用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车制造技术领域的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体,所述静电旋杯壳体采用镁合金制作,所述镁合金为镁含量大于85％的掺杂稀土元素的镁合金。本发明涉及的自动喷涂生产线上的静电旋杯具有喷涂效率高、喷涂质量好和节省涂料的特点。本发明采用镁合金材料制作静电旋杯壳体，降低了静电旋杯壳体的重量30％以上，显著提高了生产效率，显著延长了马达的寿命，进而能够制备更大尺度静电旋杯。
【专利说明】
用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，涉及汽车制造技术领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的汽车自动喷涂生产线的静电旋杯进行高速喷涂时，喷涂的质量和生 产效率同静电旋杯转速高低和喷杯大小关系密切，转速越高喷杯越大越有利于提高喷涂的 质量和生产效率。减轻静电旋杯壳体的重量就变得至关重要，现有的制作汽车自动喷涂生 产线的静电旋杯壳体所使用的材料是钛合金或铝合金，现有技术中，并没有关于将镁合金 用于制作静电旋杯壳体的报道。但是，现有技术中用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳 体选用钛合金或铝合金制造。钛合金和铝合金的比重限制了旋杯的高速旋转性能，影响油 漆喷涂质量的进一步提高。高速旋杯的重量越大对马达的功率要求越高，目前钛合金和铝 合金的旋杯质量太大，导致马达寿命低，损坏率居高不下。由于钛合金和铝合金的密度限 制，已经很难进一步提高旋杯的性能。
[0003] 镁合金的如下优点是众所周知的：1，镁合金密度小但强度高，刚性好;2,镁合金的 韧性好，减震性强;3,镁合金的热容量低，凝固速度快，压铸性能好;4,镁合金具有优良的切 削加工性。但是其缺点更加显著，具体体现如下：1，易燃性，易氧化。2,室温塑性差;3,耐蚀 性差。基于这些缺陷难以克服，所以现在本领域技术普遍认为镁合金不适用于制作静电旋 杯壳体。
[0004] 由于设备技术的限制，以往镁合金未能得到有效的开发利用，但是现在，镁作为一 种最轻的结构金属材料，镁合金作为目前工程应用中最轻和尚未被全面开发的金属材料， 正在收到前所未有的关注。由于航空航天工业和军工企业对材料提出了苛刻的性能要求同 时需要减轻重量的苛刻要求，镁合金的研究发展将镁合金的材料研究和工艺研究提高到了 新的水平。新的镁合金的研究成果和镁合金的表面处理技术的不断成熟，现在有些用新型 镁合金材料制作并特殊加工的部件能够m满足并超过原来由别的材料做成的部分特殊民用 部件，例如旋杯壳体。所以现在的镁合金不管是新型镁合金材料的研究发展还是新的技术 设备的发展综合起来将会实现原来由其它材料做成的特殊部件将由新型的特殊镁合金材 料制成的部件所替代，本发明的目的就在于解决现有技术存在的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于汽车自动喷涂生 产线的静电旋杯壳体。本发明的静电旋杯壳体质量轻，性能好，寿命长，应用范围十分广泛， 不仅可用于汽车自动喷涂，也可以用于其他行业的自动喷涂生产线。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007] 本发明提供一种用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其材质采用镁合金。
[0008] 优选地，所述镁合金中镁的重量百分含量大于等于85%，小于100 %。镁含量大于 80%称之为镁合金;本发明中选用的镁合金中镁含量大于等于85%，是由于如果镁的含量 降低，无法具备镁合金特性，难以实现制作用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体的良 好效果
[0009]优选地，所述镁合金中还掺杂有掺杂稀土元素;掺杂稀土元素的镁合金，表面不易 氧化，能够相对长时间放置。
[0010] 进一步优选地，所述稀土元素为Zr、Nd、Gd、Y中的一种或几种的组合。
[0011]优选地，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：2.5~ 3.6%則，0.35~0.8%26〇<211彡0.4%，彡0.5%〇3，杂质元素51小6、〇1和附的总量小于 0.02%，余量为Mg。具体选用JDM1镁合金(专利号:ZL200510030457.8)。
[0012]更优选地，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：3.0 ~3.5%Nd，0.5~0.6%Zr，0<Zn彡0.4%，彡0.5%Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于 0.02%，余量为Mg。
[0013]优选地，所述镁合金为高强度镁合金，其组分的重量百分比为:6~15 %Gd，1~6 % ￥，0.35~0.8%210~1.5%03，杂质元素5丨^6、(：11和附的总量小于0.02%，余量为1%。具体 选用JDM2镁合金(专利号：ZL 200510025251 ? 6)。
[0014] 更优选地，所述镁合金为高强度镁合金，其组分的重量百分比为：8~10%Gd，l~ 3%丫，0.5~0.6%21，0~1.5%03，杂质元素51^6、(：11和附的总量小于0.02%，余量为1%。
[0015] 本发明为了新型镁合金材料的性能更稳定和参数再提高一些，故
【申请人】加强了材 料组分的逐步精准控制。
[0016] 优选地，镁合金抗拉强度大于300MPa，从而完全满足强度要求及耐磨性要求。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0018] 1、本发明克服了本领域技术偏见，将镁合金应用于静电旋杯壳体制备;特别是，为 了实现镁合金静电旋杯壳体的性能稳定等，本身请对镁合金的组分进行逐步优化。
[0019] 2、使用镁合金替代钛合金和铝合金，静电旋杯壳体的重量大大降低;为镁合金比 重1 ? 74-1 ? 85g/cm3，铝合金比重2 ? 70-2 ? 84g/cm3，钛合金比重4 ? 45-4 ? 55g/cm3。同样尺寸的 镁合金静电旋杯壳体比同样尺寸的铝合金静电旋杯壳体重量低36%，比同样尺寸的钛合金 静电旋杯壳体重量低55%。
[0020] 3、静电旋杯采用的气动马达驱动，气动马达与旋杯壳体是由螺纹连接的，旋杯的 转速很高，静电旋杯壳体的重量变轻的话，能够显著延长马达的寿命。
[0021] 4、静电旋杯壳体的重量变轻，可以制作较大的旋杯，还可使用同样的马达；口径较 大的旋杯，喷涂的面积比较大，效率也会提高。
[0022] 5、静电旋杯壳体的重量变轻，旋杯转速会比较快，会导致油漆的雾化较好，喷涂的 质量更好。
[0023] 6、本发明的静电旋杯壳体旋杯表面处理比较特殊，能够更加耐磨，使用寿命显著 提高;特殊的激光焊接工艺，使得本发明旋杯的制备工艺精良，产品的质量好，合格率高。
[0024] 7、本发明的静电旋杯壳体质量轻，性能好，寿命长，应用范围十分广泛，不仅可用 于汽车自动喷涂，也可以用于其他行业的自动喷涂生产线。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0026] 本发明适用于实心和空心两种形式的静电旋杯壳体，静电旋杯壳体的制备方法为 本领域常用方法。
[0027] 实施例1-4
[0028] 实施例1-4分别提供了一种用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其采用的 镁合金组分见表1。
[0029] 表 1
[0031] 实施例5-8
[0032] 实施例5-8分别提供了一种用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其采用的 镁合金组分见表2。
[0033] 表 2
[0034]
[0035] 本发明适用于实心和空心两种形式的静电旋杯壳体，静电旋杯壳体的制备方法为 本领域常用方法，如下述制备工艺：
[0036] 用于制作汽车自动喷涂生产线实心静电旋杯壳体的制备包括如下步骤：
[0037] 1、根据自动喷涂生产线的工艺要求设计实心静电旋杯壳体精加工图纸，根据精加 工图纸设计静电旋杯壳体初加工图纸；
[0038] 2、选用所述镁合金材料按镁合金静电旋杯壳体初加工图纸要求进行机加工成型；
[0039] 3、根据静电旋杯壳体精加工图纸要求对形成一体的静电旋杯壳体进行机加精加 工成型；
[0040] 4、对经过机加精加工成型的静电旋杯壳体进行化学镀镍、再真空镀铬或真空镀氮 化钛或氮化鉻的复合镀层表面处理；
[0041] 用于制作汽车自动喷涂生产线空心静电旋杯壳体的制备包括如下步骤：
[0042] 1、根据自动喷涂生产线的工艺要求设计静电旋杯壳体精加工图纸。根据精加工图 纸设计静电旋杯壳体内壳体和外壳体两部分初加工图纸；
[0043] 2、选用所述镁合金材料按镁合金静电旋杯壳体内壳体和外壳体两部分初加工图 纸要求进行机加工成型；
[0044] 3、所述静电旋杯壳体由内壳体和外壳体两部分经固态连接工艺激光焊接工艺焊 接形成一体;功率密度大于105-107W/cm 2，速度为0 ? 5-2m/min;
[0045] 4、根据静电旋杯壳体精加工图纸要求对形成一体的静电旋杯壳体进行机加精加 工成型；
[0046] 5、对经过机加精加工成型的静电旋杯壳体进行化学镀镍、再真空镀铬或真空镀氮 化钛或氮化鉻的复合镀层表面处理；
[0047] 上述实施方式制备的含稀土镁合金静电旋杯壳体相对于常规铝合金和钛合金静 电旋杯壳体具有以下显著的技术效果：
[0048] 本实施方式制备的镁合金静电旋杯壳体的重量大大降低；镁合金比重1.74_ 1.85g ? cm-3,铝合金比重2.70-2.84g ? cm-3,钛合金比重4.45-4.55g ? cm-3。同样尺寸的镁 合金静电旋杯壳体比同样尺寸的铝合金静电旋杯壳体重量低36%，比同样尺寸的钛合金静 电旋杯壳体重量低55% ;提高了喷涂质量，也提高了生产效率。
[0049] 综上所述，本发明克服了本领域技术偏见，将镁合金应用于静电旋杯壳体制备;特 别是为了实现镁合金静电旋杯壳体的性能稳定等，本身请对镁合金的组分进行逐步优化。 本发明使用镁合金替代钛合金和铝合金，静电旋杯壳体的重量大大降低；为镁合金比重 1 ? 74-1 ? 85g/cm3，铝合金比重2 ? 70-2 ? 84g/cm3，钛合金比重4 ? 45-4 ? 55g/cm3。同样尺寸的镁 合金静电旋杯壳体比同样尺寸的铝合金静电旋杯壳体重量低36%，比同样尺寸的钛合金静 电旋杯壳体重量低55 %。静电旋杯采用的气动马达驱动，气动马达与旋杯壳体是由螺纹连 接的，旋杯的转速很高，静电旋杯壳体的重量变轻的话，能够显著延长马达的寿命。静电旋 杯壳体的重量变轻，可以制作较大的旋杯，还可使用同样的马达；口径较大的旋杯，喷涂的 面积比较大，效率也会提高。静电旋杯壳体的重量变轻，旋杯转速会比较快，会导致油漆的 雾化较好，喷涂的质量更好。本发明的静电旋杯壳体旋杯表面处理比较特殊，能够更加耐 磨，使用寿命显著提高;特殊的激光焊接工艺，使得本发明旋杯的制备工艺精良，产品的质 量好，合格率高。本发明的静电旋杯壳体质量轻，性能好，寿命长，应用范围十分广泛，不仅 可用于汽车自动喷涂，也可以用于其他行业的自动喷涂生产线。
[0050] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，其材质采用镁合金。2. 根据权利要求1所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，所述 镁合金中镁的重量百分含量大于等于85%，小于100%。3. 根据权利要求1或2所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于， 所述镁合金中还掺杂有掺杂稀土元素。4. 根据权利要求3所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，所述 镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：2.5~3.6 %Nd，0.35~0.8% Zr，0<Zn彡0.4%，彡0.5%Ca，杂质元素 Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02%，余量为Mg。5. 根据权利要求4所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，所述 镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：3.0~3.5%Nd，0.5~0.6% Zr，0<Zn彡0.4%，彡0.5%Ca，杂质元素 Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02%，余量为Mg。6. 根据权利要求3所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，所述 镁合金为高强度镁合金，其组分的重量百分比为:6~15%Gd，l~6%Y，0.35~0.8%Zr，0~ 1.5%Ca，杂质元素 Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02%，余量为Mg。7. 根据权利要求6所述的用于汽车自动喷涂生产线的静电旋杯壳体，其特征在于，所述 镁合金为高强度镁合金，其组分的重量百分比为:8~10%Gd，l~3%Y，0.5~0.6%Zr，0~ 1.5%Ca，杂质元素 Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02%，余量为Mg。
【文档编号】B05B5/04GK106000700SQ201610370993
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】朱永奎, 方伟, 钱敬
【申请人】上海治实合金科技有限公司