淺談電泳漆膜縮孔缺陷控制

汪榮，李萬朋，王燕

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

前言

涂裝前處理電泳是涂裝第一道工序，前處理電泳車身質(zhì)量直接影響著涂裝產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及制造成本，而前處理電泳質(zhì)量缺陷主要包括縮孔、顆粒、針孔、印痕、流痕等，這些缺陷的產(chǎn)生來自于原材料，生產(chǎn)工藝、設(shè)備，涂裝管理及涂裝環(huán)境，其中對(duì)于縮孔缺陷，是前處理電泳乃至整個(gè)涂裝過程最難控制，涂裝質(zhì)量影響最大的缺陷，筆者通過電泳縮孔缺陷調(diào)查，分析，驗(yàn)證，研究，將電泳漆膜縮孔缺陷的控制經(jīng)驗(yàn)在此分享給各位同仁，以此共勉。

1 白車身板材油污的控制

汽車車身構(gòu)造是通過焊接將不同部件，不同形狀的沖壓件組裝而成，由于沖壓件材質(zhì)以冷軋鋼板，鍍鋅板，鋁板及其它合金材質(zhì)為基礎(chǔ)，這些材質(zhì)在運(yùn)輸或沖壓過程中，為了防止板材生銹，沖壓或鍛造過程造成的鈑金開裂等現(xiàn)象發(fā)生，在板材表面或沖壓機(jī)床上涂上各種防銹油，拉延油及各種潤(rùn)滑油品，這些油品隨著沖壓或鍛造好的成品移送到焊裝焊接拼裝，一方面，這些隨件攜帶的油品在涂裝前處理脫脂過程中，脫脂劑對(duì)各種油品的脫脂能力是有差異的，板材脫脂不凈，電泳過程電泳漆膜受到污染，易產(chǎn)生電泳縮孔，所以板材防銹油，沖壓拉延油、潤(rùn)滑油的選用至關(guān)重要，同時(shí)，板材件上油污量的多少，對(duì)脫脂效果也有影響，一般板材涂油量不超過0.3g/m2；另一方面，沖壓成品上攜帶的各種油品，在焊接過程中，鈑金搭接面油污如果不進(jìn)行擦拭處理，油污就會(huì)藏留在搭接面，在涂裝前處理脫脂過程中，無法清洗干凈，雖然對(duì)下道工序及電泳槽液無污染，但在電泳濕膜烘烤固化過程中，油品隨著高溫烘烤，就會(huì)從鈑金搭接面揮發(fā)出來，電泳漆膜的烘烤溫度一般在（180-190）℃，而油品的最高沸點(diǎn)在（100-120）℃，油品的沸點(diǎn)低于電泳漆膜的烘烤溫度，易揮發(fā)，揮發(fā)出來的油品經(jīng)汽化污染電泳室體內(nèi)的空氣，氣流在車身表面污染電泳濕膜產(chǎn)生縮孔，因此，白車身板材使用油污的種類一定要和涂裝前處理脫脂劑進(jìn)行匹配，同時(shí)白件上油污含量的控制也非常重要，特別是鈑金各搭接面油污量。

2 涂裝前處理脫脂效果控制

1）脫脂劑的選用

脫脂劑的組成和品種對(duì)脫脂效果影響很大，例如含表面活性劑的堿性脫脂劑較單獨(dú)的堿性脫脂劑脫脂效果要好，所以要根據(jù)被清洗物質(zhì)的材質(zhì)（鋼板、鍍鋅板還是鋁板），油污狀態(tài)，處理方式及與下一道工序的匹配性，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來正確選擇脫脂劑，如果脫脂劑的選用不當(dāng)，直接會(huì)影響被清洗物質(zhì)的脫脂效果，脫脂效果不理想，油污會(huì)污染下道工序或隨板材帶入烘干工序，污染而產(chǎn)生縮孔缺陷。

2）脫脂處理方式的選擇

除了正確的選用脫脂劑外，脫脂處理方式（包括工藝處理及設(shè)備輸送處理）的選擇也很關(guān)鍵，不同的脫脂處理方式對(duì)被清洗物質(zhì)上的油污處理所達(dá)到的效果不近相同。

（1）工藝處理方式的選擇：傳統(tǒng)的脫脂工藝處理方式是預(yù)脫脂（噴淋式）+脫脂（浸漬式），新型脫脂工藝處理方式是預(yù)清洗（熱水噴浸式）+預(yù)脫脂（噴淋式）+脫脂（浸漬式），如表1：

表1

從表1可以看出，新型脫脂工藝處理方式要優(yōu)于傳統(tǒng)脫脂工藝處理方式。

（2）設(shè)備輸送處理方式的選擇：目前涂裝前處理電泳常用輸送方式有推桿懸鏈，擺桿鏈，RoDiP-3，多功能穿梭機(jī)等，由于幾種輸送方式在槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，所以對(duì)車身及其各部位的脫脂效果也有差異，見表2：

表2

從上表幾種輸送方式來看，RoDiP-3，多功能穿梭機(jī)較推桿懸鏈，擺桿鏈脫脂效果要好，能很好的除去車身內(nèi)表面，內(nèi)腔及車身邊角區(qū)域的油污，起到較好的脫脂效果，對(duì)電泳縮孔缺陷的產(chǎn)生起到預(yù)防作用。

3）脫脂工藝參數(shù)的選擇

影響脫脂效果的因素除了脫脂劑的選用，工藝和輸送處理方式及機(jī)械作用外，還有脫脂槽液溫度和總堿參數(shù)，一般來說，槽液溫度越高，對(duì)車身的脫脂效果越好，溫度高加速了皂化等化學(xué)反應(yīng)及表面活性劑浸潤(rùn)，乳化，分散作用，但并不是所有的場(chǎng)合溫度越高越好，各種脫脂劑都有它的溫度范圍，過高的溫度會(huì)使脫脂劑中的表面活性劑析出聚集附著在車身上，使槽液中的部分油污隨著車身帶出，造成車身二次污染，影響了脫脂效果，相應(yīng)的脫脂總堿也要根據(jù)各種脫脂劑的管理范圍進(jìn)行控制管理，才能達(dá)到最佳的脫脂效果。

3 電泳涂料自身特性與匹配材料選擇控制

1）烘房使用高溫潤(rùn)滑油/脂與電泳漆兼容性選擇

電泳烘房高溫潤(rùn)滑油及高溫潤(rùn)滑脂種類各種各樣，高溫潤(rùn)滑油或油脂在電泳烘房高溫烘烤過程中會(huì)揮發(fā)，散發(fā)到烘房室體內(nèi)，與室體內(nèi)的循環(huán)空氣形成混合氣體，從而產(chǎn)生對(duì)漆膜的固化作用，而不同的電泳漆膜對(duì)不同種類的油品的兼容性各有差異，兼容性差的就能在漆膜固化過程中在漆膜的內(nèi)外表面形成密集的縮孔缺陷，兼容性好的就無縮孔缺陷或較少的縮孔缺陷產(chǎn)生，為此我們通過不同的高溫潤(rùn)滑油與不同的電泳漆模擬電泳漆膜固化兼容性試驗(yàn)，如表3。

表3

從表3試驗(yàn)結(jié)果可得出，潤(rùn)滑脂B和潤(rùn)滑油E與電泳漆1#、2#、3#兼容性都很好，產(chǎn)生的縮孔均為 0，所以烘房使用的潤(rùn)滑油對(duì)控制電泳縮孔缺陷的產(chǎn)生非常重要。

備注：實(shí)驗(yàn)方法

步驟1：將采集來的油用二甲苯稀釋 (稀釋比例為：油/二甲苯＝10/90)；

步驟2：按HKSTM標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法電泳制板（膜厚要求在18μm左右）。

步驟3：取0.2ml的二甲苯稀釋油，放到盛油用的小杯中；再將0.2ml的純水加入到以上的小杯中；

步驟 4：將裝有油的小杯水平放置在電泳好的濕電泳板上；

步驟 5：再將以上放置小杯的電泳板水平放置在干燥爐內(nèi)固化（170℃×30min）；

步驟6：固化后,評(píng)價(jià)電泳漆膜板面的縮孔情況。

盛油用的小杯：半徑為1cm，高0.5cm敞口容器；

材質(zhì)要求：能耐200℃的高溫，如下圖所示式樣。

2）烘烤溫度與電泳漆匹配性的設(shè)定

由于不同的電泳漆膜在固化過程中，濕膜表面的張力差異，導(dǎo)致固化速率也不盡相同，如果表面張力差的，烘烤升溫段使用較高的溫度設(shè)定會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜固化較快，而漆膜又受到表面張力的牽制，會(huì)在漆膜的表面形成大小不一的凹陷，產(chǎn)生縮孔，表4就是同一種電泳漆膜在不同溫度固化下縮孔缺陷試驗(yàn)。圖1和圖2分別是烘房爐溫調(diào)整前后的爐溫缺陷。

圖1

圖2

表4

3）電泳烘房風(fēng)速、風(fēng)量與送排風(fēng)匹配方式的選擇

因上述第 2）項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證，延長(zhǎng)升溫段的漆膜固化速率可以有效的緩解電泳縮孔缺陷的產(chǎn)生，除了通過不同漆膜匹配的爐溫設(shè)定外，選擇合適的烘房?jī)?nèi)風(fēng)速、風(fēng)量與送排風(fēng)方式的匹配也能減少縮孔的產(chǎn)生，選擇匹配的方式見表5。

表5

4）電泳漆抗污染性差異與相關(guān)電泳參數(shù)的選擇

不同類型的電泳漆自身的抗污染性是有差異的，可以通過兩種不同類型的電泳漆與不同油品的抗污染性的對(duì)比試驗(yàn)，及同一種油品不同濃度的滴加變化試驗(yàn)對(duì)比，即可看出兩種電泳漆的抗污染性的差異，見表6和表7。

表6

表7

備注：

1）判定標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)（◎）、良（○）、一般（△）不合格（╳）四個(gè)來表示；

2）以縮孔密度（個(gè)/cm2）表示：優(yōu)≈0；良＜1；一般2-3；不合格＞3。

分析：

1）表6中的電泳漆A和電泳漆B與拉延油1#、2#、3#、4#試驗(yàn)對(duì)比，單位面積出現(xiàn)的縮孔數(shù)電泳漆B較電泳漆A要多，抗污染性差。

2）表7中油品濃度為30ppm時(shí)，電泳漆B電泳涂膜出現(xiàn)少量縮孔，油品濃度為40ppm時(shí)，電泳漆A電泳涂膜才出現(xiàn)少量縮孔，由此也可看出電泳漆A較電泳漆B抗污染性好。

對(duì)于抗污染性差的電泳涂料，適當(dāng)增加電泳涂膜的厚度來提升漆膜表面張力，同時(shí)還可以加大電泳色漿與電泳樹脂的加料比例，提升槽液的灰分或顏基比含量，增強(qiáng)電泳漆膜的填充性。

4 前處理電泳過程環(huán)境控制

（1）電泳槽液及電泳周邊環(huán)境管理

電泳漆膜在濕膜狀態(tài)下易受到污染，加強(qiáng)電泳槽液及其電泳后沖洗周邊環(huán)境和設(shè)備清潔維護(hù)對(duì)控制電泳縮孔非常重要，必須做好以下幾點(diǎn)：

1）電泳室體保潔時(shí)禁止帶入含各種油污的保潔用品，要專管專用，同時(shí)保潔人員衣服著裝要保持干凈；

2）設(shè)備維修時(shí)要做好防護(hù)，禁止無關(guān)人員隨意進(jìn)入電泳室體，減少污染源的帶入；

3）電泳槽液主循環(huán)和超濾過濾器可安裝吸油過濾袋；

4）電泳段送風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口區(qū)域要保持清潔無污染；

5）電泳下件轉(zhuǎn)掛區(qū)域設(shè)備潤(rùn)滑部分要做好遮蔽防護(hù)，防止油污飛濺污染車身。

（2）電泳烘房的管理

1）定期對(duì)烘房?jī)?nèi)部室體進(jìn)行清潔維護(hù)；

2）定期對(duì)烘房各種過濾設(shè)施進(jìn)行更換保潔；

3）做好電泳高溫潤(rùn)滑油品使用監(jiān)控，做到不誤加，不多加；

4）電泳烘烤溫度設(shè)定參數(shù)的監(jiān)控管理；

5）烘房所有送排風(fēng)閥門做到嚴(yán)格管控，禁止隨意調(diào)整。

5 結(jié)束語

電泳縮孔缺陷的控制管理是一個(gè)系統(tǒng)性工程，不僅涉及人、機(jī)、料、法、 環(huán)、測(cè)管理控制，而且管理中也要從每個(gè)細(xì)節(jié)抓起，特別是跨行業(yè)間影響因素的管理。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題，首先要通過不斷的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果分析找出要因，并制定有效的管控措施進(jìn)行管控。、

參考文獻(xiàn)

[1] 王錫春.最新汽車涂裝技術(shù).

[2] 陳慕祖.汽車涂裝技術(shù)文集.