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      涂裝技藝:汽車涂裝前處理工藝

      時間:2016-08-25 來源:《現代涂料與涂裝》2015年第5期

        
      2015-06-02?冉明浩/上汽集團

      冉明浩上汽乘用車臨港基地油漆車間前處理電泳工藝工程師,曾榮獲“合理化建議二等獎”,并獲得“臨港之星”榮譽稱號。


      前處理是整車廠油漆車間的第一道工序,良好的前處理工藝既能保障車體優異的防腐性能,又能為后道的油漆提供優質的基底表面。前處理工藝從功能性來看可以分為2個部分,即“清洗金屬車身”和“對金屬車身進行磷化處理”,其中“清洗金屬車身”包括清洗板材表面的沖壓清洗油、防銹油等各類油污,以及殘留在車體內的焊渣焊球、金屬打磨屑等垃圾雜質;而磷化工藝包括磷化之前的表調處理以及磷化之后的鈍化處理。

      1 脫脂

      脫脂就是利用皂化作用和表面活性劑的卷裹機理,去除白車身表面的各類油污,油漆車間的脫脂有2道工序,依次為噴淋脫脂和浸洗脫脂。在噴淋脫脂工序中通過上下左右4個方向的噴淋沖洗,去除白車身外表面的油污。在浸洗脫脂工序中,車輛完全浸沒在脫脂液中,將車身內腔包括鈑金縫隙中的油污溶解去除。脫脂工藝的控制要點如下。

      1)脫脂溫度:脫脂液保持適當的溫度可以促進皂化反應以及油脂的溶解,脫脂溫度(55±5) ℃。

      2)脫脂時間:浸洗脫脂槽為225 m3的長方形槽體,車輛隨著擺桿鏈經過浸洗脫脂槽的時間約為4 min。

      3)脫脂液的化學成分:為了去除板材表面各種不同種類和性質的油污,保證良好的脫脂效果,脫脂液由多種組分混合而成,其中無機成分包括堿、硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和碳酸鹽,有機成分主要為消泡劑、緩蝕劑、絡合劑和表面活性劑。通過檢測脫脂液的總堿參數(8 ~ 10)以及槽液的含油量來監控脫脂液的狀態,定期進行倒槽,保持一定的槽液更新量。

      2 表調

      表面調整劑的主要成分是磷酸鈦,它可以改善金屬表面由于堿液清洗造成的粗化效應,使磷化結晶細致。由于粉末表調系統中沒有過濾缸等液體過濾設備,因此要特別關注表調槽循環管路的通暢,以免發生因槽液循環不良而產生濃度不均的情況,另外,表調工序的噴淋壓力不宜過大,噴淋壓力過大可能將吸附在車體表面的磷酸鈦膠體局部沖散,導致磷化膜發花。

      3 磷化

      磷化膜是金屬底材(金屬)與電泳漆(有機物)之間的一層無機鹽晶體,起到了承上啟下的重要作用,磷化膜的具體作用包括:提高基材的防銹和防腐蝕的能力;提高金屬與涂膜的結合力;提高車身的電絕緣性。磷化膜的形貌是評判磷化膜是否良好的重要標準,良好的磷化膜應是封閉和致密的、均勻和細小的、無掛灰、無二次磷化的。磷化工序的控制要點如下。

      1)磷化溫度:槽液溫度是磷化工藝中至關重要的工藝參數,磷化溫度過低會導致磷化膜偏薄,防腐能力減弱,磷化溫度過高又會導致槽液大量結渣。

      2)磷化除渣:隨著磷化反應的進行,副產物磷化渣不斷產生,若不及時除去,容易導致電泳車表面發毛(細小的磷化渣沉積在車體表面)。此外,槽液中渣含量過高還可能導致循環管路、層流噴嘴以及板式換熱器堵塞。

      3)磷化促進劑:促進劑的作用簡要來說就是氫氣的去極化,防止在工件表面形成阻礙磷化膜生成的氫氣泡,使磷化膜均勻、致密。

      4)磷化液化學參數:磷化液的組成十分復雜,包括近10種陽離子和陰離子,在日常生產過程中,主要通過檢測槽液的總酸、游離酸、促進劑點、渣含量等參數來監控磷化液的狀態,并根據檢測結果進行投料。

      4 鈍化

      鈍化液主要成分是六價鉻酸鹽溶液,一方面它能溶解磷化膜的高峰部位,降低磷化膜孔隙率,使磷化膜表面性能接近。另一方面將水洗帶入的鈣鎂離子除掉,并為后續的電泳漆提供一個微酸性的表面,從而提高漆膜的防腐蝕能力和附著力。

      5 水洗

      水洗的作用包括清洗車身的鐵屑焊渣以及清洗殘留的脫脂液、磷化液和鈍化液,本車間前處理共有6道水洗工序,分別為熱水洗、脫脂后的第一第二水洗、磷化之后的第三第四水洗以及最后的純水洗,其中熱水洗、第一水洗、第三水洗為噴淋槽,第二水洗、第四水洗和純水洗為浸洗槽。

      水洗效果的提高主要從兩方面入手,一是如何將白車身上的垃圾顆粒沖洗下來,二是如何去除槽液中被沖洗下來的垃圾顆粒。對于前者主要是控制噴淋水流的沖擊力,要得到良好的沖洗效果不僅要保證一定的噴淋壓力和水流流量,還要重點關注噴嘴與車身表面的距離,因為噴淋的打擊力會隨著距離的增大迅速衰減。對于如何清除槽液中的垃圾顆粒,可采用的方法有許多,包括使用液體過濾袋、磁性分離器、旋液分離器、紙帶式過濾器等。另外,根據各道水洗的特點也要選用合適的除渣除屑方法,例如對于前處理的第一道水洗工序——熱水洗,槽液中的顆粒含量遠高于其他槽體,若僅僅通過增加液體過濾袋精度和更換頻次的方法,則會大大增加生產成本,因此我們對熱水洗槽體進行了改造,增加了組合式過濾器和沉淀水池,組合式過濾器中的蜂窩狀導流板可以使槽液中的焊渣焊球等顆粒沉降到錐底。另外,組合式過濾器中還安置了20根磁棒用于吸附金屬屑,只需定時排放錐底的廢水和清潔磁棒就能在不消耗液體過濾袋的情況下實現槽液的清潔,沉淀水池利用靜置沉淀的原理使大顆粒沉積在槽底,然后在每周倒槽時對水池進行清潔即可清除沉淀的垃圾,簡單而高效。


      詳情請見《現代涂料與涂裝》2015年第5期

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