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            如何提升電泳車身銳邊部位防腐性能?
            2023年03月29日    閱讀量:     新聞來源:涂料在線 coatingol.com  |  投稿

            引言


            目前通過各個汽車論壇以及市場反饋來看,不管是國際汽車品牌還是國內的自主品牌,均存在各式各樣的車身銹蝕問題,尤其在“3.15”曝光的車企批量銹蝕事件,引起了各大汽車品牌對于車身防腐性能的關注,市場不會再像以前出現那種供不應求的現象,已經成為客戶選擇市場,想要在紅海的汽車市場站穩腳跟需要不斷地提升汽車的質量,而車身的防腐顯得尤為重要,本文重點針對涂裝行業的難題一一電泳車身的銳邊、瀝液孔等部位的防腐性能提升進行闡述。

            如何提升電泳車身銳邊部位防腐性能? 涂料在線,coatingol.com


            1 車輛銹蝕問題以及常用防銹蝕措施


            銹蝕問題歷來都是引起客戶強烈不滿的問題之一,也是市場索賠款項的主要來源之一,車身銹蝕不但會引起顧客對外觀上的極度不適感,而且會大大降低車身鈑金的強度,給顧客行車安全帶來極大的安全隱患。通過對市場的數據收集,一個市場保有量為 100萬輛的車型,其銹蝕索賠金額至少在 1 500 萬元以上,同時對于市場的隱性損失更是慘重涂料在線coatingol.com。


            常用防銹蝕措施:1)車身整體防腐能力提升:電泳漆型號升級切換;磷化液型號升級切換;冷軋板切換鍍鋅板;變更電泳槽體工藝參數等。2)車身單品部位防腐能力提升。銹蝕部位涂膠密封;變更銹蝕部位鈑金結構:銹蝕部位開孔提升電泳漆膜厚度;銹蝕部位冷軋板切換鍍鋅板;銹蝕部位增加注蠟等。


            2 市場防腐要求


            一般車企對于車身防腐的要求是 5 年無銹蝕,10年無銹穿,部分有能力的企業要求的是6年無銹蝕,10年無銹穿。受各車輛使用環境(沿海地區、常年積雪地區等惡劣環境) 的不同,目前沒有一個車企的車輛100%能夠達到此要求。


            3 車身銹蝕介紹及常用分析方法


            銹蝕的定義為物質表面因發生化學或電化學反應而受到破壞形成蝕坑的現象,從銹蝕程度上可以分為表層蝕坑類型和銹穿蝕坑類型。


            銹蝕故障分析方法:返車身/件→銹蝕部位拆解→銹蝕程度測量→膜厚測量(切片測量)→切片鏡像→質點光譜;同時需要結合市場銹蝕的地域分布進行分析,沿海城市銹蝕故障率要顯著高于其他地區,東北霧霾城市銹蝕次之,因此銹蝕故障率大致呈現出“冰雪(大量融雪劑)>沿海(鹽堿、潮濕)>霧霾(S元素)>其他”的地域分布現象。


            4 車身銳邊部位防腐性能提升研究


            一般來說鍍鋅板的電泳車身會有兩層可以測量的膜厚,一個是鍍鋅層膜厚(一般在 7 um 左右),另一個就是電泳涂層,下面對這兩層物質進行分析闡述。


            4.1 金屬覆蓋膜厚


            鍍鋅板本身會自帶7 um 左右的 Zn 層來保護鋼板,但是在沖壓過程會將原料卷 C 面(圖 1)上的耐腐蝕金屬膜沖掉形成新的銳邊孔型面的C 面,新生成的C 面沒有耐腐蝕金屬 Zn 膜,無任何防腐能力,具體見圖1所示。

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            4.2 電泳漆覆蓋膜厚


            電流和膜厚的關系見圖 2 所示,電流越大反應越劇烈,成膜厚度越大,而電流大小 I=nqSv(n:單位體積內的自由電荷數;q:電子電量;S:導體橫截面積;v:自由電子定向移動的速率),由公式可以看出,電流的大小與導體橫截面積成正比,C 面面積最小,故電流最小。所以結論為銳邊沖壓孔成型面的電泳膜厚度低是由于電流低造成,也就是涂裝行業所說的銳邊效應。


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            通過以上分析可知,銳邊部位既沒有金屬覆蓋膜,電泳膜厚又微乎其微,其防腐能力大大降低,同時基材發生吸氧腐蝕生成氧化物,防腐覆蓋層被加速破壞。因為沖壓造型工藝無法避免,所以金屬覆蓋膜為“0”也無法避免,只能針對銳邊電泳成膜進行提升


            4.3 電泳漆性能評價


            通過上面得知電流受橫截面積影響,我們是無法改變的,也就是電流、上漆的速度無法改變,但是可以換一種方式去提高C面的電泳時間,從而達到我們的要求。電泳上漆的順序一般為外板→內板→銳變/內腔等部位,鋼板的各面定義見圖 3 所示,假設陽極管在 A面的上面,則對應的上漆順序就是 A 面→B 面→C 面,所以如果想要提升 C 面的上漆效果,則必須讓 A 面和B 面盡快地達到平衡點不再上漆,把更多的上漆時間和自由電荷留給 C 面。

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            1)試驗模型下的參數中心點選擇 5 次試驗,此模型的試驗結果穩定,具體見圖 4 所示。

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            2)電泳漆組分決定了濕膜電阻范圍及極限成膜厚度的動態平衡位置,通過試驗驗證不同型號的電泳漆的平衡點,平衡點越低越好,只有盡快讓 B 面到達平衡,才有更多的電流和時間到達 C 面,C 面的膜厚才就越大,A面、B 面、C 面膜厚越接近我們想要的理想狀態。


            3)通過對比不同類型電泳漆的平衡點,再綜合考慮A面和B 面的厚度是否偏高和 C 面的膜厚是否偏低來確定適合的電泳漆。


            5 電泳參數的擇優選擇


            確認完電泳漆后還需要確認此電泳漆的最優施工參數,可通過 DOE 變量搜索法來研究最優施工參數。


            1)確定因子:確定因子的作用是決定試驗用的每一個變量是否是正確的變量、處于正確的水平。


            因子需包含:施工電壓、槽液電導率、槽液溫度、槽液固體分、槽液灰分等,實施兩組試驗,第一組采用全部處于最佳水平的因子 (因子設計中心或目標值),第二組采用全部處于臨界水平的因子 (設計雙邊水平);試驗共進行 3 次,按照隨機的方法進行試驗。


            2)重要與非重要因子分離:因子分離的目的是將重要變量從非重要變量中分離出來,消除非重要變量及其相關的交互影響,實施一對試驗。利用最重要因子A的臨界水平,以及所有余下因子的最佳水平進行試驗,然后進行鏡像試驗,利用因子A的最佳水平,以及所有余下的因子的臨界水平進行試驗,計算高限與低限的判斷極限。


            3)求交運算:求交運算的目的是驗證重要變量是重要的,非重要變量是非重要的,形式可參照圖 5。


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            主效應 A=(6-4)/2=1;主效應 C=(7-3)/2=2;AC交互影響=(5-5)/2=0,沒有交互。


            4)析因分析:析因分析的目的是對重要變量及其有關的交互影響的大小和期望水平進行量化。通過變量搜索 DOE 試驗可得出以下 2個結論:電泳過程 X特性應控制在什么水平、電泳過程 Y 特性并不重要,對它們的公差范圍可以放寬。


            5)參數優化:因為涂裝不論是過程特性還是產品特性均存在不同程度的交互作用,而解決因子間交互作用最好的工具就是 DOE 里面的響應曲面,采用響應曲面方法的目的就是確定兩個或兩個以上交互變量的最佳組合水平,以得到最優解,再通過響應優化器得到最佳工藝范圍。


            6)效果評價:如何評價改進前后的效果,可以通過MINITAB 軟件中的雙樣本t檢驗對改進前后的試驗結果進行對比,如果得出來的 P值≥0.05,則證明改進前后差異顯著,改進有效;如果得出來的 P值<0.05,則說明改進前后差異不大,基本沒有效果。


            6 混槽過程中一般問題的解決


            如果涉及到電泳漆型號/廠家的切換,則會涉及到電泳槽體的混槽工藝,一般電泳槽槽液價值都在百萬元以上,所以混槽過程尤為重要,混槽過程經常出現各類質量問題,常見問題及解決措施見表 1。


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            7 結語

            電泳車身銳邊部位的防腐一直是涂裝行業的一個難題,只有不斷改進和優化電泳漆的本身的材料,改進電泳平衡點,讓更多的電流和更多的電泳時間為銳邊部位上膜服務,這樣才能保證銳邊防腐能力大幅度提升,同時不同型號的電泳漆在混槽和正常生產時工藝參數都有不同的要求,需要提前試驗、提前預防來保證換槽的成功。


            標簽:工業涂料,今日頭條,涂料百科,涂裝應用,技術中心,防腐涂料,汽車漆
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