1、汽 车 涂 装,目录：第 章 汽车涂装概述 第 章 汽车整车涂装技术 第 章 汽车修补涂装技术 第 章 汽车涂装质量检验 第 章 汽车涂装安全管理与环境保护,. 掌握汽车涂装的定义、功能。. 掌握涂装三要素的重要意义。. 掌握汽车涂装的特点和分类。. 了解我国整车涂装及修补涂装的发展历史。. 了解涂装技术的新工艺、新方向。,第一章 汽车涂装概述,学习目标,. 汽车涂装的作用 . . 汽车涂装的定义涂料是一种有机高分子胶体混合物的溶液或粉末，涂布在物体表面，能干燥固化形成一层薄膜，均匀地覆盖和良好地附着在物体表面，不论其中是否含有颜料，都叫涂料。 涂料旧称油漆，由于过去的涂料几乎离不开植物油，故
2、称为油漆。 随着科学的发展，各种有机合成树脂原料广泛被利用，油漆产品发生了根本变化，准确的名称应为有机涂料，简称涂料。涂装是指将涂料涂覆于物体表面(基底表面)，经干燥成膜的工艺。 已固化的涂料膜称为涂膜或涂层。 涂层一般是由两层以上的涂膜所组成的复合层。. . 汽车涂装的功能 汽车涂装主要有以下几方面的功能。 . 保护作用总体上讲，制造汽车用的是钢材，假设不给汽车进行涂装，汽车的寿命就大打折扣。 涂装施工，一方面使涂料在被涂物表面形成牢固的、连续的涂层，从而隔绝空气中的水分、酸、碱、盐、微生物及其他腐蚀性介质和紫外线等对产品裸露基体的破坏，或者通过涂层的隔绝作用减少或避免直接的机械碰撞、日晒雨
3、淋等损伤，以减缓底材的损坏速度，延长使用寿命。 另一方面，某些工序(如磷化)与金属底材进行化学反应，使金属表面钝化，加强了涂层的防腐蚀能力。,. 装饰作用现代汽车作为日常的交通运输工具，也是一种令人心悦的艺术品。 从漆膜漂亮的外观和光泽，体现华丽的、柔和的、多彩多样追赶潮流的气息。 . 色彩标识作用汽车车身的颜色不同体现不同的用途，如部队用的军车、工程车、消防车等都有自己特别的色彩。 . 特殊作用某些涂装借助具有特殊组成的专用涂料形成的涂层，具有特殊的功能，如隔声、绝热、防火、防滑、防辐照、绝缘和伪装等功能。汽车底盘的塑料装甲具有良好的防止沙石的撞击、泥水酸碱的腐蚀作用和隔声效果。. . 汽车
4、涂装的分类和特点 . 汽车涂装的分类 工业涂装是指涂装工艺已形成工业化流水作业生产的流程，涂装过程的机械化和自动化程度较高，涂膜干燥一般采用烘干方式。() 按照涂装对象分类 按照涂装对象分类，汽车涂装大体上可分为新车涂装和修补涂装两类。汽车制造涂装包括车身外部、车厢内部、车身骨架、底盘部件、发动机部件和电气设备部件的涂装等内容。,) 车身外部涂装。 车身外部涂装是汽车制造涂装的重点，用以达到高装饰性和抗腐蚀性的涂装目的。) 车身内部涂装。 车身内部涂装一般指客车车厢内部表面和载货车、特种车的驾驶室内部表面的涂装，对载货车、特种车货厢的涂装另有要求。) 车身骨架的涂装。 涂装车间对车身骨架涂装时
5、，面漆较多采用粉末喷涂技术。) 底盘部件的涂装。 汽车底盘部件位于汽车的下部，不但要求涂层具有良好的耐水性、耐油性、抗冲击性和耐久性，还要求具有很强的附着力。) 发动机部件的涂装。 发动机的工作条件较为恶劣，工作温度较高且经常接触水、油等，因此要求它的漆膜应耐热、耐水和耐油。) 电气设备部件的涂装。 其主要要求是防水、防腐蚀和绝缘，对于蓄电池附件的构件则要求耐酸。相对而言，汽车修补涂装则针对在用的汽车，是为了恢复汽车原有的涂层技术标准和达到无痕修补目的，根据需要修补部位和面积的大小，汽车修补涂装可以分为重新喷涂(简称“重涂”或“全车喷涂”)、局部修补(根据修补面积又可分为“点修补”和“面修补”
6、)和零部件修补涂装等。() 按涂层层数分类 汽车涂装一般属于多层涂装，按涂层() 的层数及烘干()次数不同，又可分为单层( 简称为)、双层()、三层()等涂装体系。为克服单层涂装易产生涂膜不完整的缺陷，优质耐腐蚀、耐酸或耐汽油涂层的涂装一般都采用双层涂装体系。,. 汽车涂装的特点汽车涂装是为了使汽车具有优良的耐蚀性和高装饰性外观，以延长其使用寿命，并提高其价值。 汽车涂装具有下列特点。() 汽车属于高级保护性涂装 汽车属户外用品，因而要求汽车涂层适应寒冷地区、 湿热带、工业地区和沿海等各种气候条件，在国际市场上，具有竞争能力的汽车应适应世界各地的使用条件，涂层必须具备极优良的耐蚀性、耐候性和耐
7、沥青、酸、碱、油污、鸟粪等物质的侵蚀作用。() 汽车涂装(以车身涂装为主)属于中、高级装饰性涂装 涂层的装饰性一般根据汽车类型、汽车外形设计和时代流行的色彩来选择。 涂层的外观优劣直接影响涂层的装饰性。涂膜的桔皮、颗粒是影响汽车外观的主要因素。 一般要求汽车外表涂层平整光滑，镜物清晰，不应有颗粒。除特殊用途的汽车(如军用汽车)外，一般都希望汽车涂层具有极好的光泽和鲜映性。() 汽车涂装是最典型的工业涂装 汽车涂装流水线的生产节奏一般从几十秒到几分钟不等，为此，必须选用快速高效的涂装前预处理方法、涂装方法、干燥方法、传送方法和工艺设备，以满足生产需要。() 汽车涂装件产品一般为多涂层涂装 汽车车
8、身涂层一般都是由三层以上的涂层组成的，如轿车车身的涂层就是由底涂层(主要是防锈底漆层)、中间涂层(提高上下涂膜的结合能力。提供韧性和抗冲击能力)和面涂层(提供多彩的颜色)组成的，涂层的总膜厚一般控制在 左右。,. . 汽车涂装的三要素汽车涂装有三大基本要素，即涂装材料、涂装工艺、涂装管理。 涂装材料(这里主要指涂料)是保证涂层质量的首要条件，但不是绝对的决定条件。 优质的涂料、先进的涂装工艺是获得优质涂层的基本条件，是涂装实现优质、高效、经济的保证，但涂层的最终质量要靠管理来实现。() 涂装材料 涂装材料的质量和作业配套性是获得优质涂层的基本保障。汽车修补涂料和汽车制造涂料是不同的，因此在选用
9、涂料时需根据实际情况选择不同类型的涂料产品。() 涂装工艺 涂装工艺主要反映在涂装技术、涂装设备、涂装环境和从业人员等方面。 涂装技术的合理性和先进性，涂装设备的先进性和可靠性，涂装环境条件好坏和工作人员的技能、素质高低等都会对涂装结果产生直接的影响。随着人工成本和环保要求提高，汽车制造厂家都倾向提高涂装线的机械化和自动化水平，目的是减少人为因素，确保涂层的质量稳定。() 涂装管理 涂装管理的目的是为了确保所制定的工艺能顺利实施，确保涂装质量的稳定，达到涂装的目的，并创造最佳的经济效益。 涂装管理包括工艺管理、设备管理、工艺纪律管理、质量管理、现场环境管理和人员管理等方面。做好涂装管理能确保所
10、制定工艺的实施，确保涂装质量的稳定，是达到涂装目的和涂层质量的必要条件。,. . 常用的涂装方法常用的涂装方法有刷涂法、浸涂法、淋涂法、空气喷涂法、高压无气喷涂法、静电喷涂法、电泳涂装法、粉末涂装法和辊涂法等。 . 浸涂通常将经过表面处理的被涂物直接浸没在大量的液态涂料中，经短时间浸渍后，从槽内取出，将多余的漆液滴回漆槽，利用涂料与被涂物表面的附着力使涂料附着在被涂物表面的涂装方法称为浸涂。 . 刷涂刷涂是用动物毛发或植物纤维制成的刷子将涂料刷在物体表面的涂装方法。 该方法工具简单，缺点是劳动强度大、工效低，现已有刷辊式涂饰机可选用。 . 喷涂喷涂是用特制的喷涂设备(主要是喷枪)将涂料雾化，借
11、助压力或离心力，使其分散成均匀而微细的雾滴并附着在被涂物表面的涂装方法。喷涂时，高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂既污染环境，又对人体健康有害。 . 电泳涂装电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，被涂物与涂料分别加以不同极性的电荷，利用外加电场产生的物理化学作用，使悬浮于电泳液中的颜料和树脂在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积并形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。 电泳涂装是近 年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义,的施工工艺，由于其具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，在汽车、建材、五金和家电等行业得到了迅速而广泛的应用。 . 静电喷涂静电喷涂是在喷涂设备上加以
12、一定电压的静电电量，利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面上形成均匀涂膜的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。 . 刮涂刮涂是指用刮板将涂料刮于被涂物表面的涂装方法。 刮涂所用的刮刀可以用金属或非金属制作，有钢质、玻璃钢、牛角片、木质和硬胶皮等多种，视其材料和形状不同，可分别用于填孔、补平、塞缝和抹平等作业。 . 搓涂搓涂是将布料或其他材料浸沾涂料后，用搓涂的方法将涂料抹于被涂物表面的涂装方法。 . 辊涂辊涂法也叫做机械辊涂法，是利用棉制或化学纤维制成的辊轮在辊上形成一定厚度的湿涂层，通过辊轮的滚动将涂料均匀涂布在
13、物体表面的涂装方法，在汽车涂装中极少使用。,. 汽车涂装的发展简介汽车是以钢材为主的工业制品，由于日晒、风吹、雨淋等引起的腐蚀问题严重地影响了它的使用寿命和外观，而涂装具有防腐蚀的作用。 汽车自 世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。在中国，早在 年 月 日，中国人自己制造的第一辆汽车 “解放” 牌载货汽车从长春一汽总装线上盛装下线，中国的汽车工业从此开始起步，开启了中国汽车工业滔滔不息的源头。 改革开放 多年以来，我国汽车工业超高速发展，汽车产量由 年的. 万辆增长到 年的 万辆，增长 倍，其中轿车的发展更为迅猛，由 年的. 万辆猛增到 年的 万辆，我国已成为世界第一大汽车生产国和第
14、一大汽车销售市场，汽车产业已成为国民经济真正的支柱产业。 我国轿车工业的突飞猛进，带动了我国汽车涂装行业的飞速发展，年产 万辆以上的汽车车身涂装线就有上百条。 外饰塑料件(如保险杠、护条等)涂装和车架、车轮(钢制和铝车轮)、底盘件、传动轴、减振器等汽车零部件涂装生产线也有数百条，随着汽车品种的增多、产量的增加、技术的进步及人民生活水平的提高，人们对汽车装饰性和使用寿命的要求逐年提高。 汽车涂层已成为人们对汽车质量(装饰性和耐蚀性)的直观评价以及汽车市场的竞争内容。 “盐害” 和节能等社会问题，促使汽车涂装工艺及用漆进行了多次更新换代，在近 年中，汽车涂装技术取得了显著进步，尤其在近 年有突飞猛
15、进之感。汽车涂装已成为当今最现代化工业涂装的典型代表之一。 我国的汽车涂装工艺技术水平和涂装质量已与国际接轨，虽然在环保、节能减排和资源利用率方面部分工厂尚存在一定差距，但我国汽车涂装工艺技术产生了质的飞跃。,近 年内新建的汽车车身涂装线，引进了很多先进的、现代化的涂装设备及涂装工艺 技术，可称为世界一流，新建的轿车车身涂装线基本上汇集了世界各国汽车涂装领域尖端技术。 流水线生产的汽车车身几乎采用喷浸结合的三元锌盐磷化处理和阴极电泳涂装工艺，采用摆杆式、旋转浸渍式或悬挂推杆输送链输送车身； 采用高速旋杯式自动静电喷涂往复机喷涂中涂、面漆。 进入 世纪以来，又被智能化的机器人杯式自动静电喷涂机所
16、替代。进一步提高了喷涂柔性和涂装效率； 在中涂、面漆喷涂区，烘干室和其他手工作业区采用滑橇输送机或倒置式积放输送机等地面输送系统，能实现自由分流或合岔、横向车转移、上下垂直升降、调整输送间距和积放等功能。 车身用喷漆室全部采用上供风下抽风湿式大型喷漆室，确保在高清洁度的空间环境下进行涂装作业。 车身底板下表面喷涂车底涂料，所有缝隙都涂密封胶，以提高缝隙的耐蚀性、车身的舒适性和密封性。轿车车身涂装工艺与国际接轨，采用以下典型涂装工艺。) 阴极电泳底漆烘干中涂烘干本色面漆烘干(即 涂装体系)。) 阴极电泳底漆烘干中涂烘干底色漆(闪光或本色、晾干) 罩光清漆烘干(即面漆的双层涂装工艺。也可称为 涂装
17、体系)。商用车驾驶室涂装工艺虽还是两层工艺为主，但是已有轿车化的趋势，部分面漆采用金属闪光色。基于市场竞争激烈，每年都有几十种新产品、车型和色彩上市。 各种色彩的金属闪光色、珠光色占较大的比例，以符合时尚潮流和适应个性化的需求。 汽车用涂料已实现,了全面的更新换代，并已开始向新一代的环保型(低 型、水性化)方向发展。 汽车涂装的发展历程是: 强化防锈技术措施(延长车身使用寿命)，随后提高外观装饰性(如鲜映性、耐酸雨性、耐划伤性等)， 世纪 年代削减(挥发性有机化合物)，现今世界上要求、成本和品质四方面同时兼顾。汽车修补涂装与汽车的发展相适应，以满足用户的需求，实现生产组织合理化，对新技术、新材
18、料、新工艺的探索、尝试，总是在不断地推陈出新。 近年来其发展动态有以下几点:) 对修补涂装的质量要求更高。) 对新材料的不断适应。) 追求修补涂装生产的合理组织。) 面向国际化的时代。. . 汽车涂装的新材料、新工艺和管理新发展当今汽车涂装的核心课题是环境保护、节省资源和在高质量的基础上降低涂装成本。 在改进现用涂装材料和采用环保型涂料的基础上，优化(或简化)涂装工艺，依靠技术进步提高涂装材料的利用率、降低能耗； 提高涂装设备的可靠性、开动率及有效利用率，减少维修费用； 加强科学管理，降低劳动力成本，以降低单元成本，并达到清洁生产的要求。 涂装工艺设计突出技术进步，走专业化、经济规模化之路，做
19、好设计优化，多方案比较，选择“环保、可靠、先进、经济” 和“优质、高产、低成本、少公害” 等方面的最佳工艺方案和工艺平面布置图。 涂装工艺管理坚持科学管理，走专业化和社会,化之路。 . 新材料的使用以可以减少 和有害重金属为代表的环保型漆前处理材料和环保型涂料不断得到推广应用，在工业发达国家，新的涂装生产线已经全部普及应用环保型材料。 我国很多汽车厂的车身涂装生产线已经全面开始应用水性中涂及水性面漆。 . 新工艺的应用) 粉末喷涂工艺。 粉末涂料用做逆过程工艺中的外表底漆中涂、上述典型工艺中的中涂、抗石击涂层、面漆和罩光等。 粉末喷涂突出的优点是无 排放，无喷漆废水产生。材料利用率高(以上)，
20、喷漆室空调新鲜空气用量低(只相当于液态涂料喷涂室的。的喷涂室排风循环使用)，大幅度降低运行费用。) 二次电泳及耐 电泳工艺。二次电泳工艺最早应用在一般工业领域的高防腐和高耐候金属结构上，电泳工艺稳定可靠，一次合格率高，材料利用率高，设备投资少(不需空调系统)，可节省费用，减少维修频次。 此工艺用于车身涂装，第二层电泳替代中涂。可减少传统中涂的漆渣和 排放。) 钢板和塑料制品一体涂装。随着材料技术和涂装技术的进步，现在可以在同一条线上进行涂装，从根本上消除了色差。 欧美一些汽车公司在某些车型上应用高性能塑料，可将塑料件直接装在白车身上，同金属车身一起涂装。 可耐的塑料翼子板可在电泳前或中涂前安装
21、到白车身上，中涂面漆一体喷涂。) 涂装替代和电镀替代技术。采用覆膜技术制造的塑料覆盖件可直接装配。戴姆勒,-奔驰公司在法国汉巴赫的 工厂已经应用这项技术，车身金属结构可简化到只有底板和框架，这样大大简化车身涂装工艺，在降低涂装成本的同时，使涂装的 排放达到/ 左右。 该技术在汽车内饰件(如仪表板等)装饰方面也可广泛应用。) 透明涂层注射成型技术。 透明涂层注射成型技术是一种透明聚氨酯树脂注射反应成型技术。 该技术适用于汽车桃木、金属、碳纤维等材质的内饰件涂装和外饰件涂装，可取代传统涂漆工艺，大大简化工艺过程，提高效率，成本随之降低； 无涂装废料、无气味，利于环保； 涂层厚度均匀无缺陷； 避免了
22、传统涂装过程中的零件变形。) 新设备及相关技术应用。现在，可使被处理车身旋转的新型多功能穿梭机滚浸运输机和倒挂升降运输机诞生后，在解决了多种问题的同时兼具传统运输机的所有优点。 多功能穿梭机可单独控制升降和翻转轨迹，可变处理时间，具有在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能，完全符合自动化柔性涂装生产的要求。) 机器人静电喷涂技术。机器人喷涂机的优点是涂装效率高，三四台机器人就能承担由侧喷机和顶喷涂机组成的车身用 杯 的喷涂任务； 适用于多品种的柔性化生产；压缩空气和清洗溶剂，维修工作量仅为 杯 的左右，运行成本低。机器人静电喷涂的喷涂质量优且稳定，可在线外按最佳的喷涂程序及参数示教，能克服人为
23、因素带来的喷涂质量问题。) 优化(或简化)工艺优化中涂、面漆喷涂工艺。) 无中涂的两涂层体系替代三涂层体系。 在选用耐候型、外观平滑性好的阴极电泳底漆上喷涂底色漆 罩光漆(或本色面漆)，各层膜厚作适当调整，适用于经济型轿车和商用车车身涂装，在环保和节能方面明显优于“三涂层”。,) 优化(简化)车底涂料、密封胶的涂装工艺。 目前， 车底涂料和密封胶不单独烘干，与中涂一起烘干的工艺已成熟并已广泛应用。 . 汽车涂装管理的新发展现在世界汽车涂装生产管理的趋势已经朝着“专业化分包管理” 的方向发展。 所谓“专业化分包管理”，即汽车厂的涂装车间生产由汽车厂、涂料厂、涂装设备厂或专门的管理公司共同管理。
24、涂料厂深入到涂装生产线服务，直至交付合格漆膜，涂料价格不再按销售涂料的量计算。 设备厂在设备维护和保养方面也可提供越来越多的服务，三废处理和车间清扫也有专业的管理服务公司。 通过涂装生产服务，涂料公司能够直接获得第一手应用信息反馈，有利于其产品改进。 另外，按合格涂装成品的结算方式，促使涂料厂商有针对性地优化涂料性能，降低单车材料消耗和提高一次合格率。,. 掌握汽车整车涂装各工艺点的目的及主要流程。 . 掌握整车涂装各工艺的管理要点。 . 掌握整车涂装各工艺段主要设备。 . 了解整车涂装工艺、设备、材料的主要发展方向。,第二章 汽车整车涂装技术,学习目标,. 整车涂装工艺概要按照汽车的种类，包
25、括货车、乘用车、商用车等，其整车涂装生产线工艺各有特点。 常见的汽车整车涂装工艺如图- 所示。,图- 常见的汽车涂装工艺,. 前处理工艺 . . 前处理主要工艺流程如图- 所示，汽车在进行第一遍涂层时需要进行漆前表面处理，主要包含洪流水洗。预脱脂、脱脂、脱脂后喷淋洗及浸洗、表面调整、磷化、磷化后水洗、钝化以及钝化后纯水洗等工序。,图- 前处理的主要工艺流程,. . 前处理的目的前处理是对适于涂装的板材进行处理的第一道工序，其把附着在钢板表面上的油、杂质、异物等去除，并在钢板上形成多孔的磷酸盐膜，为电泳涂装提供良好条件，以提高与电泳涂料结合的密合性，提高防锈能力。 . . 夹具安装为保证车身在生
26、产时能够得到有效的工艺处理，不出现碰撞、积液及由于夹具固定问题而导致的品质不良，在进入前处理之前需在四门及前、后盖位置安装支撑固定及相关辅助功能的工装夹具，如图- 所示。,图- 四门及两盖用固定夹具,. . 脱脂在整个前处理过程中，脱脂工序是最基本的一个工序，它所起的作用非常重要。 脱脂即除油，由于白车身经过冲压、焊接工艺之后，车身内外表面、内腔可能有很多油污，包括防锈油、抗拉伸油、防焊接飞溅油等。整车涂装中脱脂一般分为预脱脂和脱脂两道工序，脱脂方法主要有碱脱脂方法和溶剂脱脂方法。 车身涂装采用的是碱脱脂方法，溶剂方法的脱脂一般应用在塑料件涂装领域。 . 脱脂剂的组成脱脂剂的基本成分由碱性物质
27、、助剂及表面活性剂组成。() 碱性物质 碱性物质具有较高的 值，与油脂可以发生皂化反应，是脱脂的主要物质。 经常在碱性物质中添加一些无机盐，以提高脱脂效果。() 助剂 常用的助剂主要是消泡剂。() 表面活性剂 表面活性剂分子是由易溶于油的亲油基和难溶于油易溶于水的亲水基两种基团组成的，亲油基以长的碳氢链为代表，亲水基是极性基团，如 。 这两种基团具有不同的亲和力，各自独立起作用，但又同时进行。 . 脱脂的原理通过脱脂剂中的碱性物质对油污皂化及表面活性剂的浸润、分散、乳化及增溶作用而达到去除油污的目的。,() 皂化作用 车身表面油污中的动植物油(主要成分是硬脂酸)，可以与碱生成硬脂酸钠(即肥皂)
28、和甘油。 硬脂酸钠和甘油可以溶解于碱性溶液中，俗称皂化反应，进而除去车身表面的油污，其反应式为() 乳化作用 乳化剂为表面活 性物质，吸附在界面上，憎水基团向 着金属基体，亲水基团向着溶剂方向 ，使金属和溶液间的界面张力降低。脱脂槽液不停地搅拌流动，在流体动 力等因素的作用下，油膜破裂成为细 小的珠状物，脱离金属表面。进入溶 液中形成乳浊液。 皂化与乳化作用是 相辅相成的，相互配合才能彻底清除 金属表面的油污。 乳化作用原理 如图- 所示。,图- 脱脂原理乳化作用,() 浸透作用(润湿作用) 皂化与乳化作用均从油污表面逐步进行，而使碱性溶液逐渐浸透到油脂内部，到达并润湿车身表面，增进了脱脂效果
29、，这就是表面活性剂的浸透作用，如图- 所示。,图- 脱脂原理浸透作用,. 脱脂的影响因素脱脂质量的好坏主要取决于脱脂液温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂的选择四个因素，必须综合考虑，才能达到最佳效果。() 脱脂液温度 脱脂过程是个吸热反应。 一般来说，温度越高，脱脂效果越好。 温度高可以降低油污的黏度，加速皂化反应和促进表面活性剂的浸润、乳化、分散等。 目前国内工厂普遍采用间接加热方式，间接加热方式主要是通过热交换 器进行加热，加热介质依然是热蒸汽。 此种方式投资较大，但参数稳定、波动小，槽液温度更能稳定控制。() 脱脂时间 生产过程中，必须保证足够的脱脂时间，喷射方式的脱脂时间一般为 ； 浸脱
30、脂时间一般为 。 油污越多，脱脂时间就要相应延长。 但在高速流水线作业中，往往不允许采用太长的时间，一般采用喷淋和浸洗相结合的方式进行脱脂。() 机械作用 在脱脂中，借助压力喷射和搅拌等机械作用来提高脱脂清洗效果是非常有效的。() 脱脂剂的选择 脱脂剂的组成和品种对脱脂效果有较大影响。 例如，含有表面活性剂的碱性脱脂剂比单独的碱性脱脂剂的脱脂效果好。 但表面活性剂的含量又不宜太高，太高则会导致产生大量的泡沫。 另外，控制脱脂的浓度也很关键，随着生产的进行，脱脂剂会不断被消耗，需定时补加，保持脱脂剂浓度。,. . 表面调整脱脂水洗结束后是表调工艺，表调可保证在干净的金属表面上形成胶质钛活性点，消
31、除脱脂及金属自身的不良影响(活性度的不均匀)，使磷化液和金属表面容易反应。所谓表面调整就是指采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态(活化)。加速磷化过程，降低磷化液温度，促使在随后进行的磷化反应中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。 表面调整是磷化处理前一道非常重要的工序，表面调整的好坏直接影响磷化膜与阴极电泳底漆的配套性，进而影响整车的涂装质量。 表调原理如图- 所示。,图- 表调原理,表面调整液的主要成分是钛盐(钛胶体)和磷酸钠，是微碱性的胶体溶液。 由于胶体微粒表面能很高，胶体微粒对金属表面有很强的吸附能力，胶体微粒吸附在车身表面形成均匀的吸附层。 在磷化时，这层极薄的吸附层就
32、是一层分布均匀、数量极多的磷酸盐结晶的晶核，起到促进结晶均匀、快速形成，限制粗大晶体生长的作用。 该晶核能提高成膜性，缩短磷化时间，降低膜厚，同时也能消除金属表面状态的差异对磷化质量的影响，最终能得到细化致密的磷化膜，图- 所示为有表面调整磷化膜和无表面调整磷化膜对比。,无表面调整磷化膜(放大 ) 有表面调整磷化膜(放大 ) 图- 有表面调整磷化膜和无表面调整磷化膜对比,涂装生产线上所使用的表面调整液早期多数以粉体为主，槽液老化周期短，污水处理负荷重。 现在部分公司开发老化周期长的液体表调，且已开始普遍使用。 表面调整液工艺参数对磷化成膜质量影响非常大，主要体现在以下几个方面。) 表面调整液浓
33、度对磷化膜的影响。当表面调整液浓度较低时，磷化膜结晶颗粒虽大小适中，但磷化膜略显疏松、不均匀，而且较薄，板材表面泛黄，磷化质量降低； 同时，当表面调整液浓度较低时，磷化膜容易出现生锈现象。 但当表面调整液浓度较高时，磷化膜易过厚且粗糙； 同时磷化膜表面易产生条纹，影响磷化膜质量。 因此，生产过程中必须有效地控制表面调整液浓度，才能保证磷化膜呈灰色，且均匀、致密，与阴极电泳的配套性也很好。) 表面调整液 值对磷化的影响。 表面调整液的 值直接影响表面调整液的活性。表面调整液最稳定、有效的 值范围在. . 。 在使用过程中， 值除了正常消耗而降低外，由于表面调整液属弱碱性，容易吸收空气中的,形成碳
34、酸， 值还会因中和作用而降低。 另外，酸洗后水洗不尽的残酸易带入表面调整槽，也会降低表面调整液的值。 值低时，胶体磷酸钛会沉降，磷化膜会稀疏、泛黄和生锈。 汽车生产线上 值的检测频率一般为 次/ 班，以保持两者都在工艺范围之内。) 表面调整液的温度对磷化膜质量的影响。 温度会影响表面调整液的稳定性，南方部分工厂或者前处理脱脂排放不良的工厂，在夏季时表面调整液的温度高达(工艺范围为室温)，使表面调整槽液的热稳定性变差，增加了表面调整液的更换频次和污水处理负荷。同时，较高的温度将降低表面调整液的活性，甚至使其失效。 当表面调整液活性降低时，车体表面形成的锌盐结晶点将会减少，磷化膜将变薄，甚至成膜不
35、均匀，降低磷化质量。 因此，要严格控制各槽液的温度，可通过加强表面调整槽前的水洗来降低车身温度，使车身获得良好的表面调整效果。 另外，还要在表面调整和磷化之间增设送风装置，以降低前处理过程的温度和抑制磷化酸雾对车体的影响。) 表面调整时间对磷化膜质量的影响。 虽然表面调整处理有利于形成质量较好的磷化膜，但需要控制表面调整时间，否则可能适得其反。 表面调整时间过长，生成的磷化膜粗糙且很厚，将导致磷化膜与车体之间附着力和耐蚀性降低； 表面调整时间过短，磷化膜很薄。无法获得均匀、致密的磷化膜。 经试验和实际生产经验摸索，将表面调整时间控制在 左右，能获得较为均匀和致密的磷化膜。) 表面调整液的老化程
36、度对磷化膜质量的影响。 表面调整液的老化将导致表面调整作用劣化，使磷化膜晶体结构粗糙、膜重增加、磷化速度变慢，表现为磷化膜出现细,条纹和黄锈等现象，进而影响电泳膜的质量。 表面调整液的温度过高、 值过高和脱脂串液等因素都将加速表面调整液的老化。 在生产过程中，需要根据实际表面调整效果排放实际表面调整槽部分废液，同时补加表面调整液，以保证表面调整效果。) 表面调整液的循环情况对磷化膜质量的影响。 乳状液的表面调整液在重力作用下会发生沉降。 因此，原则上希望表面调整液在使用过程中被始终不停地循环搅拌，以免表面调整液沉降，降低表面调整能力。 但在实际生产中发现，当表面调整槽循环搅拌时，有时会造成工件
37、局部磷化质量下降，如车身内表面磷化膜完好，外表面却出现泛黄现象。 当表面调整槽循环压力不足或不进行循环搅拌时，会因表面调整液沉降，进而影响磷化膜的致密程度。而且在一定程度上造成表面调整液的浪费。 因此，为了获得更好的表面调整效果，可以增加 个滴加搅拌槽，采用滴加方式，将表面调整液加入搅拌槽中，加水稀释后再打到主槽，从而提高槽液的循环效率。. . 磷化经过脱脂工序后，车身极易产生各种各样的腐蚀。 为了防止和延缓这种腐蚀的发生或扩展，人们研究出了磷化工艺。 磷化是大幅度提高金属表面涂层耐蚀性的一个简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法。 . 磷化的原理和作用所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的
38、酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物涂层的一种表面化学处理方法，所生成的膜称为磷化膜。,磷化膜之所以能够为涂装层提供极为适宜的基底，是由于以下作用。) 在彻底脱脂的基础上，提供清洁、均匀、无油脂的表面。) 改善涂层与金属之间的结合力。) 提供了稳定的不导电的隔离层。磷 化膜本身就是对前处理工艺效果的最直观可靠的一个自检。 . 磷化的分类磷化的分类方法很多，常见有以下几种习惯分法。) 根据组成磷化液的磷酸盐分类，有磷酸锌系、磷酸锰系、磷酸铁系。 此外，还有在磷酸锌盐中加钙的锌钙系，在磷酸锌系中加镍、加锰的所谓“三元体系” 的磷化等，“三元体系” 是目前采用最多的磷化
39、方式。) 根据磷化液的温度分类，有高温磷化(以上)、中温磷化( )和低温磷化(以下)、室温磷化(以下)，目前整车厂主要采用低温磷化的方式。) 按照磷化施工的方法分类，有喷淋式磷化、浸渍式磷化、喷浸结合式磷化和涂刷型磷化。) 按磷化膜的质量分类，有重量级或厚型磷化(. / 以上)、中量级或中厚型磷化(. . / )、轻量级或者薄型磷化(. . / )和特轻量级或特薄型磷化(. . / )。,/ )。 . 磷化成膜原理() 磷化处理的化学反应 磷化处理的化学反应分为对金属的腐蚀反应和在金属表面生成腐蚀生成物的反应。 表- 所示为磷化液体系。() 磷化的化学反应式,金属表面与磷化液接触，表面腐蚀溶解
40、式() 式()，表面附近的磷化液的 值上升，进行式()、式()的反应，在表面析出磷化膜(磷酸锌系)。磷酸锌皮膜中有磷酸锌() 和磷光铁素体 ( ) ，皮膜结晶中的磷光铁素体的含有比率称为 比。 磷光铁素体含有铁，属于碱类，难以溶解。耐蚀性良好。 可以说 比越高，皮膜越好。 比的计算公式:喷淋处理和浸渍处理中，扩散层的厚度不同，通过磷化反应溶出的铁离子，浸渍处理与喷液处理相比，因为钢板附近扩散慢，所以容易含在皮膜结晶中，可得到 比高的磷化膜(图-)。,图- 扩散层的概念,. 磷化膜质量评定项目与方法() 外观目视法 通过肉眼观察磷化膜的状态是一种重要又实际的检验方法。 好的锌系磷化膜外观均匀、完
41、整、细密，无金属亮点和白灰。() 微观结构显微镜法 以电子显微镜将磷化膜放大到 倍，观察结晶的形状、尺寸大小以及排布情况。 结晶形状以柱状晶为好。磷化膜结晶尺寸小些为好，一般控制在几十个微米以下，排列越均匀、结晶致密、孔隙率越小越好。 好的磷化膜，结晶致密且大小均一，耐蚀性良好，与电泳涂膜的结合性良好，整体涂膜性能提高。 磷化膜结晶良好与不良的对比(结晶照片)如图- 所示。,图- 喷淋方式及浸渍方式得到磷化膜状态对比,() 厚度(或重量法)测定法 厚度要用显微镜观察膜的截面而测定，但费工费时，极不方便。采用膜厚仪测量，因薄膜磷化层大多在 ，测量仪器精度有限，误差较大。采用重量法测定较为准确，将
42、钢板磷化膜上的磷化层脱除，然后根据除去膜层前后的质量差来计算膜重，单位以/ 表示。 . 磷化的影响因素影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺(含设备)管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。() 磷化工艺参数的影响 总酸度。总酸度过低，磷化必将受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。总酸度低了，磷化产生反应的游离的磷酸锌量不足，而不能充分生成磷化膜(结晶)。 反之。总酸度过高，又会导致生成磷化膜的药品消耗量过大，沉渣发生量增多，且附着在磷化膜面上而成缺陷。 控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保证在必要的范围内。 在使用中，总酸度只有一种变化趋
43、势，那就是因消耗而下降。 此时采用补充浓缩液的方式来提高。 游离酸度。游离酸度过高、过低均会产生不良影响。 游离酸度过高不能成膜，易出现黄锈； 游离酸度过低，磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度。 酸比。 酸比即指总酸度和游离酸度的比值。 它应根据不同的要求、不同的处理条件及不同的配方维持在一适当的数值。, 槽液温度。 磷化处理温度和酸比一样，也是能否成膜的一个关键因素。 不同的产品都规定有不同工作温度范围。 溶液中各离子浓度及酸比之间有着密切的联系。 实际上，它们离解度大，成膜离子浓度相对较高。 如果想把一个高温磷化配方调整为低温，就可以
44、利用它们之间的这种关系来达到，也就是说在降低温度的同时提高酸比，同样可以达到成膜的目的。 磷化时间。 根据不同目的，在不同的配方中都有规定的工艺时间。 时间不够，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层。 时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜。() 促进剂的影响 磷化液中的促进剂，主要指某些氧化剂。 氧化剂是作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂，它的主要作用是加速 在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂。() 磷化前的表面调整处理的影响 表面调整的作用就是改变金属表面的微观状态。促使磷化结晶细小、均匀和致密
45、。 现在广泛采用耐蚀性极好的阴极电泳底漆，要求磷化膜电阻小，均匀。 这就意味着要求采用薄膜磷化，且结晶细小、均匀、致密和耐蚀性良好。 因此，磷化前的表面调整已成为不可缺少的工序之一。,. . 钝化磷化膜的钝化技术，在北美和欧洲国家被广泛应用，采用钝化技术是基于磷化膜自身特点决定的。 磷化膜较薄，一般在 / ，最大不超过/ ，在显微镜下可以看到磷化膜有针状、片状、棒状等，磷化膜含有约的孔隙，孔隙深处“裸露” 的金属表面容易因腐蚀介质渗入而腐蚀，导致膜本身的耐蚀力有限，有的甚至在干燥过程中就迅速生黄锈。 磷化后进行一次钝化封闭，可以使磷化膜孔隙中暴露的金属进一步氧化，或生成钝化层，对磷化膜可以起到
46、填充、氧化作用，使磷化膜稳定于大气之中。 钝化原理: 在磷化膜表面形成一层() 的聚合物覆盖膜，这层覆盖膜能与磷化膜螯合，并与涂料交叉连接，如图- 所示。,图- 钝化的原理,传统的钝化剂以铬酐或铬酸盐为主，但铬有剧毒，排放标准严格，废液、废渣处理困难。 因此无铬钝化技术发展迅速，比较成功的钝化液有锆酸盐钝化液，钝化效果好，废水处理也容易。 无铬钝化工艺，国外研究得比较多，并有一些工艺得到应用。 目前国内外已经投入使用的无铬钝化产品主要有无锡伊佩克、德国汉高及日本帕卡。 而国内研究得比较少，还只局限于实验室研究。 无铬钝化工艺主要有钼酸盐、钛盐、钴盐等钝化以及有机酸，如单宁酸、鞣酸等体系钝化技术
47、。 目前，有的三价铬钝化也宣称是无铬钝化，但是三价铬钝化的钝化液及钝化产品中含有的三价铬离子会转变成六价铬离子。,同时三价铬离子本身也具有毒害性，因而并不是真正意义上的无铬钝化。 我国钝化研究存在的问题主要是钝化膜的耐蚀性远低于六价铬钝化层； 钝化液稳定性较差，工艺较复杂，成本较高等。 因此，开发新的无铬钝化工艺技术是当前表面技术领域研究的重点与热点。. . 前处理水洗车身前处理水洗主要包含脱脂后水洗及磷化后水洗两部分。 水洗的主要作用是洗净车身内外表面和内腔的化学残留物，避免污染下道工序，另外脱脂后水洗有降低车身温度的作用，因温度过高会影响磷化膜质量。 磷化后水洗主要采用纯水，以保证不会将任何杂离子带入电泳槽。在实际生产过程中，需充分注意清洗用水的水质，所有自来水的电导率应控制在 / 以下。 新鲜纯水的电导率应控制在/ 以下，部分生产线甚至控制在/ 以下，车身进入电泳槽前需将车身滴落水电导率控制在/ ，才能达到高防蚀性、高装饰性电泳涂装的要求。,. . 前处理主要设备 . 前处理方式前处理方式大致分为喷淋方式、大洪流喷淋方式、半喷半浸渍方式和浸渍方式，如图- 所示。 目前整车涂装常用到的处理方式为大洪流喷淋方式/ 半喷半浸渍方式、喷淋方式、浸渍方式相结合，磷化一般采用浸渍方式。 前处理各种方式的特点见表-。 图- 前处理喷淋方式图解,
