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技術幹貨丨機械式停車設備金屬表麵處理方法及應用

2019年03月01日 熱度:616 ℃

本文刊登於2018年第6期《城市停車》雜誌,原標題:機械式停車設備金屬表麵處理方法及應用。

設備結構不同,所處周圍環境不同,各部件應用環境不同,使用方法工作原理不同,表麵處理方式也大不同。

隨著經濟的高速發展,汽車保有量越來越多,交通壓力越來越大,停車難、難停車問題日益凸顯。在國家政策的積極推動下,我國機械式停車泊位的規模始終保持較快的增長速度,生產廠家也呈幾何式增長。為了提高產品競爭力,廠家對設備質量、外觀的標準要求都上升到了嶄新的高度,對設備工件的表麵處理工藝也展開了探究。

   機械式停車設備多種多樣,設備結構不同,所處周圍環境不同,各部件應用環境不同,使用方法工作原理不同,表麵處理方式也大不同。

怎樣才能既快捷、處理效果明顯、性價比高,又能滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求,就需要根據零件功能和使用條件挑選合適的表麵處理技術,而當每位從業者都能對表麵處理技術有所了解時,才能做到應用自如,從而促使機械停車行業的設備表麵處理技術更好的發展和普及。本文就以簡要歸納的方式介紹常用的表麵處理技術。

現階段使用的金屬表麵處理技術

   分  類  

1

機械處理法:噴丸、拋丸、噴砂、滾壓、拋光、拉絲;

2

化學處理法:滲碳、滲氮、滲硼等其他滲金屬的處理,熱浸鍍,化學鍍,鋼鐵氧化、磷化、鋁氧化,蝕刻;

3

電化學處理法:電鍍、電泳;

4

噴塗處理:噴塑、噴漆;

5

金屬表麵熱處理:高頻淬火;

6

超聲波處理法;

7

激光清洗法;

8

PVD真空鍍;

9

達克羅工藝。

以上所列大部分技術方法,在機械式停車設備中都得到了應用,下麵是具體金屬表麵處理技術的應用在機械式停車設備各構件中的使用。本文就各種表麵處理方式在機械式停車設備中的應用,進行匯總分析,暫不涉及其他不常使用或其他領域表麵處理的應用。

01

機械處理法

通過表麵形變強化致使鋼件在常溫下發生塑性變形,以提高其表麵硬度並產生有利的殘餘應力分布的表麵強化工藝。工藝簡單,成本低廉,是提高鋼件抗疲勞能力,延長其使用壽命的重要工藝措施。主要有以下方式:

拋丸與噴丸、噴砂

拋丸利用電動機帶動葉輪旋轉,靠離心力的作用,將彈丸拋向工件的表麵,使工件的表麵達到一定的粗糙度,使工件變得美觀,或者改變工件的焊接拉應力為壓應力,提高工件的使用壽命。提高工件表麵的粗糙度,也提高了工件後續噴漆的漆膜附著力。處理後的表麵不易生鏽。但拋丸具有一定角度,複雜工件處理不幹淨。

噴丸進行表麵處理,打擊力大、清理效果明顯、角度任意,但處理表麵有潮氣易生鏽。噴丸和拋丸不適用於薄板工件的表麵處理,容易使工件變形,對帶有油汙的工件,拋丸、噴丸均無法徹底清除油汙。

噴丸處理

車庫鋼結構使用量大,多是焊接件,在下料切割過程中不存在油汙。鋼結構型材拋丸和噴丸可使得焊縫處殘餘應力得以釋放,對於車庫中的鋼結構型材而言拋丸和噴丸恰是一種優良的機械處理方式。

噴砂主要除鏽和除油,適用於對表麵要求較高的清理,多半是人工操作,在機械式停車設備中使用較少。

滾壓處理、表麵擠光處理

利用自由旋轉的淬火鋼滾子對鋼件的加工表麵進行滾壓,使之產生塑性變形,壓平鋼件表麵的粗糙凸峰,形成有利的殘餘壓應力,從而提高工件的耐磨性和抗疲勞能力。金屬表麵經過滾壓機械滾軋過,可以提高工件表麵的平整度,提高工件的耐壓能力,抗疲勞能力,還可以滾壓出花紋,提高表麵的美觀程度。滾壓技術常使用在智能搬運器梳齒架的表麵處理上。

滾壓處理

02

化學處理法

鋼鐵氧化處理

鋼製件的氧化處理即表麵發黑處理,也稱為發藍。其原理是將鋼鐵製品表麵迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保護層,提高鋼件的防鏽能力。常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和常溫發黑兩種,常溫發黑工藝對於低碳鋼的效果不太好。在高溫下(約550℃)氧化成的四氧化三鐵呈天藍色,故稱發藍。在低溫下(約350℃)形成的四氧化三鐵呈暗黑色,故稱發黑。車庫工件生產中,常用的是發黑處理。

發黑是使用較多的一種處理方式,發黑處理過的表麵抗腐蝕能力較強,加工件尺寸不會增加,外觀上易於其它工件相配。機械式停車設備中,軸類齒輪類零件多用發黑處理。

發黑處理

熱鍍鋅

熱鍍鋅是將除鏽後的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中,使鋼構件表麵附著鋅層,從而起到防腐的目的。熱鍍鋅,適用於不易變形或大型、尺寸要求不高的工件。機械式停車設備中的鋼結構常規處理方式便是熱鍍鋅。熱鍍鋅的鍍鋅效果較好,通常電鍍鋅層厚度5~15μm,而熱鍍鋅層一般在35μm以上,甚至高達200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好,鍍層致密,無有機物夾雜,防鏽時間超長。

熱鍍鋅處理

03

電化學處理方法

電泳

電泳為溶液中帶電粒子(離子)在電場中移動的現象,利用粒子的沉積技術,電泳多用於鋁合金型材。機械式停車設備中使用的鋁合金框架均為直接采購件。

電鍍

電鍍是利用電解原理在某些金屬表麵上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極,待鍍的工件做陰極,鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表麵被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的幹擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)能增強金屬的抗腐蝕性、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性和表麵美觀。機械式停車設備中多使用鍍鋅與鍍鉻。

電鍍鋅:電鍍鋅在常溫下進行,防鏽能力沒有熱鍍效果強,但適宜易變形較薄的工件,工件鋅層均勻光亮,費用不高。在機械式停車設備中,絲杆、錨栓、感應器支架或其它小型工件多用電鍍鋅處理。

鍍鉻處理:鍍鉻處理分為鍍裝飾鉻和鍍硬鉻兩種。一般隻要求表麵防鏽能力和美觀效果的,鍍裝飾鉻即可。為了提高工件的耐磨損能力,提高表麵的硬度就需要鍍硬鉻。在機械式停車設備中多采用鍍硬鉻的方法來提高輪體、棍體工件的耐磨能力、表麵硬度,比如梳齒架上的滾輪。

鍍鋅和鍍鉻都需要渡槽,如果出現超大型工件的情況,不太適用,一般選擇噴塗處理技術。

電鍍鉻處理

04

噴塗技術

噴塗是利用壓力或靜電力將油漆或粉末附著在工件表麵,使工件有防腐和外觀裝飾作用,本文隻介紹噴塑、噴漆。

噴塑

用噴粉設備(靜電噴塑機)把粉末塗料噴塗到工件的表麵,在靜電作用下,粉末會均勻的吸附於工件表麵,形成粉狀塗層;粉狀塗層經過高溫烘烤流平固化,變成效果各異的最終塗層。機械式停車設備中的電控櫃、智能搬運器的蓋板,多采用此技術進行處理。

噴漆

采用噴塗工藝,將油漆噴在產品表麵,通過自然風幹或熱風幹的方式,粘附在產品表麵。此方法簡單常見,多用於普通鋼結構表麵處理,或在現場焊接的地方,打磨完畢後進行補漆處理。

05

表麵熱處理

高頻淬火多數用於金屬零件表麵處理,使工件表麵產生一定的感應電流,迅速加熱零件表麵,然後迅速淬火的一種金屬熱處理方法。在機械式停車設備中,傳動齒輪表麵多采用此技術來提高表麵硬度、耐磨性以及抗疲勞能力,提高使用壽命。

06

其他金屬表麵處理方式

超聲波清洗

利用超聲波,使汙物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

激光清洗法

利用激光,使汙物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

PVD真空鍍

一種工業製造上的工藝,主要利用物理過程來沉積薄膜的技術。是一種利用物理方法使得材料汽化成原子、分子或電離成離子,並通過氣相過程,在材料表麵沉積的技術。它適用於的基體材料和膜層材料廣泛,工藝簡單、無汙染;獲得的膜層膜基附著力強,膜層厚度均勻、致密、針孔少。可以在金屬表麵鍍覆高硬度、高耐磨性的金屬陶瓷裝飾鍍層。比電泳、鍍鉻更有質感,適用於操作麵板、操作盒等金屬控製按鍵。

真空鍍處理

達克羅

一種新型表麵塗層工藝,以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐塗料,將工件直接浸入達克羅處理液中,或用刷塗、靜電噴塗法使處理液粘附於工件表麵,然後經燒結而形成含鋅、鋁及鉻元素的無機轉化膜。現在螺栓表麵多鍍達克羅,相對於普通鍍鋅、熱鍍鋅等表麵處理方式更加環保。

結語

金屬表麵處理工藝是建立在工件加工精度和加工質量基礎之上的。金屬表麵處理方式也可以疊加使用,比如噴丸後可以再進行噴塗配合使用,電泳技術做底和靜電噴塗做麵漆配合使用,滾壓後做鍍鋅處理,高頻淬火後發黑處理等。在使用處理方式的時候,需要綜合考慮工件使用環境及狀態,工作形式,性價比,美觀性能等,每一種表麵處理方式都有它獨特的特點。隨著科學的發展工藝的進步,機械設備表麵做的越來越精細化、美觀化、工藝多樣化,以後機械式停車設備將不再隻是單純存取車的設備,最終也會成為展現機械設備製造業獨特魅力的藝術風景。

作者介紹

申景超:山東天辰智能停車有限公司智能車庫研究院工程師,從事停車設備的技術研究工作十年,曾獲七項發明及二十三項實用新型專利,涵蓋梳齒式垂直升降、載車板式垂直升降、大轎廂垂直升降、梳齒式平麵移動、載車板式平麵移動、多層巷道堆垛等多種智能立體車庫機型,發表專業論文7篇。

張超:山東天辰智能停車有限公司智能車庫研究院工程師。

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