一种铝合金轨道车辆制造方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金轨道车辆制造方法。本发明专利技术的方法包括如下步骤：1)通过搅拌摩擦焊接组焊铝合金车体；2)对所述铝合金车体进行机械表面处理；3)在经所述机械表面处理的铝合金车体表面喷涂纳米处理液，在铝合金车体表面形成纳米防护层；4)对形成有所述纳米防护层的铝合金车体进行色彩装饰。本发明专利技术的方法施工工艺简单，并且能够为铝合金车体提供良好的防腐保护和美丽的外观装饰。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金轨道车辆制造方法
本专利技术涉及一种轨道车辆，具体涉及一种铝合金轨道车辆制造方法。
技术介绍
铝合金以其低密度、高强度、高刚度、易于加工等优点而广泛应用于轨道车辆的制造中；然而，铝合金的耐蚀性和外观装饰性能不高，通常需要借助氧化、铬化、油漆涂装等表面处理方法来提高铝合金产品的防腐蚀和外观装饰性。涂装是在金属或非金属表面覆盖保护层、装饰层等涂层的过程，涂装工艺是充分发挥涂装材料性能、获得优质涂层、降低涂装生产成本和提高经济效益的必要条件。目前，轨道车辆的涂层结构通常包括防锈底漆、腻子、中涂漆、面漆等，涂装工艺主要包括如下步骤：1)在车体表面涂覆防锈底漆，采用湿碰湿喷涂工艺，即湿碰湿虚喷一遍、闪干一定时间后实喷一遍，达到干膜厚度60μm～100μm；2)防锈底漆干燥后，使用P80砂纸对车体凹陷打磨、刷找粗号腻子，粗号腻子干燥后，层间用P80砂纸打磨，根据表面刮涂多遍腻子；3)腻子干透后，用P80砂纸打磨腻子，喷涂一遍中涂漆，干膜厚度控制在40μm～100μm；4)中涂漆干燥后，在中涂漆上修补腻子缺陷、用P240砂纸打磨车体；5)面漆喷涂，根据技术要求喷涂不同颜色的素色漆或是底色漆和清漆。然而，上述涂装工艺存在以下缺陷：1)刮涂腻子过程中会产生有机溶剂挥发，同时腻子打磨过程中会产生大量的粉尘，不仅影响工作环境，还会严重威胁人体的安全和健康和安全；此外，大量弥散的粉尘会影响面漆质量，使后续抛光工作量加大，严重时甚至会导致返工从而造成涂装成本的增加。2)在中涂漆涂装工艺中，利用一次40μm～100μm的中涂漆干膜厚度对腻子表面凹坑、刀棱、麻眼进行填充、找补，无法达到理想状态，从而致使面漆喷涂前的底材处理较差，在喷涂面漆后，腻子层的凹坑、刀棱、麻眼没有完全去除，从而影响外观效果；此外，在中涂漆上修补腻子缺陷，会在面漆喷涂后出现失光、色差等不良现象，从而影响外观效果，导致面漆返工。3)采用水性涂料，其以水为稀释剂，由于水的表面张力是涂料常用有机溶剂的2.5倍，且水的蒸发潜热是一般溶剂的5～7倍，水较有机溶剂蒸发慢，从而导致成膜慢；此外，由于固含量低，现有湿碰湿虚喷1遍、实喷1遍的施工工艺不能满足涂层厚度要求，易导致面漆喷涂不均、局部过厚或过薄，从而出现痱子、流挂、针孔、橘皮、缩孔等问题。尽管环保水性涂料在一定程度上解决了VOCs对环境的污染，然而其对底材的处理、施工环境、喷涂技术等要求更加苛刻，经常会因各种问题造成最终的面漆返工；同时，水性涂料物料的价格高、涂层硬度大，极大地增加了材料成本和人工成本；此外，上述涂装工艺的流程复杂，特别是在车辆返修时需要较大的费用和较长的时间，耗时耗力。虽然铝合金具有自氧化成膜的防腐性，然而自成膜的均匀度不可控，对于铝合金材质制造的车体，当有水滴滴附在无防腐处理的铝合金车体上后(例如隧道顶部凝结水、清洗过程的飞溅清洗液等)，附着部位会发生化学反应导致变色或严重腐蚀，从而影响车体外观。尽管目前常用于铝合金轨道车辆车体的6005A铝型材具有一定的抗蚀性，但鉴于轨道车辆运行环境酸碱度的不确定性，如果不对车体进行整体防腐处理的话，型材加工造成的铝合金表面破损部位自氧化成膜的不连续性就会造成在介质附着时发生腐蚀化学反应导致变色，进而影响车体外观。因此，特别期待一种施工工艺简单且防腐性能好的铝合金轨道车辆制造方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种铝合金轨道车辆制造方法，其施工工艺简单，并且能够为铝合金车体提供良好的防腐保护和美丽的外观装饰。本专利技术提供一种铝合金轨道车辆制造方法，包括如下步骤：1)通过搅拌摩擦焊接组焊铝合金车体；2)对所述铝合金车体进行机械表面处理；3)在经所述机械表面处理的铝合金车体表面喷涂纳米处理液，在铝合金车体表面形成纳米防护层；4)对形成有所述纳米防护层的铝合金车体进行色彩装饰。在本专利技术中，铝合金车体是通过常规结构件搅拌摩擦焊接组焊而成；具体地，铝合金车体是通过对车体用车顶、侧墙板、端墙板、车底架进行搅拌摩擦焊接组焊而成。特别是，依据人类眼睛对于平面成像的视觉感应，所述铝合金车体的平整度为≤2mm/m；如超过上述平整度，会导致侧墙表面呈现“海波痕”，尤其在表面涂完透明的纳米防护层后更为明显。搅拌摩擦焊接是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻从而完成焊接的一种方法。在本专利技术中，所述搅拌摩擦焊接的工艺条件可以控制为：压入量为0.3～0.5mm，焊头转速为1500～1700r/min，焊接速度为500～700mm/min。具体地，车体用车顶、侧墙板、端墙板、车底架分别采用固定装置装配到位后，在上述恒定压入量、焊头转速以及焊接速度下进行搅拌摩擦焊接组焊；其中，侧墙板作为装饰面，焊接质量将影响后续外观装饰效果，为了消除该减薄量对焊缝有效承载面积的影响，侧墙板选择常规的在焊缝区域增加一个凸面结构，该凸面结构的高度可以为0.5mm，宽度可以为6mm；此外，控制压入量为0.3～0.5mm，焊头转速为1500～1700r/min，焊接速度为500～700mm/min。上述工艺条件有利于使通过搅拌摩擦焊接组焊形成的铝合金车体的平整度达到≤2mm/m。机械表面处理是在铝合金车体表面上人工形成一层与车体的机械、物理、化学性能不同的表层的工艺方法，机械表面处理的目的是满足耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。在本专利技术中，机械表面处理用于在铝合金车体表面创建一种装饰纹外观并使铝合金车体具有一定的粗糙度。本专利技术对机械表面处理在铝合金车体表面创建的装饰纹外观不作严格限制，可根据实际需要合理设计，例如可以为雪花状装饰外观等；特别是，经所述机械表面处理的铝合金车体的粗糙度为0.5～1.2μm，进一步为0.8～1.2μm。本专利技术人研究发现：在采用常规焊接工艺以及常规喷砂方式对铝合金车体进行表面处理时，铝合金车体的粗糙度为6μm左右；此时，由于纳米防护层无色透明，不能遮蔽喷砂表面的凸凹外观，局部防护层薄不能填充粗糙面造成纳米防护层和贴膜的性能不佳，使用处理液用量增加4倍。本专利技术的机械表面处理将铝合金车体的粗糙度控制在0.8～1.2μm的范围内，能够克服上述缺陷。在本专利技术中，所述机械表面处理可以包括粗磨和细磨，其中：在粗磨时，控制转速为1800～2200r/min，进给速度为8～9m/min，下压量为5～6mm；在细磨时，控制转速为1500～1700r/min，进给速度为5～6m/min，下压量为5mm。本专利技术对机械表面处理的工艺条件不作严格限制，只要能够形成上述装饰纹外观及粗糙度即可。具体地，所述机械表面处理包括如下步骤：采用60-80#砂布或其他打磨工具对焊缝进行打磨，避免打磨伤及母材及便于后续机械平滑打磨，焊肉高度高出母材，且控制该高度为0.05～0.5mm；采用60～120#砂布或其他打磨工具进行整体粗磨(即粗磨)，控制转速为1800～2200r/min，进给速度为8～9m/min，下压量为5～6mm，机头行走路线为蛇形路线以及直行路线两种；采用240-400#砂布或千丝轮进行表面细腻均匀状态打磨(即细磨)，控制转速为1500～1700r/min，进给速度为5～6m/min，下压量为5mm，机头行走路线为蛇形路线以及直行路线两种；采用80-120#千丝轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过搅拌摩擦焊接组焊铝合金车体；2)对所述铝合金车体进行机械表面处理；3)在经所述机械表面处理的铝合金车体表面喷涂纳米处理液，在铝合金车体表面形成纳米防护层；4)对形成有所述纳米防护层的铝合金车体进行色彩装饰。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过搅拌摩擦焊接组焊铝合金车体；2)对所述铝合金车体进行机械表面处理；3)在经所述机械表面处理的铝合金车体表面喷涂纳米处理液，在铝合金车体表面形成纳米防护层；4)对形成有所述纳米防护层的铝合金车体进行色彩装饰。2.根据权利要求1所述的铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，所述铝合金车体的平整度为≤2mm/m。3.根据权利要求1或2所述的铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，控制所述搅拌摩擦焊接的压入量为0.3～0.5mm，焊头转速为1500～1700r/min，焊接速度为500～700mm/min。4.根据权利要求1所述的铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，经所述机械表面处理的铝合金车体的粗糙度为0.5～1.2μm。5.根据权利要求1或4所述的铝合金轨道车辆制造方法，其特征在于，所述机械表面处理包括如下步骤：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘民军，王志伟，刘春宁，侯振国，王元伍，刘金凤，夏冬宁，钮旭晶，李唯，许瑾，杨雪峰，高红龙，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13