趙長(zhǎng)冠

（北京航天發(fā)射技術(shù)研究所，北京 100076）

1 問題背景

圖1 駕駛室漆面脫落區(qū)

漆面是汽車外觀質(zhì)量的保證，良好的漆面質(zhì)量不僅能保護(hù)、裝飾汽車，還能使汽車具有特殊功能，如隱身偽裝，防火導(dǎo)電等。某車型在樣車試制階段發(fā)現(xiàn)駕駛室左側(cè)門下部存在漆面脫落現(xiàn)象，如圖1所示，通過表征觀察可見，脫粘區(qū)域表面呈金屬色，脫粘區(qū)域邊緣與金屬基體之間存在明顯的間隙，且漆面脫落面積較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步判斷可能為漆面與底層表面的附著力較差導(dǎo)致的。

2 原因分析

2.1 形貌觀察法

通過顯微鏡對(duì)試塊剖面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)涂層依顏色不同包括五層，由內(nèi)向外依次為電泳涂層（30μm）、原子灰層（1.12mm）、中涂層 1（77μm）、中涂層2（76μm）、面漆層（51μm），如圖2所示，結(jié)果表明各涂層膜厚滿足技術(shù)要求，且分界清晰，結(jié)合緊密。通過對(duì)脫落涂層試塊內(nèi)表面進(jìn)行進(jìn)一步放大觀察，如圖3所示，結(jié)果表明涂層內(nèi)表面較平整，整個(gè)內(nèi)表面未見斷裂形貌特征。由此確定駕駛室漆面涂層脫粘位置位于電泳涂層與金屬表面的結(jié)合界面處，脫落是因電泳后的漆膜與金屬基體未形成有效附著就進(jìn)入后續(xù)涂裝造成的，即漆面脫落處漆膜附著力不足。

圖2 脫落涂層試塊剖面宏觀形貌

圖3 涂層試塊內(nèi)表面微觀形貌

2.2 FTA分析法

駕駛室車體電泳工藝流程為：脫脂—水洗—表調(diào)—磷化—水洗—電泳涂漆—清洗—烘干。通過對(duì)電泳工藝流程的每個(gè)步驟進(jìn)行排查分析，運(yùn)用FTA分析法，以漆面脫落處電泳涂層與金屬表面附著力不足為頂事件，列故障樹如下：

2.2.1 X1：脫脂水洗不凈

圖4 電泳涂層紅外譜圖

圖5 試塊內(nèi)表面紅外譜圖

對(duì)電泳涂層、試塊內(nèi)表面分別取樣進(jìn)行紅外光譜分析，分析結(jié)果為電泳涂層主成分為酯類改性環(huán)氧樹脂，如圖4所示。試塊內(nèi)表面材料主成分為長(zhǎng)鏈脂肪酸鹽，可能為表面活性劑類物質(zhì)，如圖5所示。由此判斷，不能排除脫脂水洗不凈因素。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，脫脂不凈主要與脫脂劑、溫度、脫脂時(shí)間及機(jī)械作用4個(gè)因素有關(guān)。經(jīng)對(duì)這4個(gè)因素逐一進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)，脫脂工藝中要求溫度保持在60°，根據(jù)檢測(cè)記錄表顯示該駕駛室在脫脂過程中曾出現(xiàn)過脫脂槽液溫度過高（大于70°），溫度過高，將會(huì)使槽液中表面活性劑析出，依附于車體表面造成污染，后續(xù)水洗不凈，在電泳漆固化后將造成污染處的附著力不足，據(jù)此斷定此為影響因素之一。

2.2.2 X2：未形成磷化膜

磷化過程中，若未形成磷化膜或磷化膜與金屬基體結(jié)合不良，將會(huì)影響電泳漆膜附著力。對(duì)試塊內(nèi)表面進(jìn)行掃描電鏡能譜分析，內(nèi)表面主要含有 C、O、Si、Ca、Ti、Al、Fe及Zn、P元素，能譜圖見圖6。結(jié)果分析表明：該區(qū)域存在含P元素的物質(zhì)，前處理過程中已形成磷化膜，表明此因素不是導(dǎo)致漆面脫落的原因。

圖6 試塊內(nèi)表面能譜圖

2.2.3 X3：烘干溫度和時(shí)間不夠

烘干工藝要求烘烤溫度為 160℃-180℃，烘烤時(shí)間為40-60min。經(jīng)排查并查看當(dāng)時(shí)烘烤記錄發(fā)現(xiàn)，每次烘烤溫度（160℃-180℃）和時(shí)間（40-60min）均嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行。可以排除此項(xiàng)。

2.2.4 X4：電泳漆自身質(zhì)量問題

對(duì)電泳漆進(jìn)行第三方檢測(cè)，報(bào)告結(jié)果顯示電泳漆質(zhì)量合格，可排除此項(xiàng)。

綜上，通過對(duì)以上原因逐一分析、驗(yàn)證，最終確定漆面脫落的根本原因是由于電泳過程中脫脂不凈造成的。

3 解決措施

該車型駕駛室車體脫脂工藝采用的中溫脫脂，溫度應(yīng)控制在60°，游離堿：20-35pt，脫脂液加熱是在槽體內(nèi)兩側(cè)排布蛇形管，管內(nèi)通蒸汽或熱水，此種加熱方式優(yōu)點(diǎn)為熱傳遞效率高，缺點(diǎn)是槽液參數(shù)變化較快，故需時(shí)刻監(jiān)控槽液參數(shù)變化。而目前涂裝工藝要求每天測(cè)試一次槽液濃度，頻次過低，不利于掌握脫脂槽液參數(shù)變化，難以保證理想的脫脂效果。

為保證脫脂效果，對(duì)脫脂檢測(cè)環(huán)節(jié)改進(jìn)如下：根據(jù)檢測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)添加脫脂劑或換槽以提高游離堿度，定期點(diǎn)檢加熱管定時(shí)監(jiān)控溫度，每次檢查間隔時(shí)間不大于2小時(shí)。

4 結(jié)束語

造成駕駛室漆面脫落的因素較多，經(jīng)過對(duì)潛在因素進(jìn)行逐個(gè)分析排查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該問題的根本原因是脫脂水洗不凈造成的。駕駛室電泳是環(huán)環(huán)相扣的一個(gè)過程，無論哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題都會(huì)對(duì)最終的電泳漆膜造成一定的負(fù)面影響，所以對(duì)電泳生產(chǎn)線的維護(hù)、管理及各工序工藝參數(shù)的嚴(yán)格控制是至關(guān)重要的。只有做好嚴(yán)格的過程控制才能得到表面質(zhì)量良好、耐腐蝕性優(yōu)異的電泳漆膜，這也是獲得整個(gè)涂層優(yōu)良質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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