鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響

鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響高宏偉（中國第一汽車集團(tuán)公司技術(shù)中心吉林鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響高宏偉（中國第一汽車集團(tuán)公司技術(shù)中心吉林長春’""’）摘要介紹了不同毛化方法的鋼板的特性以及對陰極電泳漆膜性能的影響提出了今后選擇適合于涂裝要求的鋼板的方向。對鋼板表面粗糙度有關(guān)參數(shù)和陰極電泳漆膜質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行了探討并提出了建設(shè)性意見。關(guān)鍵詞毛化方法；粗糙度；陰極電泳漆膜中圖分類號(hào)12’#文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼.4*467839:9;<=?*@76>?6998=96B;7<9(<;>:;C6;94D745EF8@D9;?;@7<9!#$%&’()*+（45689:8;=2;>@>;>;A:B9>C7BAD9EF?9GBHB9’-"’DB9A）$:;761BI@@8;@;8I9:I:8DA;A:;BI:BF>CI:88HID8:,A8KLJBCC;89::8:;8,A9CA:;BE,8:D>I>CI:8HID8:AJB:IB,@F:>9F:>J8@B:CBH,@8;C>;,AF89J@:IC>;N;J:D8:;89JCI:88HI88:IB:KH8C>;AB9:B9EAC:8;:DA:BF?II8I:D8;8HA:B>9IB@8:N89I:88HI88:>9I:;?F:BQ8AJBFIAHI>A;8;>QBJ8R9IJ;K::8M:?;8；;>?D9II；A:D>88H8F:;>D>;8IBI@AB9:;>?E98II@;,8:8;9JCBH,OAHB:LP AJI>,8鋼板’拋丸毛（!(")+!,；鋼板!激光毛（!(’)+!,；鋼板-激光毛（!(")$,；鋼板#激光毛（!(")+!,；鋼板+電火花毛（!(")*,；鋼板&激光毛（!(’)+!,。試驗(yàn)選擇的電泳漆是兩種國產(chǎn)陰極電泳漆材前言!隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，消費(fèi)者對汽車涂裝質(zhì)量的要求越來越高。為此各大汽車生產(chǎn)廠家除了使用優(yōu)質(zhì)涂料改進(jìn)涂裝設(shè)備及工藝外對鋼板表面質(zhì)量與涂裝要求的適應(yīng)性問題也逐漸重視起來。鋼板表面質(zhì)量可分為兩個(gè)方面%一是宏觀表面質(zhì)量如表面硬質(zhì)紋理滑移帶表面平整性和可見銹蝕等二是微觀表面質(zhì)量包括粗糙度及電化學(xué)均一性等。在實(shí)際生產(chǎn)過程中轎車車身和載貨車駕駛室涂裝線出現(xiàn)過幾次電泳漆膜流痕的質(zhì)量問題。通過現(xiàn)場試驗(yàn)和試驗(yàn)室模擬試驗(yàn)我們認(rèn)為造成流痕的根本原因是涂裝前的鋼板微觀表面質(zhì)量不合格%而不是材料和工藝的問題。因此需要針對鋼板微觀表面質(zhì)量與現(xiàn)代涂裝要求的適應(yīng)性做一些研究工作。由于影響整體漆膜質(zhì)量因素眾多又有一定的隨機(jī)性所以我們首先研究鋼板微觀表面質(zhì)量和電泳漆膜質(zhì)量的相互關(guān)系。料。.遮蓋底材缺陷能力好但力學(xué)性能稍（皆合格；/遮蓋底材缺陷能力稍差但力學(xué)性能優(yōu)于.。"#! 不同毛化方法對電泳漆膜桔皮的影響選擇!"值接近的-種毛化方法的鋼板進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果見表’表!。從表’和表!可以看出，無論泳.漆或/漆后電火花毛化鋼板的桔皮最小拋丸毛化一般激光毛化稍差。特別當(dāng)使用遮蓋底材能力較差的電泳漆時(shí)差別明顯而使用遮蓋底材能力較好的電泳漆時(shí)差別小一些。另外無論從桔皮測量結(jié)果還是直觀評(píng)價(jià)泳.漆后的漆膜外觀明顯好于/漆。能選擇!"值接近的-種毛化方法的鋼板進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果見表-。"" 試驗(yàn)部分試驗(yàn)選用寶鋼提供的&種鋼板。收稿日期"#0!!&作者簡介高宏（’&-0男吉林省四平市人高級(jí)工程師碩士’$$年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用電化學(xué)專業(yè)一直從事汽車涂裝及前處理技術(shù)研究。!""#年第$期0*0高宏偉鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響"*$ 不同毛化方法對鋼板涂漆前存放期間先期腐蝕程度的影響將裸鋼板在辦公室環(huán)境（基本條件是8!，/:.;自然放置,個(gè).月后用肉眼直觀評(píng)價(jià)鋼板表面金屬光澤變化程度。試驗(yàn)結(jié)果見表。表!桔皮儀測試桔皮結(jié)果桔（!）鋼板裸鋼板高宏偉鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響"*$ 不同毛化方法對鋼板涂漆前存放期間先期腐蝕程度的影響將裸鋼板在辦公室環(huán)境（基本條件是8!，/:.;自然放置,個(gè).月后用肉眼直觀評(píng)價(jià)鋼板表面金屬光澤變化程度。試驗(yàn)結(jié)果見表。表!桔皮儀測試桔皮結(jié)果桔（!）鋼板裸鋼板裸鋼板#漆裸鋼板$漆鋼板%鋼板(鋼板.&(+,+,)(),%,(*(-(/表"直觀評(píng)價(jià)桔皮結(jié)果表+鋼板先期銹蝕試驗(yàn)結(jié)果鋼板裸鋼板裸鋼板01漆裸鋼板0$漆 毛化方法先期腐蝕程度鋼板)鋼板(鋼板.!"#!"#!"#鋼板%鋼板(鋼板."!#注#為桔皮最小!為桔皮較小"為桔皮稍大。注#為最（銀白光澤!為較（輕微變暗"為較（已變黃褐色。可以看出，電火花毛化鋼板抗漆前先期腐蝕能力最佳激光法次之拋丸毛化的鋼板最差。"*% 裸鋼板粗糙度和電泳漆膜粗糙度的關(guān)系測試裸鋼板的粗糙度和分別泳涂陰極電泳漆1$后漆膜的粗糙度結(jié)果見圖%。表#鋼板毛化方法和電泳漆膜力學(xué)性能的關(guān)系杯突233沖擊23柔韌性233底材1漆$漆1漆$漆1漆$漆鋼板%鋼板(鋼板.*5*--+5(%+(6*6+6+6+(6+(6+(6+,/,/,/’/’/’/從表,看,種板材泳漆后都滿足現(xiàn)有涂層標(biāo)準(zhǔn)對涂層力學(xué)性能的要求。但從杯突看激光毛化法好于電火花毛化法拋丸毛化法最差這一差別在力學(xué)性能較好的電泳漆$上表現(xiàn)比較明顯。*#不同毛化方法對鋼板外觀和電泳漆膜外觀重現(xiàn)性的影響在一張鋼板的不同部位取多塊樣板測粗糙度（見表(泳漆后測粗糙（見表.表*并進(jìn)行桔皮直觀評(píng)價(jià)。我們可得到如下結(jié)論電火花毛化鋼板的表面質(zhì)量均勻穩(wěn)定重現(xiàn)性最佳激光毛化法次之拋丸毛化法均勻穩(wěn)定性最差。表$裸鋼板粗糙度測量結(jié)果!3從圖%看出，泳上電泳漆后的鋼板表面粗糙度鋼板%/,(!值與未泳漆之前的白鋼板表面粗糙度!值曲線""鋼板%鋼板/鋼板,鋼板(鋼板.鋼板*’.’.’+’.’+’.%+.%+.+-.+-.+6+%,+’.’+’+’+’+’.++%++.+.++%.走向趨勢基本相似即白鋼板的表面粗糙度!"值越大，泳上電泳漆后的鋼板表面粗糙度!值也越大。"還可以看出泳上1種電泳漆后的鋼板表面粗糙度!值要平均小于泳上$種電泳漆后的鋼板表面粗"表%裸鋼板’漆后粗糙度測量結(jié)果!3糙度!"值。另外鋼板泳漆后漆膜的表面粗糙度"值明顯低于白鋼板表面粗糙度，而且當(dāng)鋼板表面粗糙度在一定范圍內(nèi)時(shí)，電泳漆膜的粗糙度主要取決于電泳漆遮蓋底材的能力。"*(同一毛化方法不同粗糙度的鋼板和電泳漆膜桔皮的關(guān)系用不同粗糙度的激光毛化鋼板，分別泳涂1和$兩種電泳漆檢測漆膜桔皮試驗(yàn)結(jié)果見表5表6。從表5表6看<鋼板*明顯桔皮偏大且有鋼板表面粗糙度大漆膜桔皮也大的趨勢當(dāng)電泳漆遮蓋底材能力差時(shí)尤為明顯。底材%/,(鋼板%鋼板/鋼板,鋼板(鋼板.鋼板*+,.+(++,++,++,.+(.’+’+’+’+’.’.+(++,.+,++,++,.+,.+,++(++,.+(++,.+(.表(裸鋼板)漆后粗糙度測量結(jié)果3底材%/,(鋼板%鋼板/鋼板,鋼板(鋼板.鋼板*+(.+(++(++,.+(++(.+,++(.+(++,.+(++.++(++(.+,.+(.+(++.+’.’.’.+(++(++.+汽車工藝與材料=)+=高宏偉鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響表’桔皮儀測試桔皮結(jié)果得到很好的電泳漆膜，因?yàn)檫@種局部的凸起也許會(huì)給漆膜表面帶來明顯的漆膜弊病因此我們有必要對其它參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。#!#% 鋼板表面輪廓最大高度!#對電泳漆膜外觀的影響從理論上講若!#值高宏偉鋼材微觀表面質(zhì)量對電泳漆膜性能的影響表’桔皮儀測試桔皮結(jié)果得到很好的電泳漆膜，因?yàn)檫@種局部的凸起也許會(huì)給漆膜表面帶來明顯的漆膜弊病因此我們有必要對其它參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。#!#% 鋼板表面輪廓最大高度!#對電泳漆膜外觀的影響從理論上講若!#值較大說明該表面在某一局部有較大的起伏在某一點(diǎn)處波峰高波谷深這樣必然對電泳漆膜質(zhì)量造成很壞的影（見表!因此在選擇鋼板的時(shí)候應(yīng)該特別注意綜合考慮!"與#值的關(guān)系對于輪廓算術(shù)平均偏差!"值較小的鋼板如果測得#值較大則該鋼板不適合用于涂裝生產(chǎn)應(yīng)該盡量選擇符合!"值要求并且!#值也不是很大的鋼板。桔（’）底材及粗糙度%&白板4(漆白板)漆鋼板（*",）鋼板（"$"）鋼板（"$,）鋼板（*-,）+#+!+-+.#.#"###3表!直觀評(píng)價(jià)桔皮結(jié)果桔（’）底材及粗糙度%!&(漆)漆鋼板（+,）鋼板（+"）鋼板（+,）鋼板（+,）!##!"$$"注#為桔皮最小!為桔皮較小$為桔皮稍大"為桔皮較大。同一毛化方法不同粗糙度的鋼板和電泳漆膜"#$表%"!"值和電泳漆膜桔皮的關(guān)系力學(xué)性能的關(guān)系用不同粗糙度激光毛化鋼板分別泳涂(和)兩種電泳漆檢測漆膜機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果見表"。表%&鋼板粗糙度和電泳漆膜力學(xué)性能的關(guān)系桔（’）樣板%#%!&白板5(漆白板)漆()678+,+,+#+!+2*-*#*,*3!*#!#!#,#.#3杯突%&&沖擊%&柔韌性%&&底材及%"%!&(漆)漆(漆)漆(漆)漆鋼板（+,）鋼板（+"）鋼板（"$,）鋼板（*-,）2#+"+2+!***,*#*!#"#"#"#"#3"#3"#3"#3"!!!!+!+!+!+! 9 +# !# ,# "輪廓的單峰平均間距$對電泳漆膜外觀的影響輪廓的單峰平均間距$指的是兩相鄰單峰最高點(diǎn)之間的距離投影在中線上的長度平均值。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)$對電泳漆膜的影響具有一定的規(guī)律（見表-。對于具有幾乎相同"值的表面來說用同種的電泳（(電泳結(jié)果&越小的鋼板電泳漆膜質(zhì)量越好分析這種現(xiàn)象發(fā)生的原因我們認(rèn)為與烘干過程中流平發(fā)生的變化有關(guān)/&越小的鋼板/越有利于漆膜的流平。可以看出同種毛化方法表面粗糙度不（在允許范圍內(nèi)的鋼板漆膜力學(xué)性能差別不大。"#’ 鋼板表面粗糙度和存放期間先期腐蝕的關(guān)系試驗(yàn)條件同!+#節(jié)結(jié)果見表*。表%%鋼板粗糙度和先期腐蝕的關(guān)系底材及粗糙度%!&先期腐蝕程度鋼板（*",）鋼板（"$"）鋼板（"$,）鋼板（*-,）$!!"表(&值和電泳漆膜桔皮的關(guān)系樣板漆前&%!&漆膜%"%&漆膜膜厚%&漆膜桔（’）()67893.,""#2$**,3*!-"!""--##.***!*,*#*,*2.,,.!****#***.*3!"注!為較（輕微變暗$為較（輕微黃褐色"為嚴(yán)（嚴(yán)重的黃褐色?？梢婁摪灞砻娲植诙仍隹瓜绕诟g能力下降。"#! 鋼板表面粗糙度參數(shù)"#$%等對電泳漆膜外觀質(zhì)量的影響表面粗糙度!"是當(dāng)前較為成熟的表征表面結(jié)構(gòu)的參數(shù)之一，它在實(shí)際的工藝操作中是一個(gè)很重要的參數(shù)。但!"作為一個(gè)比較綜合的參數(shù)對于評(píng)價(jià)一個(gè)表面有著很大的局限性。例如某一表面輪廓在某一局部有幾個(gè)很大的輪廓峰高，而其它位置則輪廓峰高很小且比較均勻這樣得到的!"也會(huì)比較小但是不能因此就認(rèn)為這個(gè)鋼板表面電泳后會(huì)輪廓的形狀參數(shù)(與電泳漆膜質(zhì)量的關(guān)系#!#((是反映某一表面輪廓形狀的參數(shù)。我們應(yīng)該這樣理解它的意義(數(shù)值越大，表示在設(shè)定范圍內(nèi)，該輪廓的實(shí)心部分越多(值趨向于無限大時(shí)，說明在該位置沒有凸起與凹陷是絕對平整的。由參數(shù)(的定義我們知道要想得到準(zhǔn)確而且（下轉(zhuǎn)第*#頁）!""#年第$期:*:徐文曉等熱鍛模耐磨耐冷熱疲勞堆焊焊條的研制采用>:?+@%直讀光譜分析儀，對堆焊層作微觀分析。其堆焊徐文曉等熱鍛模耐磨耐冷熱疲勞堆焊焊條的研制采用>:?+@%直讀光譜分析儀，對堆焊層作微觀分析。其堆焊層金屬平均化學(xué)成分見表"。加入微量的稀土可消除雜質(zhì)凈化堆焊層提高堆焊層的硬度和耐磨性。+, 生產(chǎn)應(yīng)用將研制的堆焊焊條用于)%%系列聯(lián)合收割機(jī)的雙聯(lián)三聯(lián)護(hù)刃器等熱鍛模具焊前在)%AB)C烘干將模具預(yù)熱到!%D按制備試板的堆焊工藝參數(shù)進(jìn)行堆焊，焊后立即將模具放入@%D的爐中保溫保溫一定時(shí)間后隨爐冷卻。上述熱鍛模具在修復(fù)前使用壽命E%/)%%件，修復(fù)后模具使用壽命一般都在=%%/=%%件之間有的已使用="%件且仍在繼續(xù)使用中。表’堆焊層金屬化學(xué)成分!01234565789:;%! =$%!"$%"==$" %$! <%微量#) 測試結(jié)果分析與討論在耐磨堆焊金屬成分中0是最主要的元素也是提高硬度和耐磨性的關(guān)鍵元素。其它合金元素如013564等如不與0結(jié)合成碳化物則耐磨性就要顯著降低但0也最易形成先共析或共析網(wǎng)狀碳化物破壞堆焊層的韌性所以隨著0含量的提高，堆焊層的耐磨性也隨之提高，而其抗裂性則變差故0含量不易過高01是提高淬透性元素也是碳化物形成元素。在一定范圍內(nèi)隨著01含量的提高形成的碳化物硬質(zhì)相也越多從而使堆焊層金屬硬度和耐磨性提高3能有效地提高堆焊層金屬的紅硬性高溫強(qiáng)度耐磨性及耐熱疲勞性但3是貴重金屬不宜過多使用應(yīng)控制3!!。56可細(xì)化晶粒防止裂紋敏感性提高紅硬性及耐熱疲勞性，在一定程度上代替3。4可提高熱穩(wěn)定性細(xì)化晶粒，使碳化物在堆焊層中均勻分布并提高堆焊層的紅硬性耐磨性及耐熱疲勞性在堆焊金屬中加入一定量的2，由于形成的硼化物共晶體的晶界顯微硬度較高可在磨損過程中起到一個(gè)耐磨骨架的作用，因此可大大提高堆焊層的耐磨性能。在堆焊金屬中結(jié)論!"#新研制的熱鍛模堆焊焊條采用以0GHI9GH9GHJ1=鈦鈣型為基礎(chǔ)改進(jìn)型藥皮渣系焊接工藝性能優(yōu)良飛濺小脫渣性好抗裂能力強(qiáng)可保證合金元素的穩(wěn)定過渡。$#新研制的熱鍛模堆焊焊條的堆焊層的組織為馬氏體加殘余奧氏體加碳化物。%#新研制的熱鍛模堆焊焊條的堆焊層具有良好的耐磨性及耐冷熱疲勞性其耐磨性是K!-的=倍耐冷熱疲勞性也近于KE-的=倍。用新研制的熱鍛模堆焊焊條修復(fù)熱鍛模具，&#經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證其使用壽命可提高=倍以上。（責(zé)任編輯方舟）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!拋丸毛化法。綜合看合適粗糙度范圍的電火花毛化法和激光毛化法處理的鋼板更有利于涂裝的需要。$#鋼板表面粗糙度$%對電泳漆膜外觀有直接影響當(dāng)電泳漆遮蓋底材缺陷能力較好時(shí)鋼板表面粗糙度對漆膜外觀影響不