客車涂裝前處理的工藝流程及控制要素
2020-06-05 09:28:06 來(lái)源：本站 點(diǎn)擊：932 作者：管理員
涂裝是汽車耐腐蝕和裝飾的*經(jīng)濟(jì)而有效的方法，而涂裝前的表面處理（又稱前處理）的好壞又是直接影響涂層使用壽命和裝飾效果的重要環(huán)節(jié)。1、涂裝前處理的目的是去除底材表面的油污、銹蝕等異物，提供適合于涂裝的清潔表面，能顯著提高涂膜附著力和耐腐蝕能力。涂裝前處理質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到涂裝質(zhì)量的優(yōu)劣，進(jìn)而關(guān)系到客車壽命的長(zhǎng)短和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的大小，甚至關(guān)系到客車的銷售價(jià)格。因此如何控制好前處理質(zhì)量是穩(wěn)定和提升客車涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵之所在。只有合理設(shè)計(jì)前處理工藝流程，深入了解前處理各工序的相關(guān)控制要素，進(jìn)行合理的控制與維護(hù)，才能保證前處理的質(zhì)量。筆者根據(jù)多年來(lái)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合客車生產(chǎn)的具體情況，簡(jiǎn)要介紹一下涂裝前處理的一般工藝流程及控制要素，以供業(yè)內(nèi)人士作參考。
2、涂裝前處理工藝流程涂裝前處理的工藝流程很多，可根據(jù)具體情況，如廠房條件即空間位置大小、工件材質(zhì)（冷軋板、熱軋板、鍍鋅板、鋁合金、玻璃鋼等）、工件表面狀況（銹蝕、防銹油、雜物）、生產(chǎn)批量、質(zhì)量要求等選擇。不同的生產(chǎn)廠家采用的流程不盡相同。但客車生產(chǎn)的整體流程及質(zhì)量要求基本相同，前處理流程一般有以下兩種：
2.1、制件前處理客車制件主要包括總裝部分自制件、底盤部分自制件，不進(jìn)行整車前處理的廠家，還包括車身骨架及蒙皮件。制件材質(zhì)主要為冷軋板、熱軋板。為避免腔式結(jié)構(gòu)存液，需提前打流液孔。典型的工藝流程：預(yù)脫脂→脫脂→水洗I→酸洗→水洗II→中和→水洗III→表調(diào)→磷化→水洗IV→鈍化.廠家可根據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：比如可去掉預(yù)脫脂，延長(zhǎng)脫脂時(shí)間；酸洗后兩道水洗，水及時(shí)更換，或脫脂后水洗和酸洗后水洗共用一槽；磷化后不進(jìn)行鈍化處理，短時(shí)間內(nèi)涂底漆；不單獨(dú)進(jìn)行表調(diào)，磷化和表調(diào)共用一槽。作為制件前處理，酸洗除銹是必不可少的。但在前處理過(guò)程中，*好將銹蝕件和非銹蝕件分開，銹蝕件進(jìn)行酸洗，非銹蝕件*好不要進(jìn)行酸洗。
2.2、整車前處理整車前處理是將整個(gè)車身浸入槽液中進(jìn)行表面處理.目前已有不少?gòu)S家采用。工序間轉(zhuǎn)移有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種。我廠的整車前處理線相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)是比較先進(jìn)的。采用PLC程序自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)工序間自動(dòng)轉(zhuǎn)移。由于整車體積大，存在腔式結(jié)構(gòu)，一般不采用酸洗去銹，流程相對(duì)于制件前處理來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但由于車身上材質(zhì)多樣，對(duì)前處理劑的要求較高。一般流程為：脫脂→水洗→表調(diào)→磷化→水洗
3、涂裝前處理的工藝控制要素
3.1、脫脂脫脂機(jī)理是通過(guò)脫脂劑對(duì)各類油脂的皂化、加溶、潤(rùn)濕、分散、乳化等作用，從而使油脂從工件表面脫離，變成可溶性的物質(zhì)或被乳化、分散而均勻穩(wěn)定地存在于槽液內(nèi)。脫脂質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要是以脫脂后工件表面不能有目視油脂、乳濁液等污物，水洗后表面應(yīng)被水完全潤(rùn)濕為標(biāo)準(zhǔn)。脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于游離堿度、脫脂液的溫度、處理時(shí)間、機(jī)械作用和脫脂液含油量等因素。
（1）游離堿度脫脂劑濃度適當(dāng)才能保證*佳效果。一般只需要檢測(cè)脫脂液的游離堿度，F(xiàn)AL過(guò)低，除油效果相對(duì)較差；FAL過(guò)高，不僅造成材料費(fèi)，也給后道水洗增加負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重者還會(huì)污染后序的表調(diào)和磷化。
（2）脫脂液的溫度任何一種脫脂液都有*佳的脫脂溫度，溫度低于工藝要求，不能充分發(fā)揮脫脂作用；溫度過(guò)高，不僅增加耗能，還能帶來(lái)一些負(fù)作用。如脫脂劑蒸發(fā)過(guò)快、工件脫離槽液時(shí)因表面干燥速度較快，而易造成工件返銹、堿斑、氧化等弊病，影響后道工序的磷化質(zhì)量。自動(dòng)溫控也需要定期進(jìn)行校核。
（3）處理時(shí)間脫脂液必須和工件上的油污充分接觸，有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間，才能保證有良好的脫脂效果。但脫脂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)增加工伯表面的鈍性，影響磷休膜的生成
（4）機(jī)械作用的影響脫脂過(guò)程中,輔以機(jī)械作用，采用泵循環(huán)或工件移動(dòng)的方式，可以加強(qiáng)除油效果,縮短浸漬清洗的時(shí)間；噴淋脫脂的速度比浸漬脫脂速度快10倍以上。
（5）脫脂液含油量隨著槽液的循環(huán)使用，油污含量在槽液內(nèi)會(huì)不斷增加，當(dāng)達(dá)到一定比例時(shí)，脫脂劑的脫脂效果及清洗效率會(huì)明顯下降，即使通過(guò)添加藥劑維持槽液高濃度，被處理工件表面的清潔度仍不會(huì)有所提升。已老化變質(zhì)的脫脂液，必須全槽更換?？蛙嚿a(chǎn)一般根據(jù)槽液的使用時(shí)間及處理工作量適時(shí)進(jìn)行換槽。
3.2、酸洗客車制造用鋼材在軋壓成型或貯藏運(yùn)輸過(guò)程中，表面會(huì)產(chǎn)生銹蝕。由于銹蝕層結(jié)構(gòu)疏松，與基材附著不牢，并且氧化物與金屬鐵可組成原電池，可進(jìn)一步促使金屬腐蝕，使涂層很快被破壞，因此涂裝前必須將其除凈?？蛙囈话愠Ｓ玫氖撬嵯闯P，酸洗除銹不會(huì)使金屬工件變形，每個(gè)角落的銹蝕都能清除干凈，除銹速度快，成本相對(duì)較低。酸洗質(zhì)量主要是以酸洗后的工件不應(yīng)有目視可見氧化物、銹及過(guò)蝕現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)，影響除銹效果的因素主要有；
（1）游離酸度（FA測(cè)定酸洗槽的游離酸度FA，是驗(yàn)證酸洗槽除銹效果高低的*直接有效的評(píng)價(jià)方法。游離酸度低，除銹效果差。游離酸度過(guò)高時(shí)，工作環(huán)境中的酸霧含量較大，不利于勞動(dòng)保護(hù)；金屬表面易產(chǎn)生“過(guò)蝕”現(xiàn)象；而且殘酸的清洗比較困難，易導(dǎo)致后續(xù)槽液的污染。 （2）溫度、時(shí)間大多數(shù)酸洗是在常溫下進(jìn)行的，當(dāng)使用加熱酸洗時(shí)，一般控制在40℃～70℃之間，雖然溫度對(duì)酸洗能力的提高影響較大，但溫度過(guò)高會(huì)加劇對(duì)工件、設(shè)備的腐蝕，對(duì)工作環(huán)境的影響也非常不利；并且在完全除去銹跡的前提下，酸洗時(shí)間應(yīng)盡可能短，以減少金屬的腐蝕和氫脆的影響。因此處理過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制槽液的溫度和工件的處理時(shí)間。
（3）污染老化酸液在除銹過(guò)程中，會(huì)不斷帶入油污或其它雜質(zhì)，其中的懸浮雜質(zhì)可通過(guò)刮撈的方式進(jìn)行去除；當(dāng)可溶性的鐵離子超過(guò)一定含量時(shí)，槽液的除銹效果不但會(huì)大大降低，而且過(guò)量的鐵離子隨工件表面的殘液混入磷化槽內(nèi)，加速磷化槽液的污染老化，嚴(yán)重影響工件的磷化質(zhì)量，一般酸液的鐵離子含量應(yīng)控制在不超過(guò)6%-10m/m為宜。超過(guò)控制指標(biāo)時(shí)必須更換槽液。
3.3、表調(diào)表面調(diào)整劑可以消除工件表面因堿液除油或酸洗除銹所造成的表面狀態(tài)的不均勻性，使金屬表面形成大量的極細(xì)的結(jié)晶中心，從而加快磷化反應(yīng)的速度，有利于磷化膜的形成 ：
（1）水質(zhì)的影響槽液所用水質(zhì)中如所含水銹嚴(yán)重、鈣鎂離子含量較大，會(huì)影響表調(diào)液的穩(wěn)定性，槽液配制時(shí)可預(yù)先添加軟水劑以消除水質(zhì)對(duì)表調(diào)液的影響。
（2）使用時(shí)間一般表調(diào)劑采用的是膠體鈦鹽，其存在膠體活性，當(dāng)使用時(shí)間較長(zhǎng)或所含雜質(zhì)離子較多時(shí)膠體活性會(huì)喪失，此時(shí)膠體的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，槽液沉淀分層，呈絮狀,此時(shí)必須更換槽液。
3.4、磷化磷化是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，所形成的磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜?？蛙囃垦b常用的是低溫鋅系磷化液.磷化的主要目的是給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。磷化是整個(gè)前處理工藝*為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜且影響因素較多，因此磷化槽液相對(duì)于其它槽液的生產(chǎn)過(guò)程控制要復(fù)雜得多：
(1)酸比(總酸度與游離酸度的比值提高酸比可加快磷化反應(yīng)速度，使磷化膜薄而細(xì)致，但酸比過(guò)高會(huì)使膜層過(guò)薄，易引起磷化工件掛灰；酸比過(guò)低，磷化反應(yīng)速度緩慢，磷化晶體粗大多孔，耐蝕性低，磷化工件易生黃銹。一般來(lái)說(shuō)磷化藥液體系或配方不同其酸比大小要求也不同。 (2)溫度槽液溫度適當(dāng)提高，成膜速度加快，但溫度過(guò)高，會(huì)影響酸比的變化，進(jìn)而影響槽液的穩(wěn)定性，同時(shí)膜層晶核粗大，槽液出渣量增大。
(3)沉渣量隨著磷化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，槽液內(nèi)的沉渣量會(huì)逐漸增多，過(guò)量的沉渣會(huì)影響工件表面的界面反應(yīng)，導(dǎo)致磷化膜發(fā)花、掛灰嚴(yán)重，甚至不成膜，因此槽液必須根據(jù)處理的工件量和使用時(shí)間適時(shí)進(jìn)行倒槽，進(jìn)行清渣除淤。
(4)亞硝酸根可加快磷化反應(yīng)速度，提高磷化膜的致密性和耐腐蝕性，含量過(guò)高時(shí)使膜層易出現(xiàn)白點(diǎn)或發(fā)彩現(xiàn)象；過(guò)低，成膜速度緩慢，磷化膜易生黃銹。
(5)硫酸根酸洗液濃度過(guò)高或水洗控制不好都易導(dǎo)致磷化槽液內(nèi)硫酸根離子增高，過(guò)高的硫酸根離子會(huì)減慢磷化反應(yīng)速度，使磷化膜晶粒粗大多孔，掛灰嚴(yán)重，磷化膜的耐蝕性降低。
(6)亞鐵離子Fe磷化溶液中含亞鐵離子量過(guò)高時(shí)，會(huì)使常溫磷化膜防腐能力下降；會(huì)使中溫磷化膜晶粒粗大，表面浮白灰，防腐能力下降；會(huì)使高溫磷化液沉渣量增大，溶液變混濁，同時(shí)游離酸度升高。
3.5、鈍化（封閉鈍化的目的是封閉磷化膜孔隙，提高磷化膜耐蝕性，特別是提高漆膜的整體附著力和耐腐蝕性。目前一般采用含鉻處理和無(wú)鉻處理兩種方式，然而有一些用堿性無(wú)機(jī)鹽型鈍化（大部分含磷酸鹽，碳酸鹽，亞硝酸鹽，磷酸鹽等），這些物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p害漆膜的長(zhǎng)期附著力和耐蝕性。3.6、水洗水洗的目的是清除工件表面從上一道槽液所帶出的殘液，水洗質(zhì)量的好壞可直接影響工件的磷化質(zhì)量和整個(gè)槽液的穩(wěn)定性。水洗槽液一般控制以下內(nèi)容：
(1)淤泥殘?jiān)坎荒苓^(guò)高。含量過(guò)高易出現(xiàn)工件表面掛灰。
(2)槽液表面應(yīng)無(wú)懸浮雜質(zhì)。一般水洗方式采用溢流水洗，以保證槽液表面無(wú)懸浮油污或其它雜質(zhì)。
(3)槽液PH值應(yīng)接近于中性。PH值過(guò)高或過(guò)低都容易引起槽液串槽，從而影響后續(xù)槽液的穩(wěn)定性。結(jié)束語(yǔ)為適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，國(guó)產(chǎn)大中型客車廠家的涂裝前處理工藝近幾年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，涂裝的整體水平和質(zhì)量得到大幅度提高，整車防腐水平也同步提升。只有從涂裝前處理工藝的設(shè)計(jì)和管理入手，不斷的完善和細(xì)化死角處理，才能從根本上保證整車的使用壽命
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