汽车涂料
分析汽车零部件电泳涂装前处理常见问题
3.2临时停线及其解决措施
由于输送链故障等突发事件,临时停线时有发生。这对于还留在前处理阶段的部分工件会有严重影响。首先脱脂槽液中含有表面活性剂、助剂和缓蚀剂等组分,有一定的防锈效果,可使浸泡在其中的工件短时间内不被锈蚀。因此,在短时间停线中,完全被脱脂液所覆盖的工件在恢复生产后可继续进行涂装处理,几乎不受停线的影响。如遇到镀锌板或铝板时,因其为两性金属,在碱性环境中也会受到腐蚀,故不宜在碱性脱脂槽液中长时间停留。
处在过渡段的工件,因暴露在空气中的时间较长,加上通道中的高湿环境,会产生锈蚀,于后续工序中难以得到性能优良、均匀的磷化膜。故为了保证涂装质量,停线时处在过渡段中的工件需取出返工。
现采用的胶体钛体系表调剂,其核心成分是胶体磷酸氧钛四钠[Na4TiO(P04)2](简称Ti(VI))。若吸附在金属表面的Ti(VI)(结晶原点)多,覆盖率高,则大量的结晶原点可形成网状结晶核,加上表面吸附有其它磷酸盐,故可以短期防锈。因此短时间停线,对于表调槽中的工件没有大的影响,恢复生产后可继续进行后处理。
磷化槽里的工件若反应时间较长,则会在已形成的磷化膜表层上形成一层松散的浮膜。浮膜与漆膜之间的附着力差,而漆膜附着力大小是影响涂装效果的重要因素之一[4]。因此,需对浮膜进行处理。如工艺流程中没有钝化工艺,工件就需重新退膜返工;如在磷化后有钝化工艺,则工件可继续后续工艺处理。
由于环保方面的压力,目前大部分钝化工艺都已采用无铬环保型钝化。新型钝化剂主要采用含锆的化合物与去离子水配制使用。该类钝化与含铬钝化原理相似,都有去除浮膜及磷化膜封闭的作用。因此生产工艺中如有无铬钝化工序,就可清除由停线而生成的磷化浮膜。
为除磷化浮膜,选pH为4.2~4.8的无铬钝化液,处理时时间(40±20)S。因该工艺环境为酸性,在去除磷化浮膜之后,如果滞留时间过长也会腐蚀底层磷化膜。图3为不同钝化时间时磷化膜的表面形貌。实验材料使用神龙汽车公司冷轧板,实验流程为:脱脂一水洗一表调一磷化一水洗—钝化一水洗一晾千。
 
由于输送链故障等突发事件,临时停线时有发生。这对于还留在前处理阶段的部分工件会有严重影响。首先脱脂槽液中含有表面活性剂、助剂和缓蚀剂等组分,有一定的防锈效果,可使浸泡在其中的工件短时间内不被锈蚀。因此,在短时间停线中,完全被脱脂液所覆盖的工件在恢复生产后可继续进行涂装处理,几乎不受停线的影响。如遇到镀锌板或铝板时,因其为两性金属,在碱性环境中也会受到腐蚀,故不宜在碱性脱脂槽液中长时间停留。
处在过渡段的工件,因暴露在空气中的时间较长,加上通道中的高湿环境,会产生锈蚀,于后续工序中难以得到性能优良、均匀的磷化膜。故为了保证涂装质量,停线时处在过渡段中的工件需取出返工。
现采用的胶体钛体系表调剂,其核心成分是胶体磷酸氧钛四钠[Na4TiO(P04)2](简称Ti(VI))。若吸附在金属表面的Ti(VI)(结晶原点)多,覆盖率高,则大量的结晶原点可形成网状结晶核,加上表面吸附有其它磷酸盐,故可以短期防锈。因此短时间停线,对于表调槽中的工件没有大的影响,恢复生产后可继续进行后处理。
磷化槽里的工件若反应时间较长,则会在已形成的磷化膜表层上形成一层松散的浮膜。浮膜与漆膜之间的附着力差,而漆膜附着力大小是影响涂装效果的重要因素之一[4]。因此,需对浮膜进行处理。如工艺流程中没有钝化工艺,工件就需重新退膜返工;如在磷化后有钝化工艺,则工件可继续后续工艺处理。
由于环保方面的压力,目前大部分钝化工艺都已采用无铬环保型钝化。新型钝化剂主要采用含锆的化合物与去离子水配制使用。该类钝化与含铬钝化原理相似,都有去除浮膜及磷化膜封闭的作用。因此生产工艺中如有无铬钝化工序,就可清除由停线而生成的磷化浮膜。
为除磷化浮膜,选pH为4.2~4.8的无铬钝化液,处理时时间(40±20)S。因该工艺环境为酸性,在去除磷化浮膜之后,如果滞留时间过长也会腐蚀底层磷化膜。图3为不同钝化时间时磷化膜的表面形貌。实验材料使用神龙汽车公司冷轧板,实验流程为:脱脂一水洗一表调一磷化一水洗—钝化一水洗一晾千。

图3 不同钝化时I司时磷化腰的表面形貌
由图3可看出,钝化处理时间对磷化膜的微观形貌有极大影响。钝化处理10S后的试板,磷化膜晶粒均匀,结合紧密;钝化处理60S后的试板,晶粒均匀,结合紧密,但膜层厚度降低;钝化处理120S后的试板,磷化膜晶粒分布不均匀,厚度严重降低。
由此可见,钝化处理近60S时,在保证磷化膜原有的防锈性能的基础上,有效地溶解了磷化膜表层的浮膜,提高了磷化膜与电泳漆的附着力,从而提升涂装产品的质量。而另一方面,如果钝化时间过长就会出现磷化膜厚度严重降低,防锈性能降低。综上所述,如果停线时间超过lmin,停留在钝化槽中的工件质量会降低,不能继续使用,需退膜返工处理。另因汽车零部件外形的多样化,对有积水部位的工件,若在钝化后过渡段停留超过60S,也应一并进行退膜返工。
3.3槽液串槽及其解决方法
汽车零部件形状复杂,夹缝及焊缝多,在前处理过程中工件带液量大,而且喷淋处理方式的广泛应用也会造成串槽问题。串槽出现的直接表现为槽液液位升高异常,严重时会对磷化质量造成影响。因表调剂大多为弱碱性,而磷化槽液为酸性,大量的表调槽液串槽,会导致磷化槽中游离酸浓度降低、磷化沉渣增多,严重时会出现磷化结晶。
解决串槽的方法主要有以下几种:(1)在生产线的设计初期,设计足够距离的过渡段,减少工件带液量;(2)过渡段中添加塑料挂帘,降低槽液的带出;(3)喷淋段第一排及最后一排的喷头角度向槽内调整5~100,减少喷淋对其它工位的串槽;(4)个别工位(如磷化后水洗部分)设置吹水处理,以减少工件积水处的带液量。
4结语
综上所述,涂装线上设备出现问题时,磷化前处理的质量会受到很大影响。当出现通道抽风不良导致磷化槽温度异常升高并超过限定值时,为确保质量须暂停生产,待取样实验证明无磷化结晶现象时,方可继续生产,对受影响的工件需进行退膜返工处理。而出现临时停线超过60S时,过渡段及钝化槽中的工件也需取出进行返工处理。当串槽现象出现时,可对线上的个别部位进行改进。当表调槽液串槽严重时,还需补加磷化液以确保正常的工艺参数。
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