涂层技术在环卫车辆上的应用

阮志华

（浙江宝成机械科技有限公司 浙江宁波 315000）

1 背景

近年来，随着国民经济和城市建设的不断发展，国家环保力度不断加大，环卫车辆呈现出良好的发展势头。但是，环卫车辆往往在恶劣的工况下工作，箱体表面在工作过程中受到腐蚀和摩擦等作用而损伤，严重影响箱体的使用性能和寿命。更换箱体给环卫部门造成了很大的麻烦，大大增加了用户和生产厂家的运营成本[1-3]。因此，有效地解决环卫车辆箱体腐蚀和磨损的问题,对于提高环卫车辆的寿命、增大环保投资效益至关重要。

近年来，电弧喷涂技术可以方便的在普通材料基底上制备功能涂层，达到防腐、耐磨、隔热、润滑等作用，从而得到了迅速的发展，广泛应用于零件修复和表面强化等工程领域[4-5]。本文将利用该技术对洒水车和垃圾压缩车箱体进行防护，以提高箱体的使用性能，延长箱体的使用寿命。

2 涂层技术在环卫车辆上的应用

2.1 ZnAl15 涂层对洒水车箱体的防护

目前，洒水车水箱普遍采用普通碳钢制备，箱体内壁采用普通防锈漆涂装，往往在使用一段时间后，发生漆膜脱落，箱体内壁出现锈斑的现象。本文采用ZnAl15合金涂层对其箱体内壁进行防护。喷涂前，采用金刚砂进行箱体内壁喷丸处理，喷砂参数为：空气压力0.5 MPa，喷射角度60°～90°,最终达到表面清洁度Sa 2.5级的标准。喷涂材料为高纯ZnAl15丝，电弧喷涂参数为：喷涂电压30V，喷涂电流120A～150A,喷涂距离200mm,ZnAl15合金涂层厚度约200μm。

研究表明，该合金的涂层组织结构由富Zn相和富Al相组成，其中，富Al相组成连续的网络框架，具有较高的硬度和化学稳定性，可以为较软的富Zn相提供可靠的保护框架，提高涂的耐冲蚀性能，而富Zn相以块状形式存在于富Al相的网络包围之中。在腐蚀介质中，富Zn相优先溶解，阳极牺牲作用保护了钢铁箱体，同时，腐蚀产物可以封闭涂层中的孔隙，从而减缓涂层的腐蚀速率[6]。结果表明，ZnAl15涂层的自腐蚀电位为-1.08V(vs SCE)，腐蚀电流密度为4.85×10-3mA/cm2，表明ZnAl15涂层具有较低的电位和较强的腐蚀倾向，可以对箱体提供有效的阴极保护，同时还具有良好的耐蚀性能。

2.2 3Gr13 马氏体不锈钢涂层对垃圾压缩车箱体的防护

垃圾压缩车的箱体普遍使用Q345钢板，在垃圾渗滤液中多种酸、碱、盐和细菌微生物的作用下，车身面临着严重的腐蚀。同时,垃圾压缩过程中推板和垃圾的摩擦，导致底板严重磨损，加速了底板的失效[2-3]。马氏体不锈钢材料兼备良好的耐腐蚀性和耐磨性能，在垃圾压缩车箱体内壁制备马氏体不锈钢涂层是提高垃圾压缩车箱体防腐耐磨性能的有效措施。

箱体喷涂前，采用金刚砂对箱体内壁进行喷砂处理，主要参数为：空气压力0.5 MPa，喷射角度60°～90°,最终达到表面清洁度Sa 2.5级的标准。喷涂材料为高纯3Cr13不锈钢丝，电弧喷涂参数为：喷涂电压38V,喷涂电流160A，空气压力0.8MPa,喷涂距离300mm，涂层厚度约200μm。喷涂完毕后，采用环氧树脂进行封闭处理，进一步提高涂层的耐腐蚀性能。

研究表明，3Cr13涂层组织致密,具有典型的层状结构，在电弧喷涂的过程中，熔化的颗粒以一定的速度撞击基底而展开、平铺和凝固，由此形成了薄片叠加而成的层状结构。3Cr13涂层的显微硬度达450HV，和基底的结合强度约35MPa。电弧喷涂时,3Cr13马氏体钢丝被电弧熔化,细小熔滴在极短时间内完成凝固和马氏体相变过程,形成具有较高硬度和耐磨性的涂层,而且马氏体相变体积增大效应部分地补偿了涂层的收缩应力,降低了涂层的开裂倾向,提高了涂层与基体结合强度[5]。

3 结语

针对洒水车和垃圾压缩车箱体腐蚀和磨损的问题，采用涂层技术对箱体进行了有效的防护。该技术的实施有效解决了环卫车辆箱体腐蚀和磨损的问题,延长了环卫设备的使用寿命，降低环卫部门的运营成本，增大环保投资效益，对我国环卫机械的技术升级起到良好的示范作用。

[1]周德璧,崔莉莉,李琳,曲军林,胡剑文.304不锈钢在垃圾渗滤液中的腐蚀行为[J].腐蚀科学与防护技术,2009(21):48-51.

[2]霍维周,董雪青.大型垃圾转运车箱腐蚀与防护研究[J].环境与园林,2002(4):16-17.

[3]闵小兵,夏光明,周建桥,贺立,卢静.先进涂层技术在工程和环卫机械上的应用[J].金属材料与冶金工程，2010(38):17-20.

[4]杜令忠,徐滨士,杨华,张伟刚.高速电弧喷涂3Cr13钢涂层的组织及在含细沙油润滑条件下的磨损性能,金属热处理,2007(32):10-12.

[5]王艳燕.电弧喷涂马氏体不锈钢涂层的组织和性能研究.[D].辽宁：沈阳工业大学，2012.

[6]张忠礼.钢结构热喷涂防腐蚀技术化学工业出版社.北京:化学工业出版社，2004.