1 概述
鐵路客車車體鋼結構防腐技術，是鐵路客車生產過程中的重要技術之一，它是提高客車使用壽命和增加其表面裝飾性的雙重工程。
目前，我國時速 200km/h 以下的鐵路客車車體，大多采用碳鋼車體。時速 200 至 250km/h 的鐵路客車車體一般采用碳鋼車體或不銹鋼車體，對于 250km/h 以上的高速動車組一般采用不銹鋼車體或鋁合金車體。碳鋼車體主要使用的材料有：普通碳素鋼和鎳鉻系耐候鋼。
車體鋼結構的壽命主要取決于兩個方面：其一，選擇耐腐蝕的材料，如不銹鋼或鋁合金。其二，在碳素鋼的基礎上提高防腐技術。前者由于材料成本高且制造工藝難度較大，在常規客車上難以廣泛采用，后者由于成本低，制造工藝相對簡單，在常規客車上應用廣泛。
在客車產品設計制造過程中，對于金屬零部件，合理地選擇材料、正確的結構設計、合理選擇防腐技術，是設計必須遵循的三個重要原則，在材料和結構確定的前提下，正確選擇防腐技術是提高其防腐性能和表面裝飾性的關鍵環節。
本廠車體鋼結構的防腐重點主要體現在鋼材預處理、鋼結構防腐和外皮油漆三個階段。這三個階段分別在壓鉚車間、鋼結構車間和客車車間進行。
對于常規客車車體上述三個階段的防腐及涂裝要求，鐵道部在招議標《技術規范》中作出如下規定：
車體鋼結構的鋼材表面應進行預處理，進行拋丸處理的鋼材表面清潔度應達到 Sa2 Sa2 級；薄鋼板表面清潔度應達到有關規定的要求。 b) 車體鋼結構內、外表面應在徹底干燥的情況下涂兩遍防銹底漆，每遍厚度不小于 30μm；車體鋼結構內部及底架外部涂完防銹漆后，再涂 3mm 厚的瀝清漿；或在車體鋼結構內部及底架外部噴涂厚度不小于 200μm 厚的重防腐涂料。 c) 車體外部墻面漆應涂兩遍，頂板涂三遍，每遍厚度不小于 30μm，面漆采用雙組份聚氨酯油漆。防腐目的就是為了減少客車廠修過程中鋼結構的檢修工作量和提高客車的使用壽命，達到鐵道部招 議標《技術規范》規定的要求：車輛的使用壽命為 30 年，在 15 年內車體鋼結構不得發生挖補和截換。 為了便于大家對車體防腐技術的了解，本文就防腐涂料的概念、碳鋼零部件的表面處理、車體的防腐及其在客車設計中的應用進行簡要介紹，供相關設計人員學習和參考。
2 涂料的概念 2.1 涂料的定義 涂料是一種材料，這種材料可以用不同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強度、連續的固態薄膜。這樣形成的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層。 早期用于防腐的防腐涂料大多以植物油為主要原料，故被叫做“油漆”， 不論是傳統的以天然物質為原料的涂料產品，還是現代發展中的以合成化工產品為原料的涂料產品，都屬于有機化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。
2.2 涂料的功能 2.2.1 保護功能 涂覆在物件表面的涂料有防腐、防水、防油、耐化學品、耐光、耐溫等功能。 物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分等的侵蝕，造成金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風化等破壞現象。在物件表面涂以涂料，形成一層保護膜，能夠阻止或延遲這些破壞現象的發生和發展，使各種材料的使用壽命延長。 2.2.2 裝飾功能 不同材質的物件涂上涂料，可得到五光十色、絢麗多彩的外觀，包括顏色、光澤、圖案和平整性等。起到美化人類生活環境的作用，對人類的物質生活和精神生活做出不容忽視的貢獻。 2.2.3 其他功能 涂料可以用來作標記、防污、絕緣、防滑、防噪聲、減振等。
2.3 涂料的主要品種 據不完全統計,我國用于防腐的防腐蝕涂料品種有 1000 余種, 防腐涂料有很多種分類方法。 常見的按樹脂分類有環氧、環氧瀝青、瀝青、氯化橡膠、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、過氯乙烯、漆 酚樹脂、硅酸乙酯、高氯化聚乙烯、聚氨酯、聚氨酯瀝青、酚醛、醇酸漆等。 根據所用成膜物質的不同,防腐涂料可以分為環氧樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、橡膠樹脂防腐涂料、乙烯樹脂防腐涂料、酚醛樹脂防腐涂料、呋喃樹脂防腐涂料、生漆及改性樹脂防腐涂料。 根據用途的不同,可分為鐵路客車用防腐涂料、海洋涂料、汽車防腐蝕漆、銹面涂料、各種功能性防腐涂料等。 隨著現代工業的發展，對防腐涂料承受環境的能力和使用壽命提出了更高的要求。常用的防腐涂料已不能滿足這些需要。人們提出了“重防腐涂料（Heavy-duty Coating)”的概念，重防腐涂料就是使用壽命更長，可適應更苛刻的使用環境。在化工大氣和海洋環境里重防腐涂料一般可使用 10 年或 15 年以上，在酸、堿、鹽和溶劑介質里，并在一定溫度的腐蝕條件下，一般應能使用 5 年以上。瀝清漿和 604 環氧重防腐涂料正被廣泛地應用于鐵路客車的車體鋼結構防腐,本廠主要采用 604 環氧重防腐涂料。
3 涂裝前的表面預處理 3.1 表面預處理的要求 所謂表面預處理就是對產品表面進行清潔處理，是涂裝前對產品表面采取多種形式（物理和化學），去除其表面的油、銹、焊碴、水分及其它污垢，改善產品表面狀態，使產品表面適合于涂膜附著的作業過程。 車體鋼結構生產過程中，所有的鋼制件在加工之前，材料本身必須作防腐預處理， 涂裝前材料表面的預處理是最容易被忽視的問題，而這個不被重視的問題正是影響涂膜質量的關鍵，這一點應引起廣大設計人員足夠重視。 本廠在壓鉚車間設置了鋼材預處理生產線，車體鋼結構所用材料必須進行表面處理后才能進入鋼結構組裝。對于外圍提供的鋼結構零部件也必須按工藝文件要求完成表面處理。 在標準 Q/CSR 011—2006 中關于表面預處理作了明確規定： 任何金屬零部件在涂裝前首先應進行清潔處理，不允許有毛刺、焊渣、銹蝕、氧化皮、油脂以及灰 塵、水等（注：其中重點是除銹和除油，這是表面處理必須重點明確的技術要求）。 鋼鐵零部件（不銹鋼除外）應進行磷化處理。磷化后的零部件，磷化膜應符合 GB/T6807—2001 的規定，磷化后的零部件應在 24h 內進行涂裝。 對表面存在缺陷的零部件，應用導電膩子修補磨平。
磷化是鐵路客車目前廣泛使用的表面處理方法。所謂磷化，是將清潔的金屬產品浸入含有磷酸二氫鹽的酸性溶劑中，待金屬與液體的界面產生化學反應，使金屬表面生成一層穩定的不溶的非金屬磷酸鹽保護膜層。此膜不僅具有一定防腐絕緣特性，而且是多孔的晶體結構膜層，十分有利于后道涂層著落。磷化是在表面清潔處理的基礎上進行的，是鋼制件涂裝前必須進行的一道重要工序，所以在標準中作出了明確規定。
經過表面處理的車體鋼結構所用材料的清潔度必須達到鐵道部《技術規范》的要求。
3.2 表面處理的方式 鋼制件如不進行表面處理極易被腐蝕，在有腐蝕介質的情況下更為嚴重，所以任何鋼制件必須進行表面處理，鋼制件的表面處理分為鋼制零部件的表面處理和車體鋼結構的防腐兩大類。
3.2.1 鋼制零部件的表面處理 鋼制零部件的表面處理一般有四種形式：氧化、噴漆（或油漆）、烤漆及噴塑處理。 氧化和表面噴涂防銹漆是偏重于防腐，油漆、烤漆及噴塑偏重于表面裝飾，但不管是哪種方式都對 鋼制件起到良好的防腐效果，前者多用于不可見表面，后者多用于可見表面。 （對于鍍鋅或鍍鉻等表面處理技術因不經常采用，在此不作詳細介紹）
3.2.1.1 氧化 對于一些防腐要求不高的不可見配件，可采取氧化處理。鋼制件表面氧化處理可分為發黑處理或發藍處理。 發黑處理：發黑處理常用的方法就是利用氫氧化鈉和亞硝酸鈉溶液，大概在 135 攝氏度到 155 攝氏度下浸泡一定時間，工件表面生成一層黑色氧化膜（其外層主要是四氧化三鐵，內層為氧化亞鐵），然后，鈍化浸油后，以防止金屬表面被腐蝕。 發藍處理：采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過程稱為“發藍”處理。
3.2.1.2 噴漆（或油漆） 這里所說的噴漆（或油漆）主要指有裝飾要求的表面處理技術。 噴漆（或油漆）前一般應進行底漆和中間涂層的底層處理， a) 底漆 底漆是涂敷在物體表面第一層涂層，是重要的基礎層，具有潤濕性好、收縮率低、附著力強、屏蔽 性高、耐蝕性強、耐溶劑好及柔韌性大等特性。 b) 中間涂層 中間涂層是底漆層與面漆層之間的涂層（一層或更多層）也稱二道漿，具有承上啟下的作用，并具 有良好的填平性和較高的遮蓋性，涂膜致密性好，堅韌，可使面漆更加光滑平整。
c) 面漆 在以上工序的基礎上進行噴漆（或油漆），即最后一道涂層工序，表面噴漆（或油漆）可起到優異 的抗紫外線作用，其任務（或所起的作用）是防止位于該層的下面的涂層免受環境的影響，對整個涂層 系統起到遮蔽和防護作用，并可以添加各種美工色彩，具有優異的抗蝕性和豐富多彩的裝飾性，這是最 基本的表面處理工程。對于噴漆（或油漆）重要工序一般應有工藝文件作出具體規定，設計技術要求中 僅給出路經。如“表面油漆須符合……規定”等。 對于一般零部件的表面處理，常采用“表面清潔處理后直接進行涂裝”的辦法，在設計圖樣上應明 確有關技術要求。 對于以防腐為主的零部件，其技術要求一般采用如下寫法： 制成后，表面鍍鋅； 制成后，表面發藍； 制成后，除油除銹，涂防銹漆（表示底漆種類不限）；制成后，除油除銹，涂防銹漆×遍（表示底漆種類不限，涂一遍時不注遍數）；制成后，除油除銹，涂優質防銹漆×遍（涂一遍時不注遍數）； 對于可見表面的零部件，其技術要求常采用如下寫法（根據部位和重要性進行選擇）： 制成后，除油除銹，涂防銹漆×遍，再涂××漆（應明確漆種及顏色，涂一遍時不注遍數）； 制成后，除油除銹，涂防銹漆，再涂××漆（應明確漆種），顏色須符合工業設計要求； 表面油漆須符合××技術規范（或××工藝文件）的規定，顏色須符合工業設計要求
3.2.1.3 烤漆 所謂烤漆，就是涂裝后必須經烘烤（120℃2h）才能干燥成膜的涂料品種，常有氨基醇酸烤漆、聚 酯氨基烤漆和丙烯酸氨基烤漆。其特點是漆膜色彩鮮艷，堅韌豐滿，機械強度高，絕緣性強。在大面積 表面的情況下，比噴漆（或油漆）更具有美觀性，在客車設計中也較為廣泛，但由于烤漆必須在專用的 工藝裝備內完成，對工件的外形大小和工作效率受到一定的制約。 技術要求一般寫法： 表面烤漆，顏色須符合工業設計要求（應明確烤漆的部位，如：粗點劃線表示的面烤漆等）
3.2.2 車體鋼結構的防腐 本廠車體鋼結構防腐的工藝過程： a) 鋼材預處理 ＜3 ㎜鋼板：磷化→涂富鋅底漆； ＞3 ㎜鋼板及型材：機械拋丸除銹→涂富鋅底漆。 b) 車體內部及底架下表面 清潔處理→縫隙密封→涂重防腐涂料。 c)車體外表面 清潔處理→涂防銹底漆。 防腐的具體工藝過程見下面《表面處理技術的應用》。具體施工工藝按相關工藝文件執行。 以上介紹了碳鋼產品表面處理形式，在設計中如何進行運用，應視設計總體技術要求、環境條件、 使用條件、外觀要求和工藝要求綜合決定，具體來說要根據產品結構、材質、及對表面不同要求，選取 不同的方法，在確定表面處理形式后，在相應的設計圖樣技術要求中應作出明確規定。
4 表面處理技術的應用 4.1 鋼材及各種型材使用前的處理 4.1.1 對于小于 3mm 的鋼板及鋼板壓制件 ──采用化學磷化處理，達到 GB/T6807-2001 鋼鐵工件涂裝前磷化處理技術條件； ──采用噴涂富鋅預涂底漆，厚度應小于 20μm。 4.1.2 對于大于等于 3mm 的鋼板及各種型材，── 采用機械拋丸除銹，且達到 GB8923-1988 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級中的 Sa2.5 級， 粗糙度為 6.3μm＜Ra＜12.5μm； ── 采用富鋅預涂底漆厚度應小于 20μm。
4.2 各部件的處理：端墻、枕梁、側墻等 4.2.1 焊接前的處理 4.2.1.1 對封閉的零部、件 ── 去除油污； ──人工涂刷富鋅底漆，厚度不得小于 30μm。 4.2.1.2 對半封閉的零、部件及焊縫 ── 去除油污； ──人工涂刷富鋅底漆，厚度不得小于 40μm。 4.3 對組裝后的車體 4.3.1 車體內表面 ── 去除油污； ── 人工采用風動打磨機打磨，不得留存附著不牢的富鋅底漆，各糊疤烤點，必須達到 DS Sa2.5 級的要求。 ── 去除灰塵、污物。 ── 采用環氧密封膠，對車內各焊縫縫隙進行密封處理。 ── 在 4h 內噴涂環氧瀝青重防腐涂料，厚度不得小于 200μm。
4.3.2 車體下表面 ── 去除油污； ── 人工采用風動打磨機打磨，不得留存附著不牢的富鋅底漆，各糊疤烤點，必須達到 DS Sa2.5 級的要求。 ── 采用環氧密封膠，對車內各焊縫縫隙進行密封處理。 ── 在 4h 內噴涂環氧瀝青重防腐涂料，厚度不得小于 200μm。 ── 使其干燥 24h,輕輕打磨一遍。 ── 噴涂灰色丙烯酸聚氨酯面漆，使其干燥 24h，厚度不得小于 60μm。
4.3.3 車體外表面 ── 去除油污； ── 人工采用風動打磨機打磨，不得留存附著不牢的富鋅底漆，各糊疤烤點，必須達到 DS Sa2.5 級的要求。 ──對需涂漆的不銹鋼部位，采用打磨機打磨粗化處理，處理后的粗糙度為 6.3μm＜Ra＜12.5μm, 不需涂漆的不銹鋼部位進行遮蔽 ── 對不需涂漆的不銹鋼部位，進行遮蔽防護處理。 ── 去除灰塵。 ── 在 4h 內噴涂磷酸鋅環氧防銹底漆，使其干燥 24h，厚度不得小于 60μm。
5 檢查和驗收 須在相關的技術條件中規定涂料的供應商及技術標準。 按相關的技術條件中制定的各工序質量標準進行驗收。