12.4. Методи підвищення довговічності кузова: конструктивно-технологічні способи підвищення довговічності кузова

Розробці конструктивно-технологічних способів підвищення довговічності кузова автомобілів (машин), ефективності корозійного захисту у всіх галузях приділяється велика увага

Фахівці фірми “Порше” (ФРН) довели можливість створення автомобіля з терміном експлуатації 20 років без ремонтних дій на елементи кузова. Це може бути досягнуто використанням нових корозійностійких матеріалів, проте висока вартість перешкоджає їх широкому застосуванню

Останніми роками різко зросло використання в кузовобудуванні оцинкованого сталевого листа, що дозволяє значно підвищити корозійну стійкість кузова. Так, вже в 1972 р. витрата оцинкованого листа в середньому на один автомобіль склала: у США і Японії - близько 90 кг; у ФРН - близько 30 кг [27]. Головною проблемою при використанні оцинкованого сталевого листа є збереження цинкового шару в швах, тобто в місцях точкової зварки. Крім того, оцинкований метал в більшості випадків є гальванічною парою, що викликає електрохімічну корозію, а при зварці - виділення отруйливих речовин

З 1973 р. фірма “Дімонд Шамрок” (США) веде виробництво холоднокатанного сталевого листа з покриттям Цинкрометалл, використовуваного для кузовів автомобілів. Покриття цього листа складається з двох шарів: перший, базовий - Дагромет - є цинкохроматний органічний розчин на водній основі. На цей шар після його часткового затвердіння наноситься другий - Цинкромет - спеціальний епоксидно-цинковий склад. Товщина покриття досягає 12,5 мкм [10]. Захисний шар має досить міцне з'єднання з поверхнею металу, що дозволяє такі листи зварювати і штампувати без розривів захисту з металом

Оброблені антикорозійним покриттям Цинкрометалл сталеві листи застосовуються для виробництва кузовів такими концернами, як “Дженерал Моторс” і “форд” (США), “Фіат” (Італія). З такого матеріалу виготовляються крила, передні і задні панелі, деталі днища, дверей і ін.

Застосування як захисні покриття кольорових металів (цинку, алюмінію, олова, хрому і так далі) підвищує термін служби кузовів в 4-6 разів, проте значно підвищує їх вартість. Завдяки науково-технічному прогресу в хімічній промисловості, і перш за все в галузях, що проводять пластмаси, стало можливим дорогі покриття з кольорових металів замінити економічнішими полімерними матеріалами. У промисловості починається виробництво прокату з покриттями з полівінілхлориду, поліетилену і інших полімерних матеріалів (так званого металлопласта). Випуск металлопласта щорічно збільшується на 10-20% і складає 14-18% від всієї кількості вироблюваного смугового прокату з полімерними покриттями (зокрема з лакофарбними) [13]. Металлопласт випускається шириною 38-1710 мм при товщині металевої основи 0,25-1,5 мм і пластмасового (плівкового) покриття 0,18-0,4 мм. Він характеризується високими антикорозійними властивостями і не потребує забарвлення або лакування

Виробництво кузовів з металлопласта не має істотних відмінностей від виробництва їх із звичайного листового прокату. Існуючі способи виготовлення панелей холодним штампуванням цілком прийнятні і для переробки металлопласта. За експериментальними даними, при деформації на 30-40% не спостерігається відшарування полівінілхлоридного, а також деяких інших покриттів від підстави [13]. Це говорить про достатню міцність адгезійного зв'язку захисного шару з металом

З'єднання деталей з металлопласта може бути трьох типів: механічне, клейове, зварне. Найбільш прийнятним механічним з'єднанням металлопластов вважається фланцевий, оскільки в цьому випадку відпадає необхідність захисту кромок. Клейові з'єднання менш поширені через відсутність достатніх ефективних і швидковисихаючих клейових складів Деталі з металлопластов можна і зварювати. Проте жорсткі вимоги до теплового режиму в процесі зварювання викликають необхідність застосування спеціальних зварювальних апаратів і особливої технології

Достатньо надійний і довговічний корозійний захист кузова забезпечується шляхом повної заміни металевих панелей пластмасовими. Як приклад слід назвати легковий автомобіль “Трабант” виробництва ГДР, вся зовнішня обшивка якого складається з корозійностійкого буропласта, бавовни, що є комбінацією, і фенольної смоли

Разом з використанням нових матеріалів при виготовленні кузовів в даний час отримали подальший розвиток методи хімічної обробки поверхні металу. Вживана для кузовів автомобілів ВАЗ хімічна обробка включає фосфатування поверхні деталей кузова, а також нанесення електрофорезного грунту з метою підвищення ефективності і надійності верхніх (зовнішніх) шарів антикорозійних покриттів. Останнім часом електрофорезний грунт мазкі ФЛ-093/105 замінений на грунт з вищою проникаючою здатністю ФЛ-093/1033. На деяких моделях (Жигулі 2103, 2106) використовується електрофорезний грунт Вк4-0207, що відрізняється кращими характеристиками

При підготовці кузова до забарвлення використовують сухий миючий препарат КМ.-1 і активатор КФ-1, що сприяє підвищенню якості забарвлення Перспективи застосування стеклоплатіков

Можливості застосування БВ в автомобілебудуванні останніми роками істотно розширилися, що пов'язане з поряд чинників.

Проведені комплексні випробування БВ і матеріалів на їх основі. БВ володіють поряд характеристик, які у поєднанні з властивостями БВ дозволяють створювати матеріали з новими характеристиками. Аналіз показує, що БВ мають якнайкраще співвідношення показника «ціни і якості» для неорганічних волокон (скляних, вуглецевих). Технологічні розробки по виробництву БВ, виконані останніми роками, дозволили забезпечити вартість виробництва безперервних базальтових волокон (НБВ) порівнянну за вартістю з виробництвом скловолокна. Освоєнням технологій і організацією промислового виробництва безперервних і супертонких БВ.

До теперішнього часу на Україні і в Росії освоєні технології виробництва і запущені промислові виробництва супертонких і безперервних БВ, які знаходять застосування в автомобільній промисловості, авіаційній, суднобудівельній і інших галузях промисловості.

Комплексні дослідження характеристик БВ і матеріалів на їх основі дозволили виявити наступні основні переваги базальтових волокон перед іншими типами волокон і матеріалів.

1. Відносно висока питома міцність волокон на розрив, що істотно перевищує ці показники для металу (у 2 – 2.5 разу) і скловолокна з Е-стекла (1.4 – 1.5 разу). Нижче представлені дані по питомій міцності безперервних базальтових волокон на розрив.

Діаметр елементарних 5.0 6.0 8.0 9.0 11.0 волокон µm

Питома міцність 215 210 208 214 205 элементарних волокон на розрив, kg/mm-.

Представлені дані по розривних навантаженнях ровингов мазкі RB 10 з базальтового безперервного волокна.

Діаметр Кількість ТЕКС Розривне елементарних волокон навантаження: (Н)

µm

10 600 400

10 1200 700

2. Висока корозійна і хімічна стійкість до дії агресивних середовищ: розчинів солей, кислот, лугів.

Представлені дані по хімічній стійкості базальтових волокон.

Тип Н2о 0.5 н Na 2 н Na 2 н зразка НБВ OН OН HCl

№ 1 99.63 98.3 92.8 76.9

№ 2 99.7 98.9 90.7 49.9

№ 3 99.6 94.6 83.3 38.8