新能源汽車用電池冷卻換熱器表面處理設備的研制

歷冬　劉印　孫海洋

[摘要]文章從技術角度對新能源汽車電池換熱器無鉻環保表面處理裝置的研制進行了深刻的探討，將國際領先的無鉻技術應用到新能源汽車電池換熱器的表面處理上，提高了產品的抗鹽霧實驗能力，增加了使用壽命，更重要的是解決了環保的難題。

[關鍵詞]汽車；電池冷卻換熱器；無鉻；表面處理；環保

1問題的提出

隨著國際汽車行業的不斷發展，新能源汽車作為一種特殊的消費品漸漸走進普通消費者。不但在款式上要求新穎、時尚，在質量上更是要求越來越嚴格。汽車電池冷卻換熱器作為主要裝車零部件，應不斷提高使用壽命，降低消費者使用成本，使得新能源汽車真正走進尋常百姓家。

2原理說明

該機用于汽車電池冷卻換熱器的表面防腐處理。防腐處理是將鋁質合金基體表面轉化成鈍化層，這種鈍化層對鋁質合金表面保護是雙重的，首先，不溶性膠質的特性，對于腐蝕介質是一種屏障，其次，對穿透膠質的腐蝕介質有緩蝕的作用。

酸浸蝕可以除去工件表皮的氧化物，同時使鋁質合金表面金屬處在活化狀態，酸浸蝕中，酸液的濃度控制是非常重要的，濃度過高，會損傷工件的表面，使表面出現凹坑，濃度過低，則達不到浸蝕效果，使氧化物去除不徹底，工件表面會出現大小不等的花斑，根據生產實踐，酸溶液中的游離酸度控制在FA9-12點為宜，同時，浸泡的時間應控制在90-120秒，浸泡過程中需要不停的搖動工件，以便工件復雜的表面能夠與酸液充分接觸，經過這道工序，工件表面應是呈現附有光澤的銀白色，如果處理過度或處理不足，就不會出現這種效果。

工件經過酸浸蝕的處理后必須進行流水清洗和甩干，而不能直接進行酸鈍化，因為如果直接直接進入鈍化槽，工件表面殘留的酸液會改變鈍化槽中溶液的濃度和成分，從而影響鈍化效果。

工件在進行酸鈍化時，鈍化液的濃度、成分、鈍化溫度和鈍化時間，都是影響鈍化效果的因素。試驗表明，鈍化時間短，涂層膜會很薄，膜的顏色比較淺；隨著時間的加長，顏色會由淡黃色向黃褐色方向轉化、膜層也逐漸加厚，耐蝕性提高；但時間過長，膜層就會變得疏松、不致密、甚至脫落，顏色也會變成黑褐色，個別地方還會出現黑斑。提高溶液的溫度可以加快成膜的速度，但溫度過高，成膜速度過快，會使鈍化層和金屬的粘附強度降低，劇烈的震動和磨擦會造成鈍化層的脫落。轉化鈍化層，目前是鋁質合金制品表面處理的最有效方法之一。出于環保的原因，目前最好的工藝方法是無鉻處理。

無鈍化的處理方法可以獲得耐腐蝕性較高的鈍化膜，經過該工藝方法處理后的工件，中性鹽霧試驗可以通過8個周期，初步的研究表明，以不同配方組成的鈍化液，可以處理在不同領域內應用的鋁質合金制品，其成本低，加工工藝簡單方便，適合大批量的生產。

經過該工藝處理后的工件，表面的顏色美觀，光澤感強，而且不存在污水處理的問題，所以目前在汽車電池冷卻換熱器領域內，鋁質合金制品表面處理的技術已經提升到無鉻處理。

3規格參數

設備外形尺寸：27×7.5×5米（長×寬×高）如圖1。

設備總功率：220KW

運行速度：12件/6分鐘

總重量：24噸

珩車行走速度：18M/MIN

輸送鏈速度：15M/MIN

甩干槽轉速：800RPM

4主要構成

4.1運轉筐：用于裝載工件。

4.2清洗槽：一個單體清洗槽和兩個雙連體清洗槽，單體清洗槽的作用是除去工件表面的灰塵和雜質及部分油污，雙連體清洗槽的作用是稀釋并清洗在前一道工序中工件表面的殘留酸液。

4.3脫脂槽：工件在脫脂槽中進行酸浸蝕，酸浸蝕可以除去工件表皮的氧化物，同時使鋁質合金表面金屬處在活化狀態，經過這道工序，工件表面應是呈現附有光澤的銀白色。

4.4化成槽：工件表面在化成槽內形成防腐的鈍化層，工件在進行堿鈍化時，鈍化液的濃度、成分、鈍化溫度和鈍化時間，都是影響鈍化效果的因素。提高溶液的溫度可以加快成膜的速度，但溫度過高，成膜速度過快，會使鈍化層和金屬的粘附強度降低，劇烈的震動和磨擦會造成鈍化層的脫落。化成槽中的鈍化液由加熱器進行加熱，加熱溫度控制在70°-75°。

4.5補液裝置：補液裝置是與脫脂裝置及化成裝置配套使用的。在脫脂裝置及化成裝置內的處理液會被工件帶走一部分，造成一定量的藥液損失，都需要定期補充。

4.6甩干裝置：工件離開藥液槽和水槽后，被機械手吊裝在空中（浸液槽上方）約有20～40秒鐘，此過程稱之為“滴液”，滴液時間由程序控制并可調整。但是經過滴液處理的工件表面仍有很多處理液，所以必須在甩干裝置中再進行“甩干”處理，使甩出的液體留在甩干槽內。

5結語

汽車電池冷卻換熱器無鉻環保表面處理裝置的研制成功，為換熱器生產企業解決了實際難題。目前該生產線正應用在天津、沈陽、北京、上海等地的企業中。用戶認為該機環保性能好，設計新穎、實用。這臺專機的研制成功不僅填補了國內空白，同時在國際上也是技術領先。目前日本等多家大型企業正在與我們洽談技術合作。