在汽車工業(yè)中,油漆表面的波紋稱為橘皮。橘皮是油漆最常見毛病之一,也是難以克服的毛病之一。油漆橘皮是評價涂裝表面質量的一個重要指標,橘皮的好壞將顯著的影響人們的視覺效果,絕大多數(shù)汽車廠將油漆橘皮列為Audit檢查的必檢項目之一。
橘皮測量的原理
當光線聚焦在高光澤涂膜表面時,可以看到光亮區(qū)和非光亮區(qū)的反差。當出現(xiàn)0.1mm~10mm大小的波紋結構,就會出現(xiàn)或亮或暗的波紋,這種類似橘子皮表面的波紋俗稱油漆橘皮。以前橘皮的判定都是通過檢驗人員用肉眼觀察進行的,雖然這樣可以判斷橘皮的好壞,但難以定量描述,并帶有一定的主觀性和隨機性;后來改用粗糙度儀來測定,但所測的只是表面的機械輪廓,而我們所見的橘皮是表面波紋的光學輪廓;現(xiàn)在油漆橘皮可以用激光橘皮儀進行測定。
人類眼睛可看到0.1~10mm,為了模擬人眼的分辨率,我們將結構尺寸>0.6mm的測量數(shù)據(jù)歸納為長波,代表了表面較長波幅的變化;將結構尺寸<0.6mm的資料歸納為短波,代表表面較短波幅的變化,有時短波會迭加在長波上。
油漆橘皮,即長短波的影響因素眾多,車身板材,電泳,中涂,色漆及清漆對長波都有影響,其中車身板材,電泳及中涂對短波影響最為明顯,而中涂,色漆及清漆對長波影響最為明顯。
白車身鋼板粗糙度對油漆短波有較大的影響,控制鋼板粗糙度是降低短波的有效措施。鋼板粗糙度的衡量指標很多,汽車廠一般對高度參數(shù)較為重視,以高度參數(shù)Ra作為鋼板粗糙度的衡量指標,有些轎車廠要求板材粗糙度Ra為1.0~1.5μm。電泳流平性優(yōu)良,粗糙度可有效降低油漆的長短波,尤其是短波值。國外某些轎車廠已將電泳粗糙度作為常檢項目之一,并且規(guī)定電泳粗糙度應低于0.4。
為了改善電泳流平性,除使用高平滑性電泳漆外,還應注意以下幾點:
(1)注意槽液的更新周期,以免槽液老化,造成電泳漆膜粗糙。
(2)降低電泳顏基比,同時可適當添加抗縮孔劑,以免顏基比過低而產生縮孔。當然還應注意電泳漆對白車身打磨及劃痕部位的遮蓋力。
(3)為了改善電泳漆的流平性,可適當添加溶劑,如乙二醇丁醚等。
(4)由于槽液雜質離子過多,電導率過高會造成電泳漆膜粗糙,因此排放適量的超濾液對于降低電泳粗糙度有利。
(5)油畫電泳槽液循環(huán),循環(huán)管道的布置,噴嘴型號,噴嘴數(shù)量以及噴射方向等都是值得重視的問題。
(6)應確保電泳輸送鏈運轉正常,在電泳過程中由于停鏈會造成漆膜粗糙。
中涂漆的選擇應視電泳底材的粗糙程度而定。
再面漆方面,可從以下幾方面進行調整,達到降低油漆橘皮的目的:
(1)中涂的顏色應盡可能與面漆顏色一致或相近,這樣可以提高色漆的遮蓋力,降低色漆的膜厚。一般來說可以選擇白色,紅色,深灰及淺灰四種種中涂,不同的色漆配以不同的中涂,使相互之間的顏色盡可能接近。
(2)金屬色漆的噴涂,應在滿足遮蓋力的前提下盡量少噴,一般要求金屬色漆的膜厚為12~18μm。金屬色漆通常采用高速自動靜電旋杯噴涂機及自動空氣噴槍相結合進行噴涂,一般高速自動靜電旋杯噴涂機噴涂的膜厚應為金屬色漆總膜厚的60~70%,自動空氣噴槍噴涂的膜厚為總膜厚的30~40%。
(3)降低色漆的黏度,提高色漆的流平性,可見少油漆橘皮。
(4)目前絕大多數(shù)噴漆室均不是恒溫恒濕,冬季有加熱裝置,但夏季無冷卻裝置,對于南方地區(qū),夏季噴漆室溫度高達35℃以上,相對濕度高達80%以上,在這種條件下進行噴涂,對橘皮有不利影響。需要調整油漆配方,添加高沸點助劑如二乙二醇丁醚,乙二醇丁醚醋酸酯,羥基醋酸酯等,可改善在噴涂過程中由于溶劑揮發(fā)過快而引起的漆膜流平差,橘皮大等弊病。
(5)由于采用濕碰濕工藝,因此金屬色漆漆膜的干燥也非常重要,在噴清漆前,金屬清漆的干燥程度達到85%為最佳,在不干的金屬色漆上罩清漆,會顯著增加油漆長波。
(6)提高清漆的噴涂流量,使清漆膜厚達到最大,提高流平性,可降低油漆橘皮,特別是降低長波的數(shù)量。
現(xiàn)代化的轎車廠,車身外表面的中涂,色漆及清漆均采用高速自動靜電旋杯噴涂機進行噴涂,優(yōu)化高速自動靜電旋杯噴涂機的噴涂參數(shù),對油漆橘皮的改善起著非常重要的作用:
(1)旋杯的轉速是對高速自動靜電旋杯噴涂機(ESTA)霧化粒徑影響最大的因素。轉速過低時涂料霧化不良,會導致漆膜粗糙。轉速越大,涂料的霧化粒徑越小,涂膜平滑性越好,但霧化過細會導致漆霧損失,而且會造成噴杯軸承的過度磨損。對于溶劑型涂料,中涂及色漆ESTA轉速應控制為30000~35000r/min,清漆ESTA轉速為35000~40000r/min。
(2)成形空氣量可控制噴漆扇面,成形空氣量越低,噴漆扇面越大。適當減少成形空氣量,可減低油漆長波,但成形空氣量過低,會造成旋杯的污染。
(3)噴杯與車身的距離一般應控制在250~300mm,如果距離過大,不僅會影響油漆的利用率,而且會對油漆平滑性造成不利的影響。
(4)噴涂流量是影響漆膜厚度的重要因素,采用二套中涂ESTA或二套清漆ESTA,使中涂和清漆的漆膜達到最大,有效降低油漆的橘皮。先進的ESTA側噴機有三個運動軸,頂噴機有五個運動軸,這樣通過編程,可達到很好的仿行效果,使車身各部位的膜厚基本均勻一致。目前國內絕大部分汽車廠的噴漆室只有加溫裝置而無降溫裝置,噴漆室的溫度一般控制在18~36℃,在生產過程中可根據(jù)噴漆室的溫度確定幾套不同的噴涂參數(shù),確保噴涂量始終達到似流非流的狀態(tài)。