層的使用壽命。為盡可能增大涂層與基體的接觸面積，一般采用機械粗化和噴砂粗化的方法。機械粗化包括噴丸處理、人工打磨和拋光處理。噴砂粗化是選用直徑為1～2mm干燥且有棱角的黃砂或石英砂，利用壓縮空氣將砂粒從噴砂槍的槍嘴高速?lài)娚涞戒摬谋砻�，利用砂粒的沖擊和摩擦作用，將鋼材表面的氧化皮、鐵銹、油漆膜、油脂等污物除去，同時(shí)獲得具有一定粗糙度表面的工藝方法。一般來(lái)說(shuō)，鋼材等級越高，對其表面處理要求越高。經(jīng)噴砂處理的鋼結構表面，表面積約為不進(jìn)行噴砂處理鋼材表面積的90倍，大大增加了涂層與基體之間的接觸面積。這對有些涂料涂膜，特別是無(wú)機富鋅類(lèi)涂料涂膜的附著(zhù)力影響極大。

　　3、原工藝存在的問(wèn)題以前，對機車(chē)車(chē)輛鋼結構用鋼材（包括板材和型材）進(jìn)行表面處理的方法，一種是只進(jìn)行簡(jiǎn)單的除銹，經(jīng)冷、熱加工后，組焊成鋼結構，再對鋼結構表面噴涂底漆。這種工藝方法經(jīng)多種車(chē)型的現場(chǎng)應用，證明防腐效果欠佳。另一種工藝方法是，鋼材表面先經(jīng)過(guò)化學(xué)處理（一般是磷化處理），之后直接噴涂底漆，然后再組焊成鋼結構。其缺點(diǎn)是常常出現底漆與磷化膜配套性不好的問(wèn)題，導致底漆附著(zhù)力降低等現象。再有，近年來(lái)還采用一種工藝方法，鋼材先進(jìn)行噴砂處理，然后直接噴涂底漆，也存在防腐差的問(wèn)題，甚至影響到下一道工序。

　　4、新工藝方案的確定針對原工藝存在的問(wèn)題，為達到工藝、設計的要求，同時(shí)兼顧工藝的繼承性和延續性，以上述理論為依據，通過(guò)試驗，決定采用噴砂和預涂底漆相結合的表面處理及涂裝工藝。

　　4.1試驗材料

　�。�1）底材樣板：選擇近年來(lái)常用的優(yōu)質(zhì)富鉻鋼板（N4003），規格為150mm×80mm×1.5mm，共24塊。

　�。�2）油漆：

　　1、預涂底漆：選用磁鐵環(huán)氧酯防銹漆。由于經(jīng)過(guò)預處理的鋼材在組焊成鋼結構時(shí)，需要經(jīng)過(guò)焊接和切割、打磨等工序，其漆層表面不可避免地存有大量劃痕和脫落等缺陷，所以選擇目前機車(chē)車(chē)輛鋼結構常用的耐高溫、受熱影響小、防腐性能強的磁鐵環(huán)氧酯防銹漆作鋼材表面的預涂底漆。

　　2、底漆：選用磷酸聚氨酯底漆。鋼結構組焊成形后，為了修補其表面缺陷，同時(shí)也為下一步刮膩子或涂面漆做準備，一般需要對鋼結構再?lài)娡?遍底漆。要求該底漆與下道工序用的膩子和面漆配套性要好。經(jīng)生產(chǎn)驗證，磷酸鋅聚氨酯底漆完全能夠滿(mǎn)足此項要求。

　　4.2試驗過(guò)程

　　4.2.1樣板的表面處理將樣板分為A、B兩組，各12塊，其中A組采用噴砂處理，B組不經(jīng)噴砂處理，僅用240#砂布打磨。用有機溶劑將兩組樣板表面清洗干凈，冷風(fēng)吹干，放入干燥器。

　　4.2.2樣板漆膜的制備A、B組樣板各取6塊，噴涂1道磷酸鋅聚氨酯底漆，干燥待用；再取A、B組另6塊樣板，先噴涂1道磁鐵環(huán)氧酯防銹漆，干燥48h后，再?lài)娡?道磷酸鋅聚氨酯底漆，干燥待用。

　　4.2.3性能試驗

　�。�1）對制備好漆膜的A組、B組樣板，分別測量厚度，然后做如下性能試驗：

　　1、附著(zhù)力測試：采用附著(zhù)力測試儀測試，按GB/T1720進(jìn)行。

　　2、耐鹽水性能試驗：用3%NaCl溶液，按GB/T1763進(jìn)行試驗。

　�。�2）將噴涂了2道底漆的試板做工藝配套性試驗。

　�。�1）附著(zhù)力。

　　涂裝后的板材防腐能力取決于涂膜附著(zhù)力的大小，附著(zhù)力越大，板材防腐能力越強。由表1可以看出：漆膜厚度，經(jīng)噴砂處理的樣板比未經(jīng)噴砂處理的厚；附著(zhù)力，經(jīng)噴砂處理的樣板不小于未經(jīng)噴砂處理樣板的。

　�。�2）耐鹽水性。

　　耐鹽水性是指將樣板浸入鹽水，在規定的溫度下浸泡，觀(guān)察其被侵蝕的程度。耐鹽水性是衡量漆膜以及材質(zhì)防腐能力的一個(gè)重要指標。由表1可以看出：同樣經(jīng)噴砂處理和噴涂底漆，噴涂預涂底漆的樣板比未噴涂預涂底漆的樣板防腐能力強；同樣噴涂2道底漆，經(jīng)噴砂處理的樣板防腐能力比未經(jīng)噴砂處理的強。

　�。�3）工藝配套性。

　　油漆的工藝配套性是指兩種油漆涂在一起時(shí)，層與層之間是否出現“咬底”、脫落、起泡、起皺等現象。不出現這些現象，就說(shuō)明配套性良好�？梢钥闯觯翰还苁菄娚疤幚淼臉影暹�是未經(jīng)噴砂處理的樣板，不同漆種的磁鐵環(huán)氧酯防銹漆與磷酸鋅聚氨酯底漆工藝配套性良好，無(wú)起泡、“咬底”等現象。這說(shuō)明：經(jīng)過(guò)噴砂處理后，再?lài)娡看盆F環(huán)氧酯防銹漆作為預處理的鋼材，組焊成鋼結構后是可以再?lài)娡恳粚恿姿徜\聚氨酯底漆的。

　　5、結論經(jīng)過(guò)試驗，最終確定了鋼結構表面處理及涂裝的新工藝，即采用噴砂和預涂底漆相結合的表面處理工藝：鋼材首先進(jìn)行噴砂處理，增大粗糙度，然后再?lài)娡?道磁鐵環(huán)氧酯防銹漆作為預涂底漆，以防止鋼材噴砂后的腐蝕，待鋼結構組焊成形后，最后噴涂1道磷酸鋅聚氨酯底漆。該工藝從1999年開(kāi)始，已成功地應用于斯里蘭卡動(dòng)車(chē)組等幾個(gè)車(chē)型上，未出現任何質(zhì)量問(wèn)題，表明該工藝完全符合設計和工藝要求，達到了預期效果。