谈汽车的现代电泳涂装工艺谈汽车的现代电泳涂装工艺陆毅

谈汽车的现代电泳涂装工艺,谈汽车的现代电泳涂装工艺

肖永清(东风公司水厂技术部,湖北十堰442002)摘要：详细介绍了现代汽车电泳漆的应用现状,电泳涂装的特点、工艺参数、功用原理及其工艺技巧,并提出了车身电泳漆膜现场常规的质量检测项目。关键词：现代汽车；电泳涂装；质量检测0前言电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点：1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患；2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%～95%；3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率；5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理；6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料储存过久稳定性不易控制。1影响电泳涂装的主要工艺参数1)电压电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制电压对漆膜的影响很大:电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间;但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生橘皮现象;电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定,一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比,钢铁表面为40～70V,铝和铝合金表面可采用60～100V,镀锌件采用70～85V。2)电泳时间漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应；反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1～3min,大型工件为3～4min。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。3)涂料温度涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质；温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在15～30℃。4)涂料的固体分和颜基比市售的电泳涂料固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料稳定性差;固体分过高,黏度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1∶2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1∶4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。5)涂料的pH值电泳涂料的pH值直接影响槽液的稳定性。pH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜;pH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,pH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致pH值的上升。可采用补加低pH值的原液、更换阴极罩蒸馏水、用离子交换树脂除去铵离子、采用阳极罩等方法降低pH值等方法来解决，若pH值过低时,可加入乙醇铵来调节。6)涂料电阻被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理,为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。7)工件与阴极间距离距离近,沉积效率高;但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。2电泳涂装工艺及现状1977年开发成功能成倍提高涂层耐腐蚀性的高渗透力阴极电泳涂料和阴极电泳涂装法后,现代电泳涂装以高泳透率的阴极电泳涂装逐步替代阳极电泳涂装,至今采用阴极电泳涂装法涂底漆的汽车车身达90%以上。阴极电泳涂装工艺经近些年的不断完善,现已成为汽车涂装中最成熟的涂底漆(或底面合一涂层)先进技术之一,阴极电泳涂料也正处于成熟的一代。为适应日益严格的环保法规,防止公害和降成本的要求,阴极电泳涂料及其涂装工艺上将有以下的革新:（1)通过原材料的成本分析、采购计划、制造工艺的合理化及产品的新配方等各种途径,使电泳涂料在保证标准质量的基础上更廉价化。在保持现行的漆膜质量和操作性能不变的同时,用这种涂料可降低涂装成本。（2)开发采用无重金属、挥发性有机物(VOC)含量低和无高层空气污染(HAPS)的阴极电泳涂料。无铅阴极电泳涂料(有的甚至不含锡)在欧洲已有几条车身涂装线采用。为减轻大气污染、努力降低VOC含量,目标是降到零,并消除HAPS。（3)为节能和降成本,开发采用低温快速固化型阴极电泳涂料和低发烟、低油腻、低臭、低加热减量的阴极电泳涂料,可降低烘干室的维护成本,减少臭气,改善操作环境和地区环境。（4)根据汽车零部件对涂层性能的不同需要,不断改善阴极电泳漆膜的性能。如为提高零部件的边角的耐腐蚀性,开发边角覆盖型与厚膜型配合车用零部件的电泳涂装。（5)采用超滤(UF)与反渗透(RO)配套装置,实现电泳后清洗完全循环封闭,进一步提高电泳涂料的利用率,减少纯水量。3电泳涂装的方法及技巧一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1～2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快,能源消耗增加&nb

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