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铝合金温成型工艺对与铝合金表面电泳性能的影响研究

摘要：本文介绍了国内汽车行业首款批量应用铝合金温成型工艺实现更高冲压深度的车门内板在开发过程中使用温合金温成型工艺生产的零件对于后续电泳性能的影响。通过对温成型工艺过程使用的润滑脂成分分析，门内板预处理工艺研究和验证，从机理层面揭示了铝合金温成型工艺过程使用含硅油润滑脂成分的关键性以及对于后续电泳工艺问题影响。最后通过增加酸洗等改善措施解决了铝合金温成型工艺使用的含硅油润滑脂造车的零件电泳附着力不足的难题，保证了车型顺利批量生产，对铝合金温成型工艺在汽车行业进一步的推广和应用具有一定指导意义。

关键词：铝合金温成形工艺车门内板铝合金表面油漆附着力

近年来，随着新能源和智能技术的飞速发展，中国电动汽车产业正迅速崛起。其中，汽车零部件轻量化设计较之传统燃油车而言变得更为重要和紧迫。通过采用铝合金零件，电动汽车的车身和底盘等关键部位可以实现轻量化设计，有效减轻车辆重量。这不仅可以减少能耗，提高车辆操控性能，并且有助于扩大车辆续航里程。

铝合金的温成型工艺在欧洲起步较早，但一直以来还停留在验证和少量应用状态。近年来随着中国电动汽车的蓬勃发展其应用也逐渐起步，如何大量应用铝合金温成型工艺，实现车辆设计的集成度，简化工艺过程，减轻整车重量，成为汽车行业里的一个重点研究和应用方向。

1铝合金温成型工艺特点与LOTUS的研究应用状况

1.1铝合金的温成型工艺特点

铝合金的温成型工艺克服了常规冲压工艺成型性差，冲压深度小，尺寸回弹大，模具工装多工序长等缺点，具有更好的成型性，更简单的工艺性。具体而言其有利之处在于：设计自由度更高，可以将多零件集成设计成单一零件，同时能够实现更复杂的造型特征；工艺过程更短，冲压成型只需要一序模压，相比常规冲压需要4-5序模压而言可以节省更多工装模具成本。

1.2LOTUS生活用车的需求

LOTUS生活用车项目规划之初，LOTUS中国研究院车身团队便设想如何符合空气动力学流线，给予造型更大发挥空间，又不在轻量化上妥协同时适合大批量生产的铝合金成型技术。基于此，在2018年我们便联合创新公司ITL及英国帝国理工大学，业内领先的铝材供应商诺贝丽丝及国内汽车部件企业长春吉文，新顿科技研究这项技术在路特斯生活用车上的应用。

2研究与生产过程遇到的问题

在LOTUS团队研究与验证过程中，我们发现使用温成型工艺生产的零件在电泳之后电泳漆附着力较差，不能满足企业防腐标准对于油漆包含电泳漆的附着力要求。

对于油漆附着力的评价，我们采用企业标准中的划格验证方法，这也是汽车行业中一种常用的测试方法，用于评估油漆在不同基材表面的附着力。该测试包括以下步骤：1.材料准备工作：选择适当规格的基材和油漆样品，确保符合测试要求。将基材表面清洁干净，并确保其表面平整。2.制作划格：使用刀片或划格工具，在基材表面上划格，形成一定间距的划痕。划格的深度和间距根据具体要求来确定。3.剥离测试：使用适当的剥离测试设备，对油漆进行剥离测试。通过对于胶带施加逐渐增加的力粘接于零件表面，然后来剥离油漆，直到发生油漆与基材之间的剥离。4.评估结果：根据剥离测试的结果，依据一定的评分标准评估油漆在基材表面的附着力。

在某供应商提供的采用铝合金温成型工艺生产的样件到路特斯生产基地后，零件随着白车身经过油漆车间电泳。路特斯油漆工艺工程师协调质量工程师通过油漆划格验证，发现该批次电泳漆附着力严重不足，划线表面电泳漆层连片剥落，见图1。此问题为批量性问题，严重影响了车辆试生产进度。

3电泳工艺原理分析

经过路特斯研发及工艺团队成员多方同业咨询和调查后，发现整个汽车行业内没有可供参考解决此问题的相关研究及解决案例。于是路特斯专项团队开始着手对该问题从电泳工艺的化学机理方面的深入分析研究。

首先电泳漆附着原理表明电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，此为电泳涂装的基本原理。

一般来讲，根据化学机理和工艺生产时间，电泳漆附着力缺陷原因一般如下：1、基材表面处理不当：如果铝合金基材表面有油污、氧化层或锈蚀等杂质，或者表面清洁度不够、表面粗糙度过大，都会影响电泳漆的附着力。2、电泳涂料问题：电泳涂料颗粒过大可能会导致涂层表面不光滑，产生异常附着。此外，如果涂料自身性能有问题，如固化剂配比不当、树脂含量过低等，也会导致电泳漆的附着力差。3、电泳工艺参数控制不当：电泳漆的附着力与电泳工艺参数的控制密切相关，包括电泳槽温度、电泳时间、电泳电压、电泳工艺中的酸度等。如果这些参数控制不当，就会导致电泳漆的附着力不良。

由于车门是随着白车身一起从工厂正式的电泳线进行电泳，电泳涂料和电泳工艺参数在此之前都经过了多轮严格