高防腐阴极电泳漆在车架涂装中的应用研究

高防腐阴极电泳漆在车架涂装中的应用研究宋华（一汽技术中心．吉林长春130011)摘要：根据商用车车架的材质及结构特点，通过选择不同的前处理工艺，对4种阴极电泳漆的性能进行了对比试验．为公司新上车架涂装线选出了高防腐的阴极电泳漆，并成功应用于车架涂装线。关键词：车架；阴极电泳涂装：防腐蚀车架是商用车关键的部件总成之一，它位于车下部，极易受路面沙石冲击和各种使用环境介质的侵蚀。车架又是整车的主要骨架，如果由于防腐处理不好，导致性能下降或结构损坏，后果将不堪设想。所以确保车架高质量涂装，尤其高防腐蚀性（特别是锐边、尖角、焊缝部位）极其重要。国外先进的车架涂装工艺为：a．零件预涂装总成喷面漆工艺：零件预涂装采用阴极电泳或粉末喷涂．b．总成涂装工艺，阴极电泳或粉末喷涂，根据需要决定是否喷面漆。国内车架涂装工艺普遍采用总成涂装、电泳或浸漆，近两年新上车架涂装线采用阴极电泳涂装，以前采用阳极电泳涂装。我公司有两条车架涂装线，分别采用阴极电泳和阳极电泳涂装，一直不同程度地存在锐边，尖角、焊缝或缝隙涂漆不完全、早期诱蚀、漆膜短时间内失光、粉化等质量问题，阳极电泳更为严重。为此，决定淘汰阳极电泳，新建一条车架总成阴极电泳涂装线。为确保新线投产后的涂装质量，在试验室对阴极电泳涂料性能及前处理工艺进行了试验，选择出1种适合车架涂装用的高防腐阴极电泳涂料，并在新车架涂装线上成功应用。1试验方案1.1概述针对商用车车架的材质及结构特点，选择了3种前处理工艺和4种（l号、2号、3号、4号）阴极电泳涂料进行了对比试验。样板模拟了焊缝、冲孔、铆接、焊渣、边缘毛刺和加工倒角等情况。最终通过盐雾试验来考核样板平面部分划叉部位漆膜扩蚀情况；焊缝、铆接部位淌黄锈情况；冲孔及边缘部位边角产生诱点的多少。1.2试验样板的结构试验样板的材料为车架用热轧钢板，有焊缝、冲孔、铆接部位、焊渣部位，边缘有自然状态即毛刺和加工倒角。如图1所示。图1特制的试验样板1.3涂装工艺选择以下3种涂装工艺进行试验。a．喷丸处理→脱脂→表调→磷化→烘干→阴极电泳涂装→烘干。b．酸洗处理→脱脂→表调→磷化→供干→阴极电泳涂装→烘于。c．喷丸处理→脱脂→表调→特殊酸处理→磷化→烘干→阴极电泳涂装→烘干。1.4涂装用材料及施工工艺参数1.4.1前处理材料使用的前处理材料及其施工工艺参数如表l所示。表1前处理材料及施工工艺参数材料类别浓度处现温度/℃处理时间/min喷丸材料钢丸湿喷砂酸洗材料15％一20％硫酸60－703－5脱脂剂2%60－703表调剂0.2%0－251磷化液35－403特殊酸处理材料含氟离子酸性溶液室温30－60s1.4.2阴极电泳涂料分别选用l号、2号、3号、4号黑阴极电泳涂料，施工参数列于表2中。表2阴极电泳涂料施工参数阴极电泳涂料1号2号3号4号施工电压/V220200200200电泳时间/min2222槽液温度/℃28282828漆膜厚度/μm252726-2826-28烘干规范（℃×min)163×23170×20170×20170×202试验结果及讨论2.1针对1.3节中工艺a，采用不同的阴极电泳涂料样板的耐腐蚀试验结果盐雾试验时间为l008h，腐蚀结果见a和b。a.平面、焊缝、冲孔、铆接部位的腐蚀结果见图2。图2平面，焊缝，冲孔．铆接部位腐蚀结果图5酸洗除锈工艺耐腐蚀结果b．锐边部位腐蚀结果见图3，图4。图3锐边部位〔有自然毛刺〕腐蚀结果图4锐边部位〔倒角〕腐蚀结果试验结果表明，4种阴极电泳漆平面部分的耐腐蚀结果差别不大，但采用l号阴极电泳漆样板的锐边、冲孔、焊缝和铆接等部位具有良好的防腐效果，有倒角的比自然毛刺的耐腐蚀明显改善。2.2针对1.3节中工艺b，采用不同阴极电泳涂料样板的耐腐蚀试验结果盐雾试验时间为1008h，见图5。试验结果表明，样板的平面、冲孔和焊渣部位采用喷丸除氧化皮（锈）要比采用酸洗除氧化皮（锈）对涂膜防腐蚀性能提高更为有利，效果也较明显。2.3针对1.3节中工艺c，在钢板磷化前增加特殊酸处理液处理工艺的耐腐蚀试验结果盐雾试验料840h，见图6和图7。图6没经过特殊酸处理的阴极电泳漆样板图7经过特殊酸处理的阴极电泳漆样板试验结果表明，钢板磷化前增加特殊酸处理液处理工艺，明显改善了焊渣部位涂膜的防腐效果。2.44种阴极电泳涂料其他性能对比见表3.表34种阴极电泳涂料其他性能对比结果阴极电泳涂料1号2号3号4号四枚盒泳透力0.420.390.370.35锐边防腐性/级1223耐盐雾/h100810081008840循环交变/个循环60404030耐候性（氙灯老化）200,失光率28%200,失光率30.5%200,失光率38%200,失光率58%杯突/mm5555表面粗糙度Ra/μm0.430.400.420.39从以上试验结果看出，l号电泳涂料除了表面粗糙度性能稍差外，其他性能都明显优于另外几种电泳涂料。根据试验室试验结果，1号阴极电泳涂料与其它几种阴极电泳涂料相比，突出优点是：优良的边角耐腐蚀性、良好的耐候性、泳透力高，可以作为商用车车架用涂料。4结论及生产应用效果根据以上试验及应用效果，可以得出如下结论。a．车架总成的最佳涂装工艺为：喷丸处理→脱脂→表调→磷化→烘干→阴极电泳涂装→供干，总成根据需要可涂面漆。b．采用专用高防腐的阴极电泳漆可解决锐边早期腐蚀和粉化问题，采用特种漆前处理工艺可改善焊缝涂装质量。c.1号阴极电泳涂料已于2004年7月21日在新车架涂装线投入使用，投产近一年，质量比较稳定。达到车架涂层标谁要求。如图8所示。图8新车架涂装车间参考文献：[1]吴涛．国内外车架涂装工艺的研究[C].2003年汽车涂装技术交流会论文集