淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制

1、百家論壇淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制馮 （上海交通大學(xué) 200030）摘 要：簡(jiǎn)介了陰極電泳涂裝技術(shù)在汽車零部件上的應(yīng)用，并就電泳涂裝的工藝過(guò)程及管理進(jìn)行探討，總結(jié)了日常生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的電泳缺陷及其解決方法。關(guān)鍵詞：陰極電泳；汽車；涂裝工藝中圖分類號(hào)：TQ 639 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-1696（2007）06-0038-030 前言陰極電泳涂裝技術(shù)自20世紀(jì)70年代研制成功后，以其涂料的高泳透率、優(yōu)良的涂層耐腐蝕性，得到廣泛認(rèn)可，并替代原先的陽(yáng)極電泳涂裝技術(shù)，在汽車工業(yè)中獲得大力推廣和應(yīng)用。目前，采用陰極電泳涂裝法涂底漆的汽車車身和零部件達(dá)到90%以上。匯眾公司現(xiàn)有的3條陰

2、極電泳涂裝生產(chǎn)線（分別為Haden線、ABB線和EISENMANN線），承擔(dān)著包括上海大眾、上海通用以及OEM市場(chǎng)的十余種車型，總共八十多個(gè)產(chǎn)品零部件的電泳涂裝任務(wù)。被涂裝的產(chǎn)品以其良好的漆膜外觀質(zhì)量、耐腐蝕性能及長(zhǎng)期一貫的穩(wěn)定性得到了幾大主機(jī)廠商的肯定和好評(píng)。本文將主要探討陰極電泳涂裝工藝管理方面的心得體會(huì)。（1） 預(yù)脫脂、脫脂預(yù)脫脂、脫脂工序主要是利用堿液對(duì)油脂的皂化、乳化、溶解反應(yīng)來(lái)去除工件表面的油污，是整個(gè)涂裝過(guò)程中較為重要的工序之一，其處理質(zhì)量的好壞是保證漆膜質(zhì)量之關(guān)鍵。目前在3條線上均采用的是噴淋-浸洗相結(jié)合的方式，這種方式既保留了噴淋的高效率，提高了處理速度，又兼有浸洗過(guò)程，使工

3、件所有部位均可得到有效處理。質(zhì)量控制方面主要是控制總堿度、溫度和時(shí)間這3項(xiàng)工藝參數(shù)。其中，總堿度必須適當(dāng)，才能達(dá)到最佳的脫脂效果。過(guò)低的話，自然影響脫脂效果；而過(guò)高則會(huì)加重水洗的負(fù)擔(dān)，并可能污染后道的磷化；時(shí)間一項(xiàng)也要保證堿液與油污有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間，一般根據(jù)工藝中槽體的大小確定為25 min；考慮到有些工件表面除有液態(tài)油污外，還有少量固態(tài)油脂，故選擇中溫（5060）處理較為合適。（2） 磷化磷化工序是通過(guò)在工件表面形成均勻致密的磷化膜，來(lái)增加漆膜與工件的附著力，提高漆膜的耐腐蝕性能。它的好壞將直接影響漆膜質(zhì)量。目前在3條線上均采用的是鋅系磷化，并配備浸洗加循環(huán)槽上噴淋的方式來(lái)進(jìn)行處理。對(duì)于

4、磷化質(zhì)量的把握要控制的參數(shù)有總酸度、游離酸度、促進(jìn)劑濃度、溫度、噴淋壓力、磷化渣量等。其中，促進(jìn)劑顧名思義是促進(jìn)磷化膜的形成；1 電泳涂裝的工藝過(guò)程及管理電泳涂裝的工藝流程如下：上件 預(yù)脫脂 脫脂 水洗 活化 磷化 水洗 鈍化 D.I水（去離子水）洗 電泳（電沉積） UF（超濾水）噴淋 UF水洗D.I水洗 固化（烘干、強(qiáng)冷） 下件。其中，影響涂裝質(zhì)量的主要是如下幾道工序：第 6 期馮祎卿：淺談陰極電泳涂裝的質(zhì)量管理和控制39總酸度是指游離酸和化合酸的總和，實(shí)際生產(chǎn)中工藝控制在1827點(diǎn)，總酸度過(guò)高，磷化膜厚且粗糙；過(guò)低，則磷化膜形成困難。當(dāng)然，除了這幾項(xiàng)參數(shù)外，諸如溫度、噴淋壓力、磷化渣量對(duì)磷

5、化質(zhì)量也至關(guān)重要?，F(xiàn)行的工藝溫度控制在4555，溫度過(guò)高，磷化液易成渣；溫度過(guò)低，磷化膜變薄，都對(duì)磷化質(zhì)量不利。另外如果噴淋壓力不足，就不能較好地除去浸洗后遺留在工件表面的磷化渣，并使工件表面的磷化膜厚薄不均，從而造成漆膜外觀的缺陷。此外，磷化渣量的控制也尤為重要。因?yàn)槿魏我环N磷化液都會(huì)或多或少產(chǎn)生沉渣，磷化渣過(guò)多，會(huì)造成游離酸點(diǎn)數(shù)偏低，使磷化膜泛白。而沉渣長(zhǎng)時(shí)間不被清除的話，整個(gè)磷化槽還可能出現(xiàn)爆渣，整槽磷化液都將損失極大。（3） 電泳（電沉積）毋庸置疑，該工序自然是整個(gè)電泳涂裝的中心環(huán)節(jié)，并且前面所有工序，即前處理質(zhì)量的好壞亦將在此得到“反饋”。此道工序要加以控制的工藝參數(shù)有：固體分、pH

6、值、電泳漆電導(dǎo)率、溶劑含量、槽液溫度、涂裝電壓等。其中，涂裝電壓用于調(diào)控不同產(chǎn)品的漆膜厚度；3條線槽液溫度一般都控制在2634之間，過(guò)高或過(guò)低都將影響電沉積反應(yīng)速度。固體分是指電泳槽液中顏料及樹(shù)脂含量的總和，是形成漆膜的有效成分的濃度指標(biāo)。在3條線上均使用PPG公司的雙組分涂料，固體分參數(shù)范圍是17%25%，過(guò)高的話，漆膜將變厚且疏松；而過(guò)低則使槽液電導(dǎo)率和泳透力降低，漆膜變薄，槽液的穩(wěn)定性變差，這都對(duì)電沉積有較大影響。pH值是決定涂料水溶性和槽液穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要控制參數(shù)。pH值過(guò)低，會(huì)使漆膜變薄，并造成漆膜厚薄不均而發(fā)花；pH值過(guò)高，會(huì)破壞槽液的穩(wěn)定性，使槽液容易分層、沉淀，在漆膜表面出現(xiàn)顆

7、粒物。電泳漆電導(dǎo)率是漆液導(dǎo)電能力的指標(biāo)。在E線電導(dǎo)率控制在1 0001 800 S/cm，在A線和H線均為1 0002 000 S/cm。電導(dǎo)率過(guò)高會(huì)加劇電解反應(yīng)，使漆膜表面粗糙，并產(chǎn)生針孔缺陷；過(guò)低則表明漆液導(dǎo)電能力不足，使漆膜變薄或內(nèi)腔涂膜不完整。溶劑的含量對(duì)漆膜的影響很大。適量的溶劑能夠改善泳透力和流平性，從而有效地消除針孔和氣泡。溶劑含量過(guò)高或過(guò)低時(shí)，都將影響漆膜厚度，并出現(xiàn)氣孔、麻點(diǎn)、桔皮等外觀缺陷。（4） 電泳后水洗（UF水、D.I水）UF水洗的目的是洗凈工件表面在電泳后夾帶的多余涂料，回收重復(fù)利用，以提高涂料的利用率。而D.I水洗則是進(jìn)一步洗凈經(jīng)超濾液洗后仍剩余的少量涂料，為獲得

8、較好外觀的漆膜創(chuàng)造條件。其中，UF水洗主要是控制超濾器的流量壓力等參數(shù)。表1 電泳缺陷及其解決辦法現(xiàn) 象膜厚不足可能原因固體分偏低涂裝電壓低槽液溫度偏低膜厚過(guò)高固體分偏高涂裝電壓高槽液循環(huán)不良電導(dǎo)率過(guò)高槽液溫度偏高溶劑含量過(guò)高凹坑、縮孔前處理不凈，工件表面沾油顏料分過(guò)低表面顆粒解決方法補(bǔ)充原漆，提高固體分升高涂裝電壓升高槽液溫度暫停加料，等其降低降低涂裝電壓檢查泵和管路的運(yùn)行增加超濾液的排放量降低槽液溫度排放超濾液、延長(zhǎng)熟化時(shí)間加強(qiáng)脫脂處理，并防止二次污染適當(dāng)補(bǔ)加顏料組分，提高顏基比沖洗水臟，槽液混入雜質(zhì)檢查沖洗水的水質(zhì)，減少塵埃帶入， 加強(qiáng)對(duì)“死角”攪拌，更換過(guò)濾器烘干室不凈清理烘干爐和空氣

9、過(guò)濾器升高槽液溫度超濾，降低電導(dǎo)率超濾，降低電導(dǎo)率減少顏料，增加樹(shù)脂檢查白坯件表面狀態(tài)檢查磷化工序減少顏料補(bǔ)加，增加樹(shù)脂含量升高槽液溫度降低涂裝電壓超濾，降低電導(dǎo)率檢查前處理工序及沖洗水水質(zhì)檢查循環(huán)沖洗系統(tǒng)，增大沖洗量針孔槽液溫度偏低電導(dǎo)率偏高漆膜粗糙電導(dǎo)率偏高顏料分高漆膜表面呈現(xiàn)斑紋白坯件表面污染漆膜外觀不豐滿顏基比過(guò)高漆膜不均勻、槽液溫度偏低 破裂涂裝電壓高電導(dǎo)率偏高起泡表面水跡工件上有堿性清洗劑沖洗不良注：顏基比為電泳涂料中顏料與樹(shù)脂之比。40上海涂料第 45 卷（5） 固化（烘干、強(qiáng)冷）烘干包含升溫和保溫兩個(gè)過(guò)程。此工序關(guān)鍵是烘烤時(shí)間和溫度要得到足夠的保證。如果烘烤溫度過(guò)高，漆膜就會(huì)發(fā)

10、黃、發(fā)脆；而溫度過(guò)低的話，趁熱觸摸工件會(huì)粘手，漆膜的質(zhì)量也不符合要求。現(xiàn)行的工藝中，烘干溫度控制在165190，烘干時(shí)間為40 min。以上所探討的是在整個(gè)工藝過(guò)程中，對(duì)涂裝質(zhì)量影響較大的幾個(gè)關(guān)鍵工序的情況，應(yīng)該說(shuō)良好的涂裝質(zhì)量需要這些環(huán)節(jié)的相互配合。3 結(jié)語(yǔ)陰極電泳涂裝是牽涉到多個(gè)環(huán)節(jié)、多種因素的非常復(fù)雜的過(guò)程，各個(gè)環(huán)節(jié)間并非是孤立的，而是相互依存、相互制約。在電泳涂裝的日常管理中，必須確保設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行及完好，同時(shí)嚴(yán)格控制各個(gè)槽液的參數(shù)，使它們始終處于良好狀態(tài)，才能獲得最佳的質(zhì)量結(jié)果。參考文獻(xiàn)1 吳濤，劉朝宗，等.最新汽車涂裝技術(shù).江西南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社2 王錫春，姜英濤，等.涂

11、裝技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19922 常見(jiàn)電泳缺陷及其處理實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中碰到的一些常見(jiàn)電泳缺陷及其解決辦法見(jiàn)表1。3 伍澤涌，盧鴻璉，肖澤星.新型涂裝前處理應(yīng)用手冊(cè).成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1998第二屆全國(guó)塑料涂料及涂裝培訓(xùn)班通知主辦單位：上海市化學(xué)化工學(xué)會(huì)涂料專業(yè)委員會(huì) 上海市涂料研究所 承辦單位：上海涂料編輯部培訓(xùn)內(nèi)容：1）塑料涂料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2）不同塑料用涂料的配方設(shè)計(jì)3）助劑及顏料在塑料涂料中的應(yīng)用4）光固化技術(shù)在塑料涂料中的應(yīng)用5）水性聚氨酯涂料的應(yīng)用培訓(xùn)時(shí)間：2007年7月16日20日培訓(xùn)地點(diǎn)：龍睦商務(wù)酒店（上海市金沙江路1058號(hào)）收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：1600元/人（會(huì)員單位9折優(yōu)惠）（含資料費(fèi)、授課費(fèi)等，食宿自理、統(tǒng)一安排）聯(lián)系方式：地址：上海市云嶺東路345號(hào)（200062） 電話/傳真52820086聯(lián)系