地铁车辆表面处理现状及发展趋势

摘要：本文结合多年实践经验阐述了我国地铁车辆涂装工艺的现状以及涂装管理，并分析了地铁车辆表面处理的发展趋势。

关键词：地铁车辆、表面处理、发展趋势

中图分类号： U231+.4 文献标识码： A

随着我国的发展，城市对地铁的需求不断增加，因为我国的铁路机车、客车制造业的技术还不够成熟，大多数企业开始与国外的汽车公司合作，大量引进铝合金地铁车辆涂装、组装、焊接、调试等技术。当前，城市地铁车辆车体的材料主要包括普通钢、铝合金和不锈钢。鉴于车体材料一些特性的考虑，不锈钢和铝合金这两种材料成为了地铁车辆的主要材料，然而近些年来，我国地铁车辆的车体基本上都是采用铝合金材料，所以在未来的发展中，油漆涂装竟会是我国铝合金地铁车辆车体表面处理的主要方式。

以我国铝合金地铁车体涂装工艺现状阐述

当前，我国铝合金地铁车辆车体不但有整体焊接结构，同时还有模块化结构，然后运用特殊的螺栓连接方式将其组合成铝合金车体。整体焊接结构车体的运用，是先把已经有了的油漆的底架、顶盖、侧墙焊接成型之后，再用油漆对车内外整体进行喷涂。运用特殊的螺栓连接方式组合而成的铝合金车体，是把土豪油漆的底架、顶盖、侧墙等部件重新连接在一起接成整车。

不管是整车涂装或者是先涂装部件然后连接螺栓，铝合金地铁车辆的涂装工序流程跟我国铁路客车、机车的涂装工序流程差不多是一样的，主要施工工序是把底漆、面漆分色、喷砂、腻子、中涂组合到一起。底漆是涂层的基础工作，必须要具备良好的附着力，形成的漆膜必须要有非常好的强度，同时还要能够耐腐蚀、抗化学试剂、耐水。一般情况下，聚酞胺固化双组分环氧底漆运用的都是高压武器喷涂，其漆膜的厚度需大于等于60 um。面漆分色主要是用来装饰地铁车体的，一般都所用的涂料为双组分聚醋或聚氮醋，运用空气或者混气进行喷涂，气干膜的厚度要大于等于40 um。

喷砂所起的作用就是让铝合金表面具备一定的粗糙度，通过此举可以提升率合计材料跟底漆的附着力，一般，要求喷砂后的粗糙度为15到60um。该过程中使用的磨料主要包括：棕刚玉与白刚玉。腻子不但可以使地铁车体表面的装饰性和平整度得到提高，腻子仅能提高车体表面的平整度和装饰性，而对整个涂层体系弊多利少，腻子常用不饱和聚醋腻子，采用手工涂和打磨，每道层厚不超过500 um。总用量通常控制在每台车100-200 kg，中涂对被涂工件表面的微小缺陷有一定的填平能力，要求具有良好的打磨性能，常用双组分聚氨醋或双组分环氧漆，采用高压无气喷涂，漆膜干膜厚度不小于40 um。

二、铝合金地铁涂装管理

涂装管理作为涂装3要素(涂料、涂装技术和涂装管理)之一，是影响涂层质量的一个重要因素。涂装管理包括了生产组织、工艺管理、操作规程的执行、质量检测和记录等方一面。目前国内与国外企业涂装质最的差距，对大部分的国内铁路装备制造企业而言，并不在于涂装工艺、原材料、涂装设备和工人技能，主要在于涂装的工艺管理和操作规程的执行。由于涂装工种的特殊性，操作者不严格按工艺执行所带来的隐藏的质量问题通常要2~3月，甚至更长的时间才能显现，因此更突出涂装管理的重要性。

国外铁路装备制造企业通常并不编制详细的喷涂工艺文件，只有这样简单的要求，相应对管理者和操作者的素质提出了很高的要求，尤其对引进国外涂装技术的国内企业而言，是一个新的课题，因此结合国外企业的管理措施和我们自己的经验制定出一些涂装管理办法，以供国内铁路装备制造企业借鉴。

首先对可能引起隐藏涂装质量问题的方面进行分析，主要表现为油漆和腻子调配比例不当、搅拌不均匀、打磨不彻底、清灰不干净。针对以上问题，除加强操作者严格执行工艺和提高责任心的教育外，还要求较长时间后出现的质量问题可追溯性，可明确责任人的原则。执行方法如下:

在工艺管理方面，如每台车体都相应有一块300mm x210 mm试验样板和一张记录表，试验样板和记录表随同车体按工艺在各工序中流动。试验样板随同车体每完成一道工序，就用胶带屏蔽40mmx210 mm的尺寸，当车体完成喷涂时，样板上就可显现出喷砂后的表面、底漆、腻子、中涂、分色面漆，以备检测和复查。记录表上则主要记录操作时的温度、湿度、油漆和腻子材料的名称、用量、批次、调配操作者、开工时间、完工时间、工序操作者姓名、确认等。

在操作规程方面，强调每道工序之间的打磨、清洁、自检互检。对原材料的贮存气温绝对控制在5~30气。在油漆、胶和腻子的调配过程中，使用电子秤，严格按比例称量。定期由生产管理和工艺人员对生产过程进行抽查。其次对施工后明显出现的质量问题，如油漆流挂、针孔、颗粒、腻子不平整等，则主要分析可能造成这些问题的原因，措施以提高操作者的技能、改进设备工具、清理环境、规定施工度、喷嘴的尺寸、压力等为主。

三、发展趋势

1、水性澡料，近年来，随着全球环境质量的日益恶化，一些发达国家纷纷制订了VOC的排放标准，如1995年德国规定为35g/mm,为了达到标准各国涂料界都在从事减少环境污染的水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料的研究开发和应用。由于地铁车辆车体的特殊性，只有水性涂料和高固体分涂料才可能应用到该领域。目前在欧洲制造的铝合金地铁车体油漆材料几乎全采用水性涂料，高固体分涂料主要用在转向架和底架底面。虽然国内引进的涂装技术都是使用溶剂型涂料，但油漆工人在欧洲SIEMENS维也纳地铁制造工厂接受技术转让的2个月培训中(我们的油漆工与国外的油漆工一起工作，也喷涂了许多使用水性涂料地铁车体)，非常关注水性涂料的使用设备、喷涂手法、条件和环境，发现喷涂器具均可从国内采购，喷涂手法与溶剂型涂料喷涂手法无异，表干和完全干燥时间比溶剂型涂料稍长。

2、钝化，虽然国内企业主要引进的是铝合金车体制造技术，但从采购、能耗、维修和寿命周期费用的统计分析，采用不锈钢车体比铝合金车体更安全可靠且经济合理。因此不锈钢地铁车辆的市场需求将越来越大，目前国内已有一些项目采用了不锈钢车体，在欧洲不锈钢车体主要采用整车喷淋钝化，美容色带采用不干胶粘贴。由于国内不锈钢钝化技术不过关，仍采取油漆喷涂。

总之，随着国内各大中城市对地铁的需求，由于国内铁路机车、客车制造企业没有成熟的先进技术，因此纷纷寻求与国外如西门子、阿尔斯通、庞巴迪等公司合作，引进铝合金地铁车辆焊接、涂装、组装、调试等技术。目前，城市地铁车辆车体材料有普通钢(含耐候钢)、不锈钢和铝合金三种材料。由于考虑到车体材料的安全性、轻量化、耐腐蚀性、工艺性等因素，不锈钢和铝合金成为地铁车辆车体的两种主要材料。但近年来，我国地铁车辆车体主要都采用了铝合金材料，如上海地铁1号、2号、明珠线，广州地铁1号、2号、3号、4号线，因此，未来一段很长时间内油漆涂装，将在国内成为铝合金地铁车辆车体主要的表面处理方式。

在国内地铁车辆表面处理方式仍为溶剂型涂料喷涂，水性涂料的应用和不锈钢车体的钝化将成为未来地铁车辆表面处理的趋势。为适应市场竞争的需要，地铁涂装工艺取得了长足发展。地铁车辆车身表面涂装工艺科学严谨，效率高，可操作性强，可做同行在地铁车辆或其他表面处理实践中参考。

参考文献：

[1].武利民.涂装技术基础.[M].化学工业出版社.2010.

[2].张学敏.涂料工艺学.[M].化学工业出版社.2011.