張思明，劉驍，黃建，胡嘯，包宇航

（中國重汽集團濟南卡車股份有限公司，山東 濟南 250000）

陰極電泳涂料由于自身的優(yōu)越性，對幾何形狀復雜的工件各個部位都能涂裝均勻，而且內(nèi)腔部位也有較高的涂覆能力，因此在汽車行業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對汽車車身有了更高的防腐要求，特別是對內(nèi)腔凹陷處、縫隙處和被遮蔽處的膜厚均勻程度要求更高。對于駕駛室，要在提高內(nèi)表面膜厚的情況下，適當降低外表面膜厚，從而節(jié)約涂料，降低生產(chǎn)成本。本文介紹了在滿足現(xiàn)場設(shè)備條件下從普通電泳漆切換至一款高泳透力電泳漆的過程，除實現(xiàn)了順利切換以外，還在切換完成后達到駕駛室內(nèi)腔及外表面的膜厚與防腐蝕要求。

1 實驗室模擬階段

1.1 外觀對比

用現(xiàn)有電泳漆和新型高泳透力電泳漆在與現(xiàn)場駕駛室同樣材質(zhì)的樣板上進行電泳，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 2種電泳涂料的粗糙度Table 1 Roughness of two electrophoretic coatings

以上數(shù)據(jù)說明，高泳透力電泳涂料在漆膜粗糙度方面明顯比現(xiàn)用電泳涂料有優(yōu)勢，特別是大大降低了平面的粗糙度。

1.2 泳透力對比

采用福特盒法來測試現(xiàn)用電泳涂料與高泳透力電泳涂料的泳透力，數(shù)據(jù)見表2。

表2 2種電泳涂料的泳透力數(shù)據(jù)Table 2 Throwing power of two electrophoretic coatings

以上數(shù)據(jù)說明，高泳透力電泳涂料能顯著提高內(nèi)腔的膜厚。泳透力的提高使得涂料可以在較低的電壓下達到相應(yīng)的內(nèi)腔膜厚要求，駕駛室內(nèi)外膜厚將變得更加均一，提高整個工件的防腐性能。另一方面，施工電壓一旦降低，就可以降低電泳槽內(nèi)的電流，從而避免槽液升溫對板面產(chǎn)生不良影響。

1.3 機械性能對比

分別測試2種電泳涂膜的機械性能，數(shù)據(jù)見表3?？梢钥闯?，在干膜機械性能方面，2種電泳涂料沒有太大差別，都能夠滿足汽車廠的需求。

表3 機械性能數(shù)據(jù)Table 3 Data of mechanical properties

1.4 抗油污性能對比

采用現(xiàn)場所使用的3種拉延油對2種電泳涂料的抗油污性能進行測試，將各型號拉延油均勻涂抹在2組試板表面，然后用2種電泳漆對試板進行電泳，實驗結(jié)果見表4?？梢钥闯觯哂就噶﹄娪就苛系目褂臀坌阅苊黠@優(yōu)于現(xiàn)用電泳涂料。

表4 抗油污試驗結(jié)果Table 4 Oil stain resistance test results

1.5 耐腐蝕性能對比

在實驗室模擬各個混槽節(jié)點，用與駕駛室相同的基材樣板進行電泳，其耐鹽霧性能的測試結(jié)果見表5。可以看出，各個混槽節(jié)點的耐蝕性都保持得較好，可以保證在混槽階段駕駛室的防腐能力不下降?；觳廴客瓿珊?，高泳透力電泳涂料的耐腐蝕性優(yōu)于現(xiàn)用電泳涂料。

表5 鹽霧檢測數(shù)據(jù)Table 5 Salt spray test data

1.6 模擬混槽實驗數(shù)據(jù)

為了保證現(xiàn)場混槽的順利進行且混槽過程中外觀質(zhì)量不降低，在不同泳涂條件下進行了實驗室模擬混槽實驗，測量特定混槽節(jié)點的膜厚和外觀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)見表6?？梢钥闯觯趯嶒炇夷M混槽過程中，粗糙度從0.229 μm下降至0.219 μm，外觀質(zhì)量得到明顯的改善，而且整個混槽過程平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)縮孔、針孔等涂膜弊病。

表6 實驗室混槽節(jié)點數(shù)據(jù)Table 6 Data at different mixing proportions at laboratory

通過上述大量實驗可以看出，現(xiàn)用電泳涂料完全可以平穩(wěn)地過渡到高泳透力電泳涂料，實現(xiàn)電泳漆施工性能和效果的全面提升。

2 現(xiàn)場工藝開發(fā)及應(yīng)用過程

2.1 切換前的準備工作

2.1.1 設(shè)備方面

(1) 檢測電泳系統(tǒng)中槽液的細菌情況，要求槽液無菌。

(2) 清洗電泳后的水洗槽，并疏通堵塞的噴嘴，保證清洗效果。

(3) 對電泳前純水槽進行一次徹底的清洗及殺菌。

(4) 清理和排查陽極系統(tǒng)，確保循環(huán)流暢，無滲漏，并進行殺菌處理。

2.1.2 原槽液參數(shù)和車身質(zhì)量確認

(1) 確認槽液參數(shù)(包括固體分、pH、電導率、顏基比、溶劑含量等)。

(2) 檢查并記錄車身外觀、膜厚。

(3) 掛板留樣。

2.2 現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置

經(jīng)過前期在實驗室對參數(shù)與膜厚關(guān)系的探索以及后期現(xiàn)場駕駛室膜厚數(shù)據(jù)與槽液參數(shù)的相關(guān)性分析，根據(jù)混槽各個節(jié)點的不同情況將槽液參數(shù)設(shè)置在表7的最佳范圍。

表7 各節(jié)點工藝參數(shù)Table 7 Process parameters at each mixing proportions

2.3 檢測

2.3.1 駕駛室外觀質(zhì)量

從表8可以看出，隨著混槽的進行，電泳涂料的泳透力逐漸增強，內(nèi)腔膜厚增加的同時，外表面膜厚也有適當?shù)慕档停沟脙?nèi)外表面膜厚更加均勻，有效提高了內(nèi)腔的防腐能力，也降低了涂料的損耗，駕駛室表面粗糙度也有了明顯的下降，大大提高了駕駛室的外觀質(zhì)量。

表8 駕駛室外觀質(zhì)量數(shù)據(jù)Table 8 Cab appearance quality data

2.3.2 機械性能檢測

從表9可以看出，混槽過程中，駕駛室漆膜機械性能良好，混槽過程質(zhì)量穩(wěn)定。

表9 駕駛室漆膜性能數(shù)據(jù)Table 9 Properties of coating on cab

2.3.3 鹽霧試驗結(jié)果

在整個混槽過程中，耐腐蝕性能是最受關(guān)注的性能參數(shù)，尤其是駕駛室內(nèi)腔的防腐蝕能力。根據(jù)駕駛室的幾何構(gòu)造特點，選取了具有代表性的位置掛板電泳，對電泳后的板材進行鹽霧試驗，結(jié)果見圖1?？梢钥闯鲭S著混槽的進行，內(nèi)外表面的防腐能力都逐漸提高，尤其是內(nèi)表面的防腐能力迅速提升，完全切換為高泳透力電泳漆后內(nèi)外表面的防腐性能幾乎無差異。

圖1 車身不同位置的鹽霧試驗數(shù)據(jù)Figure 1 Salt spray test results of coatings on different positions of car body

3 試生產(chǎn)階段

試生產(chǎn)過程是對前期過程進行總體評價驗證，并為批量生產(chǎn)作準備。此階段需對整體質(zhì)量狀態(tài)進行總結(jié)分析，尋找各質(zhì)量控制平衡點，確定生產(chǎn)過程控制的方法及方式。在實際當中，將完全切換后的3個月定為試生產(chǎn)階段。

3.1 關(guān)注生產(chǎn)過程的可靠性

通過連續(xù)生產(chǎn)的方式，確定生產(chǎn)過程的可靠性。如連續(xù)生產(chǎn)時槽液參數(shù)、陽極系統(tǒng)的確認。需將槽液的pH、固體分、MEQ值、電導率、顏基比等參數(shù)控制在最佳范圍內(nèi)，對最佳電泳電壓和溫度進行設(shè)定并確定超出極限時報警。連續(xù)電泳生產(chǎn)的過程中若各設(shè)置參數(shù)均滿足生產(chǎn)要求，則驗證合格。

3.2 關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性

此階段需對批量生產(chǎn)的產(chǎn)品的電泳質(zhì)量進行全方位的檢測與總結(jié)。將先前期望標準與產(chǎn)品質(zhì)量進行對比分析，通過同一質(zhì)量參數(shù)折線圖或者方差進行穩(wěn)定性判定。各部位質(zhì)量狀態(tài)的穩(wěn)定性在一定程度上反映出此高泳透力電泳涂料在外觀和防腐性能上均具有優(yōu)越性，適合批量生產(chǎn)。

3.3 關(guān)注單車材料消耗指標

需對批量生產(chǎn)過程中使用的油漆輔料進行統(tǒng)計，一般以單車耗量進行評價。對切換前一年內(nèi)使用原電泳漆的單車耗量以及完全切換并穩(wěn)定運行后3個月的單車耗量進行統(tǒng)計，具體見表10。相較于常規(guī)電泳涂料，高泳透力電泳涂料在提高了駕駛室內(nèi)外表面防腐性能的同時，能夠使電泳涂料的消耗量降低，從而節(jié)約涂裝成本。

表10 電泳涂料單車耗量數(shù)據(jù)Table 10 Consumption per vehicle for electrophoretic paint

4 結(jié)語

本文結(jié)合實際案例，對高泳透力電泳漆現(xiàn)場切換及試運行過程的施工工藝開發(fā)過程進行解析，通過對其過程開發(fā)的詳盡分析和全面試驗，保證了切換過程中駕駛室質(zhì)量的穩(wěn)定性。此開發(fā)過程也進一步證實了高泳透力電泳漆可以在較低的成本下達到較高的防腐要求，適應(yīng)當前的高環(huán)保要求。