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當前汽車、農(nóng)用車、家電、輕工產(chǎn)品的種類與生產(chǎn)廠家繁多,各生產(chǎn)廠在車身、零部件的制造工藝過程中,為提高涂裝質(zhì)量、降低成本,大多采用了陰極電泳漆作為涂裝與防腐處理的底層涂料,可以說電泳涂裝因其涂料利用率高、易于連續(xù)作業(yè)、自動化程度高等優(yōu)點已被各行業(yè)廣泛采用。電泳涂裝可以對工件的內(nèi)腔、夾縫等部位進行涂裝,可以大大提高這些區(qū)域的防腐性能。在車輪涂裝工藝上,也是按中高檔涂裝要求施工,其主要工藝為脫脂、磷化、電泳、面漆(噴粉)/罩光漆等。但車輪主要是由鋼板成型焊接組合,屬典型帶有夾縫的工件,而板材又主要是熱軋板,帶有較多的氧化皮,或存在較多的銹蝕等,需要對車輪進行除氧化皮、除銹處理。在連續(xù)式生產(chǎn)線上,常采用酸洗處理工藝。
車輪有夾縫,又需要酸洗,現(xiàn)就這類涂裝線上,經(jīng)常出現(xiàn)的問題給予分析,并提出改進措施,以提高涂裝質(zhì)量,減少涂裝弊病。
1 車輪涂裝工藝
國內(nèi)某大型車輪生產(chǎn)線上,車輪的涂裝工藝為:上件、預脫脂(噴淋)、脫脂、水洗、水洗、酸洗(鹽酸)、水洗、水洗、水洗、中和、水洗、表調(diào)、磷化、水洗、水洗、水洗、純水洗、純水洗、陰極電泳、0次UF水洗、UF1水洗、UF2水洗、純水洗、純水洗、烘烤、下件(轉(zhuǎn)掛面涂線)。
全線采用連續(xù)式流水線生產(chǎn),浸槽為船形槽,前處理、電泳、烘道成循環(huán)輸送系統(tǒng),即共用一條輸送鏈。
2 涂裝中常見問題
2.1 車輪夾縫的起泡返銹問題
在生產(chǎn)線上,常有車輪夾縫、焊縫等處磷化膜出現(xiàn)返銹,磷化膜不完整現(xiàn)象。電泳后車輪夾縫里出現(xiàn)漆膜起泡或者有類似漆渣狀的物質(zhì)存在。另外,電泳后的車輪長時間放在室外后,有時會從車輪夾縫處流出黃色銹水。在生產(chǎn)中,車輪夾縫越小,越易出現(xiàn)此類問題。
2.1.1原因分析
(1)除油不徹底
從工藝上看,預脫脂、脫脂兩道工序,有噴淋和浸漬,對一般工件是完全可以除去工件上油污的,但從實際效果看,卻存在夾縫等處除油不凈現(xiàn)象。這與脫脂劑性能不良有關(guān),如果脫脂劑除了含有幾種常規(guī)堿性成分外,還是以0P-10乳化劑(清洗性較差)和十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑,那么這類脫脂劑品種簡單、組合效應(yīng)不強,缺少高效強滲透劑,所以難以除盡夾縫內(nèi)油污,也就直接影響磷化效果。
(2)殘留酸根離子的影響
車輪在酸洗時,由于C1-、SO2-4等根離子半徑很小,極容易滲到車輪夾縫內(nèi)部,在后道水洗時也較難以清洗干凈,這些酸根離子就成為腐蝕的隱患。堿中和時夾縫內(nèi)的鐵鹽殘余物就會發(fā)生酸堿中和,迅速生成難溶的Fe(OH)2及Fe(OH)3,這些絮狀沉淀物把鐵鹽封閉在夾縫內(nèi),加速夾縫腐蝕,同時還會干擾磷化反應(yīng)進行,使磷化膜不完整。最終導致磷化膜多孔、易銹的現(xiàn)象產(chǎn)生。
夾縫內(nèi)殘存的酸根離子還導致工件與陰極電泳漆液界面處,局部電導率升高,造成局部電解反應(yīng)加劇并產(chǎn)生大量氣體,影響漆膜的附著,使?jié)衿崮て鹋�、脫落。甚�?夾縫處由于電極反應(yīng)過于劇烈,導致漆膜擊穿,漆液凝聚形成類似漆渣狀的物質(zhì)。
(3)磷化方面
車輪夾縫里若pH偏高,工件、溶液界面發(fā)生酸堿中和反應(yīng),一方面阻礙甚至停止磷化初始反應(yīng),不易或不能形成磷化膜；另一方面由于金屬表面H+的消耗,導致磷酸根各級離解平衡向右移動,磷酸鹽沉淀的過飽和度太大,不利于磷化反應(yīng)進行,導致磷化膜粗大,無結(jié)合力,也會造成磷化液穩(wěn)定性變差。夾縫里若pH值偏低,引起金屬腐蝕的加速、加劇,產(chǎn)生大量的鐵離子,導致磷化渣較多,磷化質(zhì)量變差。
磷化膜與陰極電泳配套性差。原來生產(chǎn)線上磷化選擇是普鋅磷化膜,耐堿腐蝕性差,溶解量大(陰極電泳涂裝時工件與漆液的界面pH短時內(nèi)可上升到12～13),加之夾縫內(nèi)磷化膜結(jié)合力差,溶解量就更大,溶解脫落的金屬離子存在于漆膜與陰極界面之間,進一步加劇了電解反應(yīng),更易引起漆膜起泡甚至擊穿。
2.1.2改進措施
(1)提高脫脂效果
提高脫脂效果,可以從以下幾個方面來考慮:(a)工藝方面,可以在最前面增加一道熱水噴淋清洗工序,可有效去除工件表面90%以上的機械雜質(zhì),減輕脫脂工序的負荷。另外,這對于車輪夾縫夾帶殘酸問題也會有一定程度的改善；(b)選擇優(yōu)化脫脂劑品種。根據(jù)脫脂劑各組分的不同作用,適當調(diào)整配比,并適當減少偏硅酸鈉含量(它的清洗性差,遇酸形成難以洗掉的硅膠,危害極大)。充分發(fā)揮表面活性劑的組合效應(yīng),增添JFC滲透劑(滲透性好)、TX—15乳化劑(親水性強),可最大限度地除盡夾縫內(nèi)油污；(c)加強對脫脂槽液的管理。脫脂液有效濃度以游離堿度來控制,但不能單憑游離堿來判斷脫脂液的效果,因為盡管堿度不降低,但表面活性劑的有效濃度也會損失或失效,所以有時會出現(xiàn)堿度正常而除油效果不好的現(xiàn)象。因此除需要每天補加脫脂劑外,還需定期換槽。換槽時將二次脫脂液繼續(xù)作為預脫脂液用,重新配二次脫脂液,這樣既提高脫脂液的利用率,又能使脫脂液始終保持最佳狀態(tài)。同時生產(chǎn)中,嚴格按工藝要求對脫脂溫度、時間等參數(shù)進行控制。
(2)加強對工件脫脂后的水洗
加強脫脂后的水洗,經(jīng)常更新水洗用水,防止水洗槽內(nèi)的污物對工件造成二次污染,同時也要防止工件在工序間出現(xiàn)返銹現(xiàn)象。
(3)酸洗液的選擇
常用的酸洗液有鹽酸、磷酸、硫酸等。經(jīng)過現(xiàn)場實驗驗證,采用硫酸除銹時,漆膜起泡率高；鹽酸除銹起泡輕微；磷酸除銹最有利。當然,還應(yīng)從成本及適應(yīng)自動化生產(chǎn)線節(jié)奏上來綜合考慮選用何種酸洗液,但考慮夾縫問題,建議不選擇硫酸。
(4)控制中和工序的中和劑濃度
在保證能完全中和車輪表面、夾縫等處殘留酸液的前提下,盡可能地降低中和劑的濃度,防止堿液殘留在車輪夾縫內(nèi)。
(5)提高表調(diào)效果
工件的表調(diào)效果也要重視,應(yīng)選擇一種優(yōu)異的表調(diào)劑,可對提高磷化的質(zhì)量起到良好的輔助作用。
(6)磷化劑的選擇與控制
提高磷化的質(zhì)量,提高其防銹性能,控制各項參數(shù),防止磷化膜發(fā)花、粗糙、掛灰等問題。尤其是工件在磷化前出現(xiàn)返銹情況時,更應(yīng)注意對磷化液游離酸度、酸比、溫度等參數(shù)的控制。改善磷化與陰極電泳的配套性。
選擇低鋅的鋅、鎳、錳三元系的,且與陰極電泳配套性良好的磷化液品種,可以提高磷化質(zhì)量及電泳后涂層的整體性能。
(7)加強對夾縫、焊縫等處的人工清洗及清潔
為減少工件夾縫、焊縫等處的化學液的殘留,工件在進入電泳槽前,可以安排人工用高壓干凈純水對夾縫、焊縫等處進行清洗。同時,建議人工用壓縮空氣對工件夾縫、焊縫、兜液部位進行吹水,一方面可以減少工件帶液對電泳槽液的污染,另一方面也可以減少工件夾縫、焊縫等處涂裝弊病的產(chǎn)生。
2.2 車輪內(nèi)局部漆膜不完整問題
車輪輪轂內(nèi)側(cè)弧頂處和弧形最低處漆膜不完整,有的出現(xiàn)漆膜露底現(xiàn)象。
2.2.1原因分析
(1)車輪弧頂處漆膜不完整,主要原因是工件在入槽時弧頂處存在氣泡,致使漆液無法電泳上工件。
(2)車輪內(nèi)側(cè)底部漆膜不完整,主要原因是底部兜液,在進入電泳烘道前沒有瀝液干凈,較多的積水在短時內(nèi)急劇升溫,水液沸騰致使漆膜破損。
2.2.2改進措施
(1)調(diào)整工件上掛的角度,一方面可以設(shè)計、改進掛具,另一方面可以充分利用車輪本身的多孔結(jié)構(gòu),讓車輪自身的孔成為工件入槽后的排氣孔,這樣可以使工件在進槽時不壓泡,使工件每個部位都能得到處理。另外,在電泳槽入口處,可以在液面下,增加對入槽后工件的增潤噴管,以趕走工件弧頂處的氣泡。
(2)在車輪進入烘道前,增加人工用壓縮空氣對工件內(nèi)的積水進行吹干,一方面可以避免積水造成漆膜弊病,另一方面也可以節(jié)約烘道保溫的能耗。
2.3 漆膜外觀有顆粒、銹渣等異物問題
漆膜外觀存在較多的顆粒、銹渣等異物,在進行噴漆(粉)前,不得不用大量的人力對工件進行打磨、清理,提高了生產(chǎn)成本。
2.3.1原因分析
由于本線是前處理、電泳同烘道共用一條輸送鏈,而且酸洗用的是鹽酸有較強的揮發(fā)性,對輸送懸鏈、掛具等產(chǎn)生了較強的腐蝕。懸鏈、掛具的銹層脫落,尤其是在烘道內(nèi)的高溫更易造成銹層爆裂,銹層、顆粒就直接影響了漆膜的外觀質(zhì)量。 |
