涂層技術在環衛車輛上的應用

阮志華

（浙江寶成機械科技有限公司 浙江寧波 315000）

1 背景

近年來，隨著國民經濟和城市建設的不斷發展，國家環保力度不斷加大，環衛車輛呈現出良好的發展勢頭。但是，環衛車輛往往在惡劣的工況下工作，箱體表面在工作過程中受到腐蝕和摩擦等作用而損傷，嚴重影響箱體的使用性能和壽命。更換箱體給環衛部門造成了很大的麻煩，大大增加了用戶和生產廠家的運營成本[1-3]。因此，有效地解決環衛車輛箱體腐蝕和磨損的問題,對于提高環衛車輛的壽命、增大環保投資效益至關重要。

近年來，電弧噴涂技術可以方便的在普通材料基底上制備功能涂層，達到防腐、耐磨、隔熱、潤滑等作用，從而得到了迅速的發展，廣泛應用于零件修復和表面強化等工程領域[4-5]。本文將利用該技術對灑水車和垃圾壓縮車箱體進行防護，以提高箱體的使用性能，延長箱體的使用壽命。

2 涂層技術在環衛車輛上的應用

2.1 ZnAl15 涂層對灑水車箱體的防護

目前，灑水車水箱普遍采用普通碳鋼制備，箱體內壁采用普通防銹漆涂裝，往往在使用一段時間后，發生漆膜脫落，箱體內壁出現銹斑的現象。本文采用ZnAl15合金涂層對其箱體內壁進行防護。噴涂前，采用金剛砂進行箱體內壁噴丸處理，噴砂參數為：空氣壓力0.5 MPa，噴射角度60°～90°,最終達到表面清潔度Sa 2.5級的標準。噴涂材料為高純ZnAl15絲，電弧噴涂參數為：噴涂電壓30V，噴涂電流120A～150A,噴涂距離200mm,ZnAl15合金涂層厚度約200μm。

研究表明，該合金的涂層組織結構由富Zn相和富Al相組成，其中，富Al相組成連續的網絡框架，具有較高的硬度和化學穩定性，可以為較軟的富Zn相提供可靠的保護框架，提高涂的耐沖蝕性能，而富Zn相以塊狀形式存在于富Al相的網絡包圍之中。在腐蝕介質中，富Zn相優先溶解，陽極犧牲作用保護了鋼鐵箱體，同時，腐蝕產物可以封閉涂層中的孔隙，從而減緩涂層的腐蝕速率[6]。結果表明，ZnAl15涂層的自腐蝕電位為-1.08V(vs SCE)，腐蝕電流密度為4.85×10-3mA/cm2，表明ZnAl15涂層具有較低的電位和較強的腐蝕傾向，可以對箱體提供有效的陰極保護，同時還具有良好的耐蝕性能。

2.2 3Gr13 馬氏體不銹鋼涂層對垃圾壓縮車箱體的防護

垃圾壓縮車的箱體普遍使用Q345鋼板，在垃圾滲濾液中多種酸、堿、鹽和細菌微生物的作用下，車身面臨著嚴重的腐蝕。同時,垃圾壓縮過程中推板和垃圾的摩擦，導致底板嚴重磨損，加速了底板的失效[2-3]。馬氏體不銹鋼材料兼備良好的耐腐蝕性和耐磨性能，在垃圾壓縮車箱體內壁制備馬氏體不銹鋼涂層是提高垃圾壓縮車箱體防腐耐磨性能的有效措施。

箱體噴涂前，采用金剛砂對箱體內壁進行噴砂處理，主要參數為：空氣壓力0.5 MPa，噴射角度60°～90°,最終達到表面清潔度Sa 2.5級的標準。噴涂材料為高純3Cr13不銹鋼絲，電弧噴涂參數為：噴涂電壓38V,噴涂電流160A，空氣壓力0.8MPa,噴涂距離300mm，涂層厚度約200μm。噴涂完畢后，采用環氧樹脂進行封閉處理，進一步提高涂層的耐腐蝕性能。

研究表明，3Cr13涂層組織致密,具有典型的層狀結構，在電弧噴涂的過程中，熔化的顆粒以一定的速度撞擊基底而展開、平鋪和凝固，由此形成了薄片疊加而成的層狀結構。3Cr13涂層的顯微硬度達450HV，和基底的結合強度約35MPa。電弧噴涂時,3Cr13馬氏體鋼絲被電弧熔化,細小熔滴在極短時間內完成凝固和馬氏體相變過程,形成具有較高硬度和耐磨性的涂層,而且馬氏體相變體積增大效應部分地補償了涂層的收縮應力,降低了涂層的開裂傾向,提高了涂層與基體結合強度[5]。

3 結語

針對灑水車和垃圾壓縮車箱體腐蝕和磨損的問題，采用涂層技術對箱體進行了有效的防護。該技術的實施有效解決了環衛車輛箱體腐蝕和磨損的問題,延長了環衛設備的使用壽命，降低環衛部門的運營成本，增大環保投資效益，對我國環衛機械的技術升級起到良好的示范作用。

[1]周德璧,崔莉莉,李琳,曲軍林,胡劍文.304不銹鋼在垃圾滲濾液中的腐蝕行為[J].腐蝕科學與防護技術,2009(21):48-51.

[2]霍維周,董雪青.大型垃圾轉運車箱腐蝕與防護研究[J].環境與園林,2002(4):16-17.

[3]閔小兵,夏光明,周建橋,賀立,盧靜.先進涂層技術在工程和環衛機械上的應用[J].金屬材料與冶金工程，2010(38):17-20.

[4]杜令忠,徐濱士,楊華,張偉剛.高速電弧噴涂3Cr13鋼涂層的組織及在含細沙油潤滑條件下的磨損性能,金屬熱處理,2007(32):10-12.

[5]王艷燕.電弧噴涂馬氏體不銹鋼涂層的組織和性能研究.[D].遼寧：沈陽工業大學，2012.

[6]張忠禮.鋼結構熱噴涂防腐蝕技術化學工業出版社.北京:化學工業出版社，2004.