汽車零部件涂裝品質管控過程的研究

付淑豐，朱紅平，聶小軍，劉潔敏

廣汽本田汽車有限公司，廣東廣州 510700

0 引言

涂裝是提高汽車產品的耐蝕性和延長汽車使用壽命的主要措施之一。當前，汽車零部件的涂裝主要有電泳涂裝和噴涂兩種，而在環保、安全、成本及耐腐蝕性等綜合方面占據優勢的電泳涂裝占比為95%以上。電泳涂裝是將被涂物浸泡在帶電荷涂料粒子的液體中，被涂物與對極之間通過直接電流，被涂物表面就會吸附沉積涂料粒子的涂裝法，分為陽極電泳與陰極電泳兩種，當前使用最廣泛的為陰極電泳。電泳涂裝品質的好壞，前處理工藝至關重要。汽車行業中，當前普遍使用且工藝技術很成熟的前處理為磷化處理，近年來相對環保的硅烷處理與鋯化處理等前處理方法也被極少數整車廠或零部件供應商使用，但由于耐腐蝕性、成本、效率、技術成熟度等因素，其應用范圍遠不及磷化處理廣。磷化處理生成的磷化膜具有多孔性，涂料可以滲入到這些空隙中，形成“拋錨效應”，顯著提高涂層的附著力;而且磷化膜使金屬表面由良導體變為不良導體，從而抑制了金屬表面微電池的形成，有效阻礙了涂層的腐蝕，可以成倍提高涂層的耐腐蝕性;再者，磷化處理設備簡單、操作容易、成本低、生產效率高。因此，本文針對前處理為磷化處理、陰極電泳的涂裝品質管控過程展開了研究。下文所講述的涂裝，均指前處理為磷化處理的陰極電泳涂裝。

由于涂裝供應商工藝技術能力及品質保證能力存在差異。雖然涂料及涂裝工藝技術的發展已很成熟，但不同的涂裝供應商，其工藝技術能力、品質管控經驗參差不齊，甚至部分涂裝供應商完全依賴于涂料廠家提供技術指導，不同供應商責任心與誠信度也存在差異。其次，涉及面廣。零部件涂裝品質出現問題，一般都是批量性的，一旦裝到整車上，涉及面相當廣，追溯更換工作難度大、成本高。最后，影響大。涂裝品質不過關，整車使用壽命內發生銹蝕，加之環境條件的惡化，會加速其銹蝕速度，不僅影響車輛外觀，最重要的是可能會影響整車機能,甚至因銹蝕導致關鍵零件強度不足，對整車的安全性能帶來隱患。因此，作為整車廠，非常有必要對零部件涂裝品質進行全過程管控。

1 汽車零部件涂裝品質過程管控體系

公司自成立以來，在品質管理方面高度重視，一直遵循“三不原則”，即不接收、不制造、不流出，且始終秉承“好的品質不是檢查出來的，而是制造出來的”理念。由此，基于涂裝生產工藝特殊性，提出了汽車零部件涂裝品質過程管控的策略，并組建團隊對其進行了相關研究與實踐，形成了現在公司內適用的汽車零部件涂裝品質過程管控體系，涵蓋了新涂裝線導入認可到量產后的品質穩定性監督管理，再到供應商品質保證能力全面提升等各個方面。

1.1 新涂裝線導入認可

1.1.1 涂裝品質管控流程的建立

為了使工作的開展流程化與規范化，并確保效率與結果有效性，建立合理的工作流程是首要任務。涂裝品質管控流程如圖1所示。

圖1 涂裝品質管控流程

1.1.2 涂裝線認可A00要件的建立

通常，電泳涂裝生產主要包含鈑金件外觀檢查、上掛到出貨檢查等共約19道工序，且含有多道重點關鍵工序。電泳涂裝工藝流程如圖2所示，圖中虛線框內為重點關鍵工序。

圖2 電泳涂裝工藝流程

涂裝生產工藝的復雜特征決定了涂裝線認可的高難度。首先是涂裝線認可業務專業性強，要求認可人員對涂料、涂裝原理、質量管理體系、環境職業健康安全管理體系知識有一定的掌握，對生產工藝參數的管控、各工藝參數對涂裝性能品質的影響、磷化晶粒的檢測與單品性能試驗等知識需熟悉并能對各種特殊情況進行可行性判斷;其次是涉及范圍廣，藥劑廠、試驗室、生產現場的十幾個生產工序均需逐一檢證確認。因此，為了工作規范化與經驗的傳承，建立涂裝線認可A00要件，使認可工作開展有據可依至關重要。為此，通過多年的學習研究及利用多年推進國產化零部件認可、品質管理、供應商管理及新供應商導入審核積累的經驗，識別關鍵工序及關鍵工藝參數等，實現了完整的涂裝線認可A00要件，涵蓋藥品/涂料購入/存儲、涂裝生產、藥液/涂裝件品質檢測、異常處置4個方面近200個認可要點(因公司保密要求，A00要件不便在此展示)。

1.1.3 涂裝線現地認可檢證

前期工作準備就緒后，正式對供應商涂裝線進行現地認可檢證，分別從人、機、物、法、環5個因素針對藥品/涂料購入/存儲、涂裝生產、藥液/涂裝件品質檢測、異常處置等4個方面進行詳細檢證確認。其中需重點確認的有：①藥品/涂料的購入來源、周期是否合理，購入后存儲/取用條件是否滿足藥品特性及環境健康要求，使用過程是否嚴格遵循先入先出原則，是否做好出入庫記錄等;②生產工序設定是否合理、有無嚴格按照工序表及作業標準書進行生產，日常生產過程管控是否到位，如定期檢查噴淋系統是否有堵塞、槽液參數監控及藥劑添加規則與實績記錄情況、爐溫監控是否行之有效等;③槽液檢測的方法條件是否滿足、檢測結果是否可靠，完成品抽測頻率、樣品的選擇及抽測項目設定是否合理，試驗方法條件是否滿足;④生產過程或品質檢測發現異常時如何處置，處置流程是否合理，追溯管理是否到位，等等。

零件品質性能是檢驗生產工藝參數設定是否合理的最直接手段，故除現場檢證確認外，還會抽取關鍵工序對應參數在標準條件生產的零件與極值條件生產的零件開展相關性能試驗，含磷化皮膜品質及涂裝后完成品的外觀、膜厚、硬度、密著性、耐腐蝕性、耐污染性等項目，為使試驗結果具有代表性，試件取樣一般采取掛具九宮格取樣法，如圖3所示。

圖3 試驗樣件九宮格取樣法

1.2 涂裝線獲認可后的監督管理

由于涂裝涉及工序多、影響涂裝品質因素多，且人為因素影響較大，加之各供應商的硬件條件與人員能力水平參差不齊，零部件涂裝品質穩定性保證難度相對較大。為此，整車廠有必要建立合理的監督管理機制，并切實有效地進行品質過程監督。

1.2.1 監督管理機制的建立

結合涂裝供應商的生產工藝技術、品質保證能力及過往品質實績等，將供應商進行分類，形成金字塔型動態管理模式，并對不同類別供應商采取對應的管理措施，形成標準化管理機制，其管理模型如圖4所示。

圖4 涂裝供應商監督管理模型

1.2.2 監督管理的實施

建立監督管理機制后，針對不同類別供應商及整車廠產品的要求，對獲認可后的涂裝供應商采取相應的監督管理措施。不定期進行現地品質保證調查(QAV)，毫無疑問是監督管理的首選措施，實施行之有效且成本也較低，既可隨時把握供應商的生產管理狀況，也可及時發現問題點并督促供應商進行整改，還可根據監督情況，提升管理人員自身的能力水平，又可有針對性地對供應商實施培訓指導，提升其工藝技術能力與品質保證能力，確保供應產品品質可靠。對于新導入涂裝線進行新產品涂裝試作時，開展現地檢證很有必要，對其涂裝生產全過程與試驗過程進行確認，并進行試驗抽查，可以督促供應商嚴格管控生產過程與試驗過程，提高其供應產品品質可靠性。

2 涂裝供應商的品質保證能力與品質管理意識的提升

通過對多家供應商進行現地調研并確認過往供貨品質實績可以看出，供應商頻發品質不良或不良品流出、現地抽查試驗不合格、出現檢查成績書或試驗報告造假等問題，歸根結底是由于供應商自身能力有限、標準化管理落實不到位以及生產成本高等原因造成的。對整車廠進行日常的監督管理，能有效降低不良品流出，但治標不治本，且對應成本較高。為了從根本上解決汽車零部件涂裝品質的穩定性及持續供應，非常有必要進行針對性地培養技術人員并提供技術指導，全面提升涂裝供應商的工藝技術能力、品質保證能力和品質管理意識，并助其建立健全涂裝品質保證體系，不斷提升自立化能力，從被動品質保證向主動品質保證轉變，最終使自我品質保證成為常態。

2.1 技術能力與品質意識的提升

對于過程復雜、涉及工序多、專業性要求高、自動化程度相對較低的涂裝生產工藝，涂裝品質的好壞，除了跟硬件設施相關，很大程度取決于相關人員的生產技術、品質管理能力及相關素養，故首先需提升涂裝供應商相關人員的技術能力與品質意識。除了供應商內部開展的培訓外，建議不定期的由整車廠經驗豐富的品質技術人員或涂料廠家的技術人員對涂裝供應商的相關專業展開涂料、涂裝工藝、涂裝相關檢測/試驗及品質管理方面的專業知識培訓，使供應商工藝技術人員了解各藥劑濃度、pH、溫度、時長、電壓值等對涂裝品質的影響，逐步提升工藝技術與品質管理人員能力。對于現場品質成員，應具備一定的異常處置與判斷能力，并建立KNOW-HOW數據庫，逐漸優化生產工藝，提高品質，降低成本。另外，需提高各崗位作業人員的品質意識，嚴格按作業標準進行操作，崗位能力考核合格者，方可獨立作業。

2.2 涂裝品質保證體系的確保

建立較為全面、完善的涂裝品質保證體系，使涂裝生產標準化、規范化，是零部件涂裝品質得以保證的根本。首先，對于經驗缺乏的涂裝供應商，可指導供應商進行工藝參數極值檢證以檢討設定合理的工藝參數管控范圍。其次，根據藥液消耗速度與產能的關系，計算設定合理的槽液抽檢頻率及加藥規則。再者，檢討設定合理的零件品質抽查項目與頻率，并規范取樣規則與檢測方法條件，以指導其日常有代表性的開展前處理的磷化膜品質(磷化膜外觀、晶粒尺寸與皮膜質量)與完成件的品質(膜厚、鉛筆硬度、密著性、耐腐蝕性等)檢測，既能整體把握產品品質情況，又能及時發現不良，并進行對策。上述項目應執行標準化管理，形成完善的涂裝品質保證體系，體系中的標準化文件主要包含《工序品質管理表》《涂裝設備日常點檢表》《作業標準書》《槽液日常檢測與藥劑添加規范》《涂裝性能試驗規范》《檢查成績書》《過往不良再發防止管理表》等，并通過不斷完善生產工藝與檢測手段，在品質保證的前提下提高工作效率、節約成本。最后，由于涂裝生產的特殊性，一般出現品質不良都是批量性的，一旦有不良品流入整車廠，影響范圍非常廣，整車不良追溯需耗費的人力物力成本都極高。因此，需從源頭上控制不良品的流出，故供應商的產品出貨檢查及追溯管理，需進行規范化，以全面提升供應商的涂裝品質保證能力。

3 結論

實踐證明，通過以上手段對汽車零部件涂裝品質進行過程控制，不僅有效提高了涂裝供應商的生產效率與一次性合格率，有效控制了不良品的流出，還大大降低了涂裝生產不良對策成本、委外涂裝及委外試驗成本等。同時降低了整車的零件品質不穩定與斷供風險，確保整車無不良流入市場，樹立了良好的品牌形象，同時，各供應商的工藝技術能力與試驗能力也得到了有效提升。

近年來，電動化與智能化促使汽車行業的發展日新月異，人工智能的迅猛發展及在汽車上的應用，也顛覆了人們對傳統汽車的認知，語音控制與自動駕駛將逐步解放駕乘人員的雙手，諸多新興材料與生產技術也應運而生。但不論新技術、新裝備如何發展變化，預估很長一段時間內，汽車零部件涂裝工藝依舊是汽車上不可缺少的重要工藝，并且整車智能化程度越高，對基礎零件的品質要求越高。涂裝零部件作為重要構成部件，不僅影響車輛外觀，還影響其耐久性能，作為整車廠，一定要引領各供應商，全面倡導安全生產、科學生產理念，要求品質管理人員、生產管理人員及現場作業人員全面樹立強烈的品質意識，嚴格遵循“三不原則”，且持續改善，不斷提升生產工藝技術和檢測技術能力，以全面提升供應商的品質保證能力，共同提高涂裝品質，為廣大用戶提供安全可靠且值得信賴的產品。