汽車車身外覆蓋件表面麻點的控制

文／鐘浩軍，廖端，熊升，況翔·廣汽乘用車有限公司宜昌分公司

伴隨著汽車工業的日益現代化、科技化，人們對汽車的外觀造型、顏色、科技智能、安全性、駕駛品質等均提出了更高的要求。沖壓對車身外觀的品質要求是“零不良”，盡量消除品質不良產生的成本浪費，從而讓消費者能夠享受到高質量、低成本的產品。但是在實際生產過程中，車身外覆蓋件的品質很難達到“零不良”的理想狀態，其中阻礙“零不良”目標達成的最大障礙是麻點(細小凹凸點)不良問題。

麻點(圖1)是指在沖壓過程中，外覆蓋件的表面產生的一種小凸點，經過車身噴涂工藝之后，肉眼視覺效果會更加明顯，極大影響整車外觀質量。因此防止車身外覆蓋件麻點(細小凹凸點)不良，早已成為各大車企在沖壓領域持續推進的一項課題。

圖1 車身外覆蓋件麻點

麻點產生的原因

麻點是指異物被粘在沖壓零件的表面，或吸附在模具第一道拉延工序的型腔上，生產加工過程中產生的微小凹點、凸點(圖2)。根據日本豐田的理論資料顯示，當異物直徑為25μm 時，就可以導致一個麻點的產生，如果異物的直徑增加一倍，板件上的麻點范圍將至少擴大3 倍以上。在實際沖壓生產過程中，異物的來源有很多種，例如：鍍鋅材料本身的鋅粉、材料切邊的碎屑、空氣中大的粉塵顆粒、模具內部的油污等。目前大部分主機廠為控制汽車外覆蓋件的麻點不良問題采取了很多方法，例如：首先根據麻點的流出源，由品質人員在沖壓線上使用軟油石(圖3)、紗網、砂紙等材料對零件表面來回打磨作業，實時進行檢查控制；線下進行隨機抽查，采取對光檢查的方法進行質量管控。

圖2 麻點產生原理

圖3 油石檢查

在生產過程中，當零件表面的麻點連續被檢出時，就必須要停止連續生產，并對生產線體內第1 序模具型腔表面進行抹模處理，在抹模過程中確認是否有異物，并根據異物的成分來分析調查異物的來源，從而進行源流改善。整改過程一般用時3 ～5 分鐘，嚴重時會不斷的造成整線的生產停機。這樣的生產過程不僅降低了生產效率、也造成額外的成本浪費和時間浪費。

調查異物的來源

前面提到零件表面麻點產生的主要原因是異物帶入，唯有控制好異物來源才能實現生產過程中麻點率的有效降低。通過對零件背面留下的異物，以及對模具OP10 型腔里的異物進行放大，觀察異物的材質并進行分析，總結出帶入異物的路徑主要包括：①卷材或板材本身被污染；②模具本身潔凈度不足；③生產線體內被污染，其中包括將清洗機內異物帶到卷材或板材。

卷材或板材本身被污染

⑴來料表面存在異物顆粒，裸手觸摸存在顆粒感，過清洗機后顆粒感依然存在，有一種粘黏的感覺。產生的原因主要有3 個方面：①鋼材出庫前后有包裝破損，存放環境中存在粉塵等較多異物并污染卷料；②鋼卷生產過程被產線上的輥輪、傳送皮帶等磨損的異物粘附，過清洗機后清洗效果不佳；③材料尺寸寬度較寬，縱切后再卷取過程中，因產生碎屑或把環境中的異物夾雜在卷料中。

⑵卷料邊緣掛有碎屑、毛絮等不易清洗掉的異物。卷材來料邊緣毛刺超過板厚的10%，在后續工藝存在毛刺受力脫落，或被刮蹭后掉落并被帶入模具型腔的風險；卷材在開卷生產過程當中，邊緣與皮帶機或其他設備產生刮蹭并產生碎屑。因此，卷料邊緣毛刺、碎屑、毛絮是影響麻點改善的重要因素。

⑶板材托盤表面臟污也會導致異物附著在板材表面，并被帶入到清洗機或皮帶，最后被帶入到模具型腔表面產生麻點。

⑷關于鍍鋅板料本身的鋅層附著力：一般材料的鋅層附著力為3 級(黑度判斷標準分為5 級)，當零件型面特殊時會對鋅層附著力要求更高，此時可以將其提升至(9.5 ～10.5)g/mm2進行管控，而且材料脫鋅(圖4)是否嚴重也是影響麻點產生的一項重要因素。

圖4 鍍鋅板彎曲試驗檢查材料的鋅層附著力情況

圖5 為某車型外板零件提升板料潔凈度后麻點率波動情況，板料潔凈度提升后，零件的麻點不良率被控制在3%左右。

圖5 某車型外板零件提升板料潔凈度后麻點率波動情況

模具本身潔凈度不足

⑴落料模表面異物：如圖6 所示，模具長期暴露于存放有打磨粉塵的車間后，慢慢會有粉塵等異物飄落到模具型腔，因此需要使用薄膜對模具進行覆蓋，防止模具被污染；同時制定模具清潔保養計劃，定期對外板模具進行清潔保養。

圖6 落料模表面異物

⑵拉延模具特殊型面、拉延筋(槽)磨損：模具回廠研合到滿足要求后，一般會進行鍍鉻處理來增加表面光潔度，通過減少摩擦阻力讓成形時走料順暢。模具型面特殊或存在強壓面時，走料摩擦阻力增大，容易使鍍鋅材料表面的鋅層脫落，導致鋅粉堆積和造成零件表面麻點(圖7)。一般大型面的模具，比如頂蓋、門外板等都可以進行網格加工處理。

圖7 拉延筋、槽磨損導致板材脫鋅嚴重

通常也會針對模具型面、拉延筋(槽)制訂定期保養清潔計劃，對拉延筋(槽)進行砂紙拋光和清潔處理；根據模具沖次數、生產批次數等評價指標，建立模具拉傷線下點檢計劃，同時結合線上拉延工序件的拉傷情況綜合制定維保計劃；模具發生維修作業后，需要建立修模后潔凈度管理流程，通過加強管理預防修模粉塵等異物進入而再次引起麻點不良的風險；模具線下存放方式應考慮增加遮蔽措施，可通過打包膜封閉存放，或安裝防塵罩等來減少異物的沉積。

⑶模具排氣孔的異物吸入。對模具排氣孔增加空氣過濾措施(圖8)，并制訂型腔結構的清潔計劃。因為模具排氣孔在拉延時存在負壓，將會通過強大的氣流，存在氣流帶動異物進入模具型腔的風險。

圖8 模具排氣孔增加過濾措施

⑷模具型腔內結構件磨損(圖9)，導致拉延過程中產生細小碎屑造成麻點，此時需要對結構件進行維修或更換，或者經過評審確認后把結構拆除。

圖9 結構件磨損后產生碎屑

圖10 為某車型外板零件在改善模具潔凈度后麻點率波動情況，可以看出模具本體的清潔對零件麻點的影響最直接。

圖10 某車型外板零件改善模具潔凈度后麻點率波動情況

生產線體內被污染

⑴沖壓生產主線線體多為封閉式壓力機結構，線體內的清潔管理工作除日常頻次的5S 活動外，可以考慮開展月度、季度、年度等形式的專項線體內潔凈度管理計劃。

⑵設備重點環節管控如圖11 所示，線體相關的重點管理設施設備包含材料小車、材料分張器、端拾器及吸盤、皮帶機、清洗機出口、壓機滑塊等。

圖11 設備重點環節管控

拆垛小車：裝載板材的運載設備，為保持小車上表面的潔凈度，在線體外材料上線區應該進行薄膜覆蓋。

材料分張器：防止機械手抓雙件、與板材緊密貼合的分離工具，若材料分張器表面臟污或破損，會導致分張器刮蹭板材邊緣，可能導致板料毛刺脫落。

端拾器及吸盤：機械手是傳輸板材、零件工序件的載體，由于吸盤是通過氣流來控制板件抓取，吸盤吸附面的潔凈度一般會較差。

壓機滑塊：滑塊牽引模具上模做往復運動，與上模接觸的滑塊接觸面潔凈度需制定定期清潔計劃。若壓機滑塊存在漏油情況，要及時進行漏油改善措施。

清洗機：對清洗效果的評測及清洗油污染度的送檢分析，清洗機出口的清潔等，清洗機出口異物見圖12，清洗油污染指標送檢分析結果見圖13。

圖12 清洗機出口異物

圖13 清洗油污染指標送檢分析

新車型調試：新車型調試過程中，難免會需要在線對模具進行打磨處理，打磨處理前必須進行嚴格的防塵處理，否則禁止進行線體內打磨。

結束語

麻點率是衡量沖壓零件好壞的一個重要標準，也是體現其行業內水平的一個重要控制指標。沖壓外覆蓋件麻點削減是一個需要長期和持續進行改善的項目，需要建立完善的體制及流程措施，唯有不斷的完善麻點控制的良品條件，同時需要現場作業人員持續的遵守良好的作業習慣。