当前汽车、农用车、家电、轻工产品的种类与生产厂家繁多,各生产厂在车身、零部件的制造工艺过程中,为提高涂装质量、降低成本,大多采用了阴极电泳漆作为涂装与防腐处理的底层涂料,可以说电泳涂装因其涂料利用率高、易于连续作业、自动化程度高等优点已被各行业广泛采用。电泳涂装可以对工件的内腔、夹缝等部位进行涂装,可以大大提高这些区域的防腐性能。在车轮涂装工艺上,也是按中高档涂装要求施工,其主要工艺为脱脂、磷化、电泳、面漆(喷粉)/罩光漆等。但车轮主要是由钢板成型焊接组合,属典型带有夹缝的工件,而板材又主要是热轧板,带有较多的氧化皮,或存在较多的锈蚀等,需要对车轮进行除氧化皮、除锈处理。在连续式生产线上,常采用酸洗处理工艺。

    车轮有夹缝,又需要酸洗,现就这类涂装线上,经常出现的问题给予分析,并提出改进措施,以提高涂装质量,减少涂装弊病。

    1　车轮涂装工艺

    国内某大型车轮生产线上,车轮的涂装工艺为:上件、预脱脂(喷淋)、脱脂、水洗、水洗、酸洗(盐酸)、水洗、水洗、水洗、中和、水洗、表调、磷化、水洗、水洗、水洗、纯水洗、纯水洗、阴极电泳、0次UF水洗、UF1水洗、UF2水洗、纯水洗、纯水洗、烘烤、下件(转挂面涂线)。

    全线采用连续式流水线生产,浸槽为船形槽,前处理、电泳、烘道成循环输送系统,即共用一条输送链。

    2　涂装中常见问题

    2.1　车轮夹缝的起泡返锈问题

    在生产线上,常有车轮夹缝、焊缝等处磷化膜出现返锈,磷化膜不完整现象。电泳后车轮夹缝里出现漆膜起泡或者有类似漆渣状的物质存在。另外,电泳后的车轮长时间放在室外后,有时会从车轮夹缝处流出黄色锈水。在生产中,车轮夹缝越小,越易出现此类问题。

    2.1.1原因分析

    (1)除油不彻底

    从工艺上看,预脱脂、脱脂两道工序,有喷淋和浸渍,对一般工件是完全可以除去工件上油污的,但从实际效果看,却存在夹缝等处除油不净现象。这与脱脂剂性能不良有关,如果脱脂剂除了含有几种常规碱性成分外,还是以0P-10乳化剂(清洗性较差)和十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,那么这类脱脂剂品种简单、组合效应不强,缺少高效强渗透剂,所以难以除尽夹缝内油污,也就直接影响磷化效果。

    (2)残留酸根离子的影响

    车轮在酸洗时,由于C1-、SO2-4等根离子半径很小,极容易渗到车轮夹缝内部,在后道水洗时也较难以清洗干净,这些酸根离子就成为腐蚀的隐患。碱中和时夹缝内的铁盐残余物就会发生酸碱中和,迅速生成难溶的Fe(OH)2及Fe(OH)3,这些絮状沉淀物把铁盐封闭在夹缝内,加速夹缝腐蚀,同时还会干扰磷化反应进行,使磷化膜不完整。最终导致磷化膜多孔、易锈的现象产生。

    夹缝内残存的酸根离子还导致工件与阴极电泳漆液界面处,局部电导率升高,造成局部电解反应加剧并产生大量气体,影响漆膜的附着,使湿漆膜起泡、脱落。甚至,夹缝处由于电极反应过于剧烈,导致漆膜击穿,漆液凝聚形成类似漆渣状的物质。

    (3)磷化方面

    车轮夹缝里若pH偏高,工件、溶液界面发生酸碱中和反应,一方面阻碍甚至停止磷化初始反应,不易或不能形成磷化膜；另一方面由于金属表面H+的消耗,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,磷酸盐沉淀的过饱和度太大,不利于磷化反应进行,导致磷化膜粗大,无结合力,也会造成磷化液稳定性变差。夹缝里若pH值偏低,引起金属腐蚀的加速、加剧,产生大量的铁离子,导致磷化渣较多,磷化质量变差。

    磷化膜与阴极电泳配套性差。原来生产线上磷化选择是普锌磷化膜,耐碱腐蚀性差,溶解量大(阴极电泳涂装时工件与漆液的界面pH短时内可上升到12～13),加之夹缝内磷化膜结合力差,溶解量就更大,溶解脱落的金属离子存在于漆膜与阴极界面之间,进一步加剧了电解反应,更易引起漆膜起泡甚至击穿。

    2.1.2改进措施

    (1)提高脱脂效果

    提高脱脂效果,可以从以下几个方面来考虑:(a)工艺方面,可以在最前面增加一道热水喷淋清洗工序,可有效去除工件表面90%以上的机械杂质,减轻脱脂工序的负荷。另外,这对于车轮夹缝夹带残酸问题也会有一定程度的改善；(b)选择优化脱脂剂品种。根据脱脂剂各组分的不同作用,适当调整配比,并适当减少偏硅酸钠含量(它的清洗性差,遇酸形成难以洗掉的硅胶,危害极大)。充分发挥表面活性剂的组合效应,增添JFC渗透剂(渗透性好)、TX—15乳化剂(亲水性强),可最大限度地除尽夹缝内油污；(c)加强对脱脂槽液的管理。脱脂液有效浓度以游离碱度来控制,但不能单凭游离碱来判断脱脂液的效果,因为尽管碱度不降低,但表面活性剂的有效浓度也会损失或失效,所以有时会出现碱度正常而除油效果不好的现象。因此除需要每天补加脱脂剂外,还需定期换槽。换槽时将二次脱脂液继续作为预脱脂液用,重新配二次脱脂液,这样既提高脱脂液的利用率,又能使脱脂液始终保持最佳状态。同时生产中,严格按工艺要求对脱脂温度、时间等参数进行控制。

    (2)加强对工件脱脂后的水洗

    加强脱脂后的水洗,经常更新水洗用水,防止水洗槽内的污物对工件造成二次污染,同时也要防止工件在工序间出现返锈现象。

    (3)酸洗液的选择

    常用的酸洗液有盐酸、磷酸、硫酸等。经过现场实验验证,采用硫酸除锈时,漆膜起泡率高；盐酸除锈起泡轻微；磷酸除锈最有利。当然,还应从成本及适应自动化生产线节奏上来综合考虑选用何种酸洗液,但考虑夹缝问题,建议不选择硫酸。

    (4)控制中和工序的中和剂浓度

    在保证能完全中和车轮表面、夹缝等处残留酸液的前提下,尽可能地降低中和剂的浓度,防止碱液残留在车轮夹缝内。

    (5)提高表调效果

    工件的表调效果也要重视,应选择一种优异的表调剂,可对提高磷化的质量起到良好的辅助作用。

    (6)磷化剂的选择与控制

    提高磷化的质量,提高其防锈性能,控制各项参数,防止磷化膜发花、粗糙、挂灰等问题。尤其是工件在磷化前出现返锈情况时,更应注意对磷化液游离酸度、酸比、温度等参数的控制。改善磷化与阴极电泳的配套性。

    选择低锌的锌、镍、锰三元系的,且与阴极电泳配套性良好的磷化液品种,可以提高磷化质量及电泳后涂层的整体性能。

    (7)加强对夹缝、焊缝等处的人工清洗及清洁

    为减少工件夹缝、焊缝等处的化学液的残留,工件在进入电泳槽前,可以安排人工用高压干净纯水对夹缝、焊缝等处进行清洗。同时,建议人工用压缩空气对工件夹缝、焊缝、兜液部位进行吹水,一方面可以减少工件带液对电泳槽液的污染,另一方面也可以减少工件夹缝、焊缝等处涂装弊病的产生。

    2.2　车轮内局部漆膜不完整问题

    车轮轮毂内侧弧顶处和弧形最低处漆膜不完整,有的出现漆膜露底现象。

   2.2.1原因分析

   (1)车轮弧顶处漆膜不完整,主要原因是工件在入槽时弧顶处存在气泡,致使漆液无法电泳上工件。

    (2)车轮内侧底部漆膜不完整,主要原因是底部兜液,在进入电泳烘道前没有沥液干净,较多的积水在短时内急剧升温,水液沸腾致使漆膜破损。

    2.2.2改进措施

    (1)调整工件上挂的角度,一方面可以设计、改进挂具,另一方面可以充分利用车轮本身的多孔结构,让车轮自身的孔成为工件入槽后的排气孔,这样可以使工件在进槽时不压泡,使工件每个部位都能得到处理。另外,在电泳槽入口处,可以在液面下,增加对入槽后工件的增润喷管,以赶走工件弧顶处的气泡。

    (2)在车轮进入烘道前,增加人工用压缩空气对工件内的积水进行吹干,一方面可以避免积水造成漆膜弊病,另一方面也可以节约烘道保温的能耗。

    2.3　漆膜外观有颗粒、锈渣等异物问题

    漆膜外观存在较多的颗粒、锈渣等异物,在进行喷漆(粉)前,不得不用大量的人力对工件进行打磨、清理,提高了生产成本。

    2.3.1原因分析

    由于本线是前处理、电泳同烘道共用一条输送链,而且酸洗用的是盐酸有较强的挥发性,对输送悬链、挂具等产生了较强的腐蚀。悬链、挂具的锈层脱落,尤其是在烘道内的高温更易造成锈层爆裂,锈层、颗粒就直接影响了漆膜的外观质量。