車架采用水洗拋丸后的熱軋鋼板經(jīng)沖壓、鉚接/焊接而成，車架在使用過程中條件較為惡劣，要求產(chǎn)品涂裝后具有較高的防腐蝕性能并具有短期流轉(zhuǎn)防護的耐候性能。

行業(yè)內(nèi)典型的車架涂裝工藝為“前處理+底面合一陰極電泳”涂裝工藝或噴涂粉末涂料工藝，涂層的耐腐蝕性及耐候性滿足技術要求，且符合安全環(huán)保要求。底面合一陰極電泳涂裝因其安全、環(huán)保、涂料利用率高、自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，在車架、車廂及其他零部件涂裝中已被絕大部分汽車生產(chǎn)廠家采用。

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2.1 問題調(diào)查

該涂裝生產(chǎn)線為車架涂裝線，主要生產(chǎn)產(chǎn)品為重卡車架，生產(chǎn)節(jié)拍為20JPH，前處理電泳為步進式，采用自行小車輸送方式，一掛2~3個車架。涂裝車間前處理電泳工段工藝流程：熱水洗→脫脂→水洗→表面調(diào)整→磷化→水洗→純水洗→陰極電泳→UF水洗→純水洗→電泳烘干→下線。

一掛2~3個車架，同一掛生產(chǎn)的車架，進行電泳漆膜外觀檢測，部分電泳后車架表面存在明顯的粗糙不平整問題，車架加強板部位問題更突出，電泳漆膜表面粗糙異常沒有明顯的規(guī)律。

2.2 原因分析

引起電泳漆膜外觀粗糙異?，F(xiàn)象的影響因素有很多，最常見的原因有底材表面質(zhì)量差、磷化膜不均勻、粗糙、電泳槽液顏基比過高、電泳施工電壓偏高、槽液溶劑含量異常、槽液pH過高等。通過對前處理脫脂槽液、表調(diào)槽液、磷化槽液、電泳槽液等工藝參數(shù)進行檢測確認，發(fā)現(xiàn)除電泳槽液pH異常升高外，其余參數(shù)均在工藝要求范圍內(nèi)。對涂裝過程進行排查，排除了電泳涂料、極間距、循環(huán)泵轉(zhuǎn)速、磷化渣、水洗槽、電泳槽液污染等原因?qū)е碌碾娪酒崮ね庥^粗糙。

2.2.1 底材表面質(zhì)量差

重卡車架采用水洗拋丸板，按Q/JQ16427《BMD板材電泳涂裝技術要求》，BMD 板材外觀不應有影響電泳涂裝后的外觀質(zhì)量缺陷，不應有影響漆膜附著力的氧化膜，表面粗糙度 Ra（0.8mm測長）要求均值3.0μm，最大值<3.5μm，涂油量5g/㎡?，F(xiàn)場對BMD板材進行外觀檢測，其中粗糙度Ra檢測數(shù)據(jù)見表1。

重卡車架BMD板材粗糙度均符合標準要求，未發(fā)生異常波動，板材表面無氧化皮等外觀質(zhì)量缺陷，涂油量≤5g/㎡，滿足標準要求，故底材表面質(zhì)量不是電泳涂膜粗糙的主要原因。

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2.2.2 磷化膜結(jié)晶差

磷化膜的功能是提高涂覆在其上的電泳漆膜的附著力和耐蝕性，磷化膜結(jié)晶要求均勻致密，尺寸<8μm，進一步分析磷化是否對電泳漆膜表面粗糙產(chǎn)生不良影響。采用車架縱梁沖孔邊角料在車架現(xiàn)場隨線制備了磷化膜，對磷化膜進行掃描電鏡SEM分析。掃描電鏡圖片如圖1所示，發(fā)現(xiàn)磷化膜為粒狀，結(jié)晶均勻致密，結(jié)晶尺寸2~3μm，成膜質(zhì)量合格，均符合標準要求，未發(fā)生異常波動，故磷化膜質(zhì)量不是車架電泳漆膜粗糙的主要原因。

2.2.3 顏基比失調(diào)

電泳涂裝的顏基比指電泳漆、槽液或漆膜中的顏料與基料(樹脂)之比，電泳槽液和新配的電泳原漆槽液顏基比應是相同的，但在電泳過程中，顏料和樹脂不定按照原配比沉積到被涂物上，因而產(chǎn)生槽液、漆膜和原漆三者的顏基比不相同的現(xiàn)象，電泳槽液顏基比失調(diào)易產(chǎn)生縮孔粗糙、失光等漆膜弊病，影響漆膜性能，因此需要定期檢測槽液顏基比，按檢測結(jié)果添加乳液或色漿調(diào)整槽液的顏基比。電泳槽液顏基比技術要求在0.14~0.20范圍內(nèi)，按照Q/JQ11219.4《涂料灰分、顏基比測定方法》進行檢測，顏基比雖在工藝要求范圍內(nèi)，但是在明顯升高，通過調(diào)整顏基比范圍，使其降低至0.165左右，發(fā)現(xiàn)車架外觀糙合格率由7.5%提升至43.75%（見表2），故顏基比失調(diào)為電泳漆膜外觀的主要影響因素。

2.2.4 溶劑含量低

電泳槽液中的溶劑對電泳漆樹脂起助溶作用，助溶的過程分為滲透、溶脹、溶解3個過程，助溶作用的大小主要由助溶劑和電泳涂料樹脂的結(jié)構(gòu)和極性等因素決定。溶劑可以提高電泳槽液的穩(wěn)定性，溶劑的添加能夠促進電泳漆膜的流平性能，從而可提高電泳漆膜的外觀品質(zhì)。溶劑還可以調(diào)節(jié)電泳涂膜厚度，不同類型的電泳漆有其適應的助溶劑，且助溶劑的組成、配比都需要在一定的范圍內(nèi)，只有這樣才能保證電泳漆膜有持久穩(wěn)定外觀質(zhì)量。車架現(xiàn)場電泳槽液溶劑含量要求在0.5%~1.5%范圍內(nèi)，按照Q/JQ11219.10《電泳涂料溶劑含量測定方法》進行檢測，結(jié)果見表3。

結(jié)果顯示電泳槽液溶劑含量偏低，提高溶劑含量可以一定程度降低外觀不良的發(fā)生率，故溶劑含量低為影響因素。

現(xiàn)場電泳槽液溶劑含量雖在工藝要求范圍內(nèi)，但是整體偏低，提高溶劑含量可以明顯降低電泳漆膜外觀缺陷的發(fā)生率。2021年3月第4周一次性補加600kg溶劑，提高溶劑含量0.3%，漆膜外觀問題明顯改善，車架漆膜合格率由40%提升至68%。

2.2.5 細菌含量超標

通過對現(xiàn)場電泳槽液工藝參數(shù)進行檢測，發(fā)現(xiàn)電泳槽液pH異常升高，對電泳槽液、UF液細菌含量檢測，細菌含量<10³ CFU/mL表示槽液正常未長菌。菌含量檢測結(jié)果顯示，細菌含量超過10⁶CFU/mL。槽液細菊含量超標，細菌孳生，細菌分解污染槽液，導致電泳槽液 pH異常升高，通過添加中和劑控制pH，中和劑使用量增高，電泳槽液電導率上升，電解過程電極反應劇烈，電沉積異常上膜，漆膜破損，導致電泳漆膜外觀變粗糙，結(jié)果見表4。

電泳槽液長菌是電泳漆膜粗糙的主要原因。

排放超濾液，電泳槽液電導率下降至1100μS/cm，電泳漆膜外觀合格率由70.5%提升至 92.0%。

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