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汽车车身阴极电泳涂装工艺控制要点(二)
1. 2 电泳涂装
其工艺条件包括以下四个方面 13 个条件 :
(1) 槽液的组成方面 : 固体分、灰分、MEQ 值和含量 ;
(2)电泳条件方面 : 槽液温度、泳涂电压、泳涂时间;
(3)槽液特性方面 : pH 值、电导率;
(4)电泳特性方面 : 库仑效率、电流值、膜厚和泳透力。
1. 2. 1 固体分
电泳涂料 ( 或槽液 ) 在 110 ℃以下烘干时所留下的不挥发部分称为电泳涂料 ( 或槽液 ) 的固体分 ,阴极电泳涂料添加剂, 它是电泳涂装的主要工艺参数之一。随着生产的进行 , 槽液的固体分不断下降 , 为使电泳涂膜的质量稳定 , 电泳槽液的固体分需严格控制在一定的范围内 , 在阴极电泳槽液中固体分应控制在 19%± 1% 范围内。
1. 2. 2 pH 值、电导率
它们是电泳槽液的两大特性值 , 对电泳特性、槽液的稳定性和涂装效果都有较大的影响 ,阴极电泳涂料固化剂, 因此 ,应将槽液的 pH 值、电导率严格控制在工艺规定的范围内。不同品种的阴极电泳涂料都有特定的 pH值范围 , 以保持槽液和涂装质量的稳定。
阴极电泳槽液系酸性体系 , 需保证适量的酸度以保持槽液的稳定。当 pH 值高于规定值时 , 槽液的稳定性逐渐变差 , 严重时产生不溶性颗粒 , 槽液易分层、沉淀 , 电导率下降, 堵塞阳极隔膜和超滤膜 , 涂膜外观变差 , 尤其水平面有颗粒 , 小的像针尖状 , 大的手摸凸出。随着酸量增加(pH值降低) ,槽液的溶解性增强 , 但对涂膜的再溶性和对设备的腐蚀性增大 , pH 值在 5. 9 以上时 ,上海阴极电泳涂料, 对设备的腐蚀可大为缓和。
不同品种阴极电泳涂料的槽液电导率也有的控制范围 , 基于电导率的微小变化 , 如 ±100μ S/cm 将不会影响涂膜性能 , 故一般控制范围为± 300 μ S/cm 。槽液的电导率过高或过低对涂膜厚度、外观和泳透力有影响 , 随槽液电导率的 ,泳透力也随之 , 膜厚也相应增厚。当槽液电导率偏高时 , 可用去离子水置换超滤液来降低 , 例如对 300 t 槽液用去离子水替代 20 t 超滤液 , 可使槽液电导率下降 100 μS/cm 。
(三) 汽车紧固件阴极电泳涂装工艺
近几年,国外汽车公司(如GM和Ford)的部分紧固件采用阴极电泳涂装进行表面处理,以替代电镀工艺后的钝化处理。众所周知,阴极电泳涂装机械化程度高、环保、漆膜具有优异的耐腐蚀性能,在汽车车身及零部件涂装上已应用数年,是比较成熟的工艺。
随着阴极电泳涂料的更新换代,具有一定耐候性的阴极电泳涂料、边缘耐腐蚀性阴极电泳涂料等也在生产线上得到了实际应用。随着各国环保法规的日趋严格,无铅、无锡阴极电泳涂料及低溶剂含量的阴极电泳涂料在国内外生产线也已普遍应用。
采用阴极电泳涂装工艺的优点如下:
a.有利于环保。镀锌后钝化液含有六价铬,而阴极电泳漆是水性涂料,有利于环保。
b.提高产品的耐腐蚀性和耐湿热性能。传统的电镀锌+钝化工艺,盐雾试验达到144 h左右,达克罗涂覆耐腐蚀性能可以达到500~1 000 h,但成本比较高,且膜层耐潮湿性差(耐湿热240 h)、不耐磨;阴极电泳涂装通过采用不同的工艺方案,耐盐雾性能可达到240~1 000 h以上、耐湿热500 h以上。
c.漆膜磨擦系数适宜,不影响产品装配。
为满足日益严格的环保法规要求,目前欧州汽车涂装中100%的底漆、60%以上的中涂、40%以上的金属底色漆均采用水性涂料,罩光漆采用2K高固体分涂料,水性罩光漆和粉末罩光漆在试用中。现欧州比较成熟的涂装工艺是:无铅阴极电泳→水性中涂→水性底色→高固体分(2K)罩光漆。采用该工艺后VOC排放可降到30 g/m2左右,阴极电泳涂料流平不好,符合欧洲环保法规要求。但采用水性涂料设备投资大、能耗高,同时对施工环境(温度、湿度)要求比较严格,因此国内老涂装线应用水性涂料的难度较大。在汽车涂装材料向环保、节能、低成本方向发展的今天,采用新的中涂、面漆涂装工艺将是主机厂涂装工艺的发展趋势。主机厂可以根据涂装线的现状因地制宜地选择几种不同的涂装工艺。
汽车涂装工艺的特点和侧重点:
汽车涂装工艺根据汽车类型的不同而各有特点和侧重点。
载重汽车的主要涂装件是前部驾驶室,涂装要求;其他部件如车厢、车架等涂装要求比驾驶室低。
客车的涂装与载货汽车的涂装有较大区别。客车车身包括大梁、骨架、车厢内部、车身外表面,其中以车身外表面要求较高。车身外表面不但要求具有良好的保护性和装饰性,而且喷涂面积大、平面多,有两种以上的颜色,有时还有汽车色带。因此,施工周期比载货汽车长,施工要求比载货汽车高,施工过程比载货汽车复杂。
轿车和小型旅行车,不论在表面装饰性或底层保护性都比大型客车和载货汽车的要求高。它的表面涂层属于一级装饰精度,具有美丽的外观,光亮如镜或光滑的表面,无细微的杂质、擦伤、裂纹、起皱、起泡及肉眼可见的缺陷,并应有足够的机械强度。
底面涂层属于优良保护层,应有优良的防锈性和防腐蚀性,很强的附着力;局部或全部刮涂附着力好、机械强度高的腻子,使用数年也不会出现锈蚀或脱落等现象。