涂装前处理对阴极电泳涂膜质量的影响

    关键词：前处理；脱脂；磷化；阴极电泳

    1引言

    随着我国科学技术的不断进步，各行各业越来越重视产品的内在和外观质量，汽车车身普遍采用了高P比的锌、锰、镍三元磷化液，配套阴极电泳底漆，以保证车身具有优良的防腐蚀能力（中性盐雾试验1000h，单侧扩蚀不大于2mm），同时为高装饰性面漆打下良好的基础。本文针对生产中出现的一些问题，结合本人的工作经验，总结出一些涂装前处理对阴极电泳涂膜质量的影响因素及控制方法。

    2涂装前处理及阴极电泳的工艺过程分析

    涂装前处理及阴极电泳的工艺过程见图1。

图1 阴极电泳工艺过程

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    2.1手工预清理

    该工序工作内容主要是用砂布打磨去除锈蚀，再用预擦洗剂擦净车身外表面的厚重油污，要求处理后的车身外表面无锈蚀、无厚重油污，为后序脱脂、磷化打下良好的基础。

    2.2热水洗

    该工序又称洪流水洗，是用大流量的热水从车身前风窗冲入车身内部，冲洗掉车身内部的铁屑、焊渣和灰尘等杂物，同时活化油污，便于下道工序脱脂。

    2.3预脱脂和脱脂

    这2个工序是用脱脂剂喷淋、浸洗车身，以除去车身内外表面上的油污。一般预脱脂槽为喷淋槽，脱脂剂浓度较高，脱脂槽为浸洗槽，有出槽喷淋，槽液可向预脱脂槽溢流。生产中要监控的参数是脱脂剂浓度、槽液温度和喷淋压力，巡检主要检查喷嘴角度、是否堵塞等，如发现槽液中油污含量高，除油能力下降，应及时换槽。脱脂是涂装前处理的基础，如果车身表面油污清洗不干净，会影响后序磷化，使磷化膜不完整，甚至返锈，进而影响电泳涂膜质量，产生花斑、颗粒等弊病。

    2.4水洗

    脱脂后的两道水洗工序是为了冲洗干净车身表面残留的脱脂剂。一般第一道水洗槽为喷淋槽，第二道水洗槽为浸洗槽，有出槽喷淋，生产中可让槽液保持溢流，只需监控喷淋压力即可。

    2.5表调

    这个工序是用胶体钛盐水溶液处理车身表面，取代车身表面残留的脱脂剂中的碱性离子，形成致密的磷化结晶中心。在高P比的磷化体系中，表调工序必不可少，车身表面只有经过表调处理，磷化时才能生成球状结晶，形成致密、均匀的磷化膜。生产中只需监控pH即可，但胶体钛盐易老化，必须定期换槽。

    2.6磷化

    该工序是用磷酸及磷酸盐对车身表面进行处理，生成致密、均匀的磷化膜。磷化的目的是给车身提供短期的工序间防护，防止车身表面产生锈蚀，提高电泳漆膜的附着力和防腐蚀能力。生产中要监控的参数是游离酸度、总酸度、酸比、促进剂浓度、槽液温度等。本公司磷化工作温度为40℃，生产过程中需要用热水间接加热，热水温度最高不能超过70℃，否则会因为磷化液高温下沉淀堵塞换热器。磷化过程中在车身表面生成磷化膜的同时，会生成磷化渣沉淀，要求磷化槽液中磷化渣的含量在3.0×10-4以下，否则磷化渣会吸附在车身表面，冲洗不掉时会影响电泳漆膜质量，产生漆膜颗粒等弊病；磷化渣还会堵塞循环管路和喷嘴，使磷化膜不均匀、发花，影响电泳漆膜质量，产生电泳花斑。生产过程中需专人监控，保证磷化除渣机工作正常，必要时通过倒槽的方式清理磷化槽和循环管路中的磷化渣。磷化液和促进剂的补加最好采用滴加方式，尤其是促进剂，直接加入会产生大量沉淀，浪费原材料，还会污染槽液。

    2.7水洗

    磷化后的两道水洗是为了冲洗干净车身表面残留的磷化液和磷化渣，防止污染电泳槽或影响电泳漆膜质量。

    2.8纯水洗

    磷化后的纯水洗是为了冲洗干净车身的杂质离子，防止污染电泳槽或影响电泳漆膜质量。一般为浸洗槽，有出槽喷淋，需要监控槽中纯水的电导率和喷淋压力。

    2.9阴极电泳

    阴极电泳是前处理及阴极电泳线的核心。其对磷化膜的要求是外观均匀、致密、无返锈、高P比、耐碱性好，膜厚为2～3μm。目前本公司使用的是高泳透力、锐边包覆效应好、低温固化、无铅阴极电泳漆。生产中要监控的参数是固体含量、颜基比、MEQ、有机溶剂含量、pH、电导率、槽液温度、电泳电压和电泳时间等。细菌是阴极电泳系统经常被忽略的因素。阳极液循环系统大量细菌繁殖会堵塞极液循环管路，使阳极管被腐蚀，电泳槽液中一般含有杀菌剂，不会使细菌繁殖，但前处理各槽如果有细菌繁殖，被车身带入电泳槽会使电泳涂膜外观粗糙，还会堵塞超滤系统，使超滤液透过量下降，导致超滤膜早期报废。因此，除了阳极液循环系统要定期杀菌外，前处理各槽也要定期杀菌。正常生产条件下，超滤液一般无需排放。但如果生产过程控制不良，车身如因磷化膜返锈、冲洗不净等原因，带入电泳槽的杂质离子较多，电泳槽液电导率偏高，会严重影响电泳涂膜的质量，这时就需要排放部分超滤液，然后补加助剂、中和剂等；同时排放的超滤液废水处理成本非常高，因此应加强前处理过程控制，尤其注意控制磷化后的纯水洗的滴水电导率小于40μS/cm，尽量不排放超滤液。车身出槽时必须有新鲜超滤液进行喷淋，保持车身表面润湿，否则车身上黏附的电泳漆有可能干结，使电泳漆膜出现花斑弊病。

    2.10UF1喷淋冲洗、UF2浸洗、UF3喷淋冲洗生产中要监控的参数是固体含量、pH、电导率、喷淋压力等。巡检时注意检查喷嘴角度、槽液落差，防止起泡。新鲜超滤液只加入UF3，后道工序的槽液可向前一道工序自动溢流。

    2.11纯水洗

    这是最后一道冲洗，需要控制纯水的电导率小于100μS/cm，同时有车身出槽时的新鲜纯水喷淋，保证冲洗干净车身表面的浮漆，否则会导致电泳漆膜出现花斑弊病。

    2.12沥水和吹水

    车身进入烘干室之前必须沥干水分，或者用压缩空气吹干积水，否则电泳漆膜烘干后会形成水滴印，影响外观。

    2.13烘干

    烘干时只需监控烘干温度和烘干时间。一般用溶剂擦拭法检查电泳漆膜的固化情况。

    3结语

    车身磷化处理的质量与磷化过程及磷化前脱脂、表调效果有很大的关系，而磷化膜质量对电泳涂膜外观质量影响明显。电泳过程控制参数较多，多个因素会影响电泳涂膜外观质量。因此，只有设备运行人员、化验人员、工艺人员各司其职，通力合作，加强过程控制，保证各工艺参数，才能最终保证电泳涂膜的外观质量。