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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 , 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 ,阳极电泳漆盐雾不好, 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 , 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 ,阳极电泳漆光泽度不够, 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 , 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 。
我国汽车水性涂料应用现状及发展趋势
作为涂装下游应用行业,阳极电泳漆附着力不好,汽车工业的发展对汽车涂料市场的拉动作用明显。汽车涂料是指涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料,一般指新车的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。汽车涂料是发展较快的涂料品种,用量仅次于建筑涂料,位居第二,它也是性能要求较高的涂料品种,其中尤以汽车涂装要求高。因此,汽车涂装材料往往代表了当代涂料工业发展的高水平。
汽车水性漆涂装工艺普及来临
当今欧美新建的汽车厂大都采用水性漆涂装工艺。据悉,欧洲70%以上的汽车涂装生产线均采用水性涂料施工工艺,美国60%以上的汽车涂装生产线均采用水性涂料施工工艺,日本70%以上均采用水性涂料施工工艺或3c1b工艺来降低涂装voc(挥发性有机物)的排放,并达到相关法律法规要求。而作为全世界汽车保有量排名第二的国家,我国汽车涂料和涂装技术方面与工业发达国家相比仍有较大差距。
由于对物流、设备、施工环境等全价值产业链的管控比较苛刻,水性涂料在国内的应用仍不普遍,据悉,当前我国整车厂商使用水性漆的比例并不高,大约在25%之间,市场推广仍存在阻碍。东风商用车有限公司技术中心工艺研究所科长周全此前在接受媒体采访时表示,阻碍主要来自两点,设备投资大,水性涂料的储存条件要求高,温度需要保持在5~30°C,储存周期为3个月,因此需要中央空调来确保恒定的温湿度。第二,运营成本高,喷房恒定的温湿度对能耗需求非常大。施工窗口要求温度在20°C左右,湿度在60%左右。苛刻的储存、施工环境与高能耗用让国内许多企业感到两难。此外,许多老厂改建成适应水性漆工艺的难度较大,企业颇感压力。
目前,国内一些主流汽车生产厂商已开始将水性漆涂装工艺定为未来汽车涂装发展方向,两轮电动车阳极电泳漆,广州本田增城工厂、广州丰田、江淮汽车轿车工厂、北京现代、上海通用、一汽大众、上海汽车等汽车厂商多条水性涂料涂装线相继投建。
大客车电泳对车身结构及材质的要求
在确保骨架强度的前提下,型钢件需设置足够多的工艺孔。工艺孔按功能可分为流液孔、排气孔、防电磁屏蔽孔,所有工艺孔兼具防电磁屏蔽的功能,而部分防电磁屏蔽孔又承担排气孔的功能;工艺孔的设置合理与否是确保进入腔/盒式结构内的液体能否及时流出,不产生串槽,确保电泳槽液稳定性,同时提高电泳漆泳透力,满足内腔涂膜性能的关键因素。
整车横梁或纵梁工艺孔必须设置于型钢的上下表面,兼流液、排气、防电碰屏蔽等功能于一体,型钢底部如存在装有封板的结构需将部分工艺孔上下打通,以防存液,如轮罩上封板结构;立梁工艺孔为避开被蒙皮或钣金件所覆盖,一般设置于型钢的侧面,但对于并焊相联接的型钢立柱其开口方向需置于组合立柱的外侧或朝向车内,以防被堵塞;斜头立梁由于需考虑受力强度等因素,端部工艺孔需设置于斜梁与平梁成钝角的一侧,由于单体型钢制件在加工过程中不便于识别在整车中的焊接状态,工艺孔的布置与分布需在设计图纸中进行明确标识,防止出现工艺孔漏/错打、及被堵现象。
型钢端部中心位置全部设置为半圆形长槽冲孔,且由于端部应力比较集中,均单面设孔,非贯通式;设置的原则为确保液体能够及时完全流出,且不被蒙皮或其它钣金件所覆盖,并且焊接时应避开工艺孔周边,以防堵塞。
电泳漆微粒必须在具备临界电场强度的条件下,才能真正实现“泳移”上膜,然而客车车身所广泛采用的骨架型钢相当于封闭的金属导体,对电场有一定的静电屏蔽作用,限制了电泳漆对型钢内壁的附着效果。为确保型钢内腔的漆膜性能(泳透力、膜厚),必须设置足够的防电磁屏蔽孔,以增强电泳漆的上膜效果。