汽车电泳漆膜的缩孔与针孔

专题I实用经验

Special Practical Experiences

汽车电泳漆膜的缩孔与针孔

董素芳

（山东淄博职业学院化学工程系）

0引言

电泳涂装是汽车车身及零部件防腐防锈的重要工艺环节,汽车涂层主要由底漆涂膜和面漆涂膜两大组成,涂膜的主要作用是防腐蚀性能和装饰性。磷化电泳复合层涂膜是汽车涂层最里面的一层涂膜，即底漆涂膜，其主要功能是防腐蚀性;面漆涂层指涂于工件最外层的涂膜，是涂层组合中可见的部分，起着标志和保护底材的作用，主要功能是抗老化和具有装饰性。

磷化电泳复合层的底漆涂膜过程中的缩孔与针孔现象是电泳漆膜的两大弊病,其直接影响电泳漆膜的防腐蚀性能，电泳漆膜缩孔与针孔的产生破坏了漆膜的完整性，造成车体局部部位或零件因不上电泳漆而生锈，导致漆膜的防腐蚀性能严重降低。

1电泳涂装的基本原理

电泳涂装即磷化电泳复合层的底漆涂膜过程，是将具有导电性的被涂部件浸渍在装满电泳涂料的泳槽中，并在泳槽中布置与被涂物相对应的电极管束，在直流电源的作用下，产生一系列的物理化学变化,经过一段时间后,被涂物上析出水不溶性均一涂膜的涂装方法。根据被涂物连接电极的不同，可分为阳极电泳法（AED）和阴极电泳法（CED），现代汽车生产过程中多采用阴极电泳法,即将车身作为被涂物连接到电源阴极。电泳涂装是一个复杂的电化学反应过程,其过程主要伴随着电泳、电解、电沉积、电渗四种化学物理过程。

电泳涂装过程要使用电泳漆，电泳漆又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馄水按一定比例进行稀释后使用。比如铁红环氧电泳漆,该电泳漆是由改性环氧树脂、丁醇、乙醇胺、滑石粉和铁红等物质组成。电泳漆与蒸憾水混合后,在直流电场的作用下，即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，以阴极电泳为例，树脂和颜料粒子为带正电荷的阳离子向阴极移动，阴极表面产生氢气，阳极表面产生氧气，涂料粒子向车身表面运动并经过电化学反应最终实现涂膜。涂膜形成的主要反应如下：

阴极（被涂物）：

2H2O+2e_^-2OH+H2f

R-NH+（水溶性）+OJT t R-N I（水不溶性）+H20

阳极（极板）:

2H2O->4H++4e_+O2f

上式中R-NH\R-N表示树脂粒子基团；J表示带负电电子。

2电泳漆膜形成的缩孔或陷穴

由外界因素造成被涂物表面、磷化膜或电泳湿漆

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实用经验丨专题

Practical Experiences Special

膜上附有尘埃、油污等，或在漆膜中混有与电泳涂料

不相溶的粒子，它们成为缩孔中心，并造成烘干初期

的流展能力不均衡而产生火山□状的凹坑，直径通

常为0.5~3.Omm，露底的称为缩孑L,不露底的称为

陷穴。

2.1缩孔产生的原因

①

电泳槽液中混有油分、灰尘等异物，油漂浮在

泳槽液表面或尘乳化在泳槽液中。②被涂工件被异

物污染，比如灰尘、运输链上掉落的润滑油、油性铁

粉、面漆尘埃、吹干用的压缩空气中的油污等等。③

前处理脱脂不良、磷化膜上有油污。④被涂工件表面

在电泳成膜的过程中受其表面的气体影响，电泳涂料

不均匀，产生收缩即气泡性露底缩孔。⑤电泳后冲洗

时清洗液中混入油分、灰尘等异物，或纯水的纯度差。

⑥泳槽液内颜基比失调。⑦补给涂料或树脂中有不

溶解粒子造成溶解不良。⑧烘干炉内不净或循环风

内含油分等等。

2.2解决缩孔的措施

①在泳槽液循环系统中设立除油过滤袋，以除去污物。②保持涂装环境洁净，运输链、挂具要清洁，所用压缩空气应无油，防止灰尘、面漆尘雾和油污落到被涂工件上,带油污和灰尘的被涂工件不允许进入电泳槽。③前处理的脱脂工序要加强管理，确保磷化膜上无污染。④消除电泳槽液中的气泡，同时调整设备和工艺控制,控制电泳反应产生的比量，确保槽液表面流速，调整泳槽内的喷嘴，令其有针对性的喷射槽液到凹陷部位并带走气泡。⑤保持电泳后冲洗水质,加强清洗液的过滤，在冲洗后至烘干炉之间要设防尘通廊。⑥保持电泳槽的正确颜基比及溶剂含量等。

⑦补加新漆时应搅拌均匀，确保溶解、中和好，并过滤。⑧保持烘干室和循环热风的清洁,开始升温不宜过急，由慢变快。

车底大梁内腔体的缩孔现象解决前后效果对比,用内窥镜观测见图lo

解决后车底大梁内腔体的无缩孔

图1内窥镜观测车底大梁内腔体的缩孔图

3电泳湊膜形成的针孔

针孔即在电泳漆膜上产生针状小凹坑现象，它与缩孔（陷穴）的区别是凹坑的中心部一般有成为核心的异物，凹坑的周围是漆膜堆积凸起。

3.1针孔产生的原因

①再溶解性针孔，被泳涂在工件表面的湿漆膜在电泳后冲洗不及时,被漆膜再溶解而产生针孔。②气体针孔，在电泳过程中，由于电解反应激烈，产生气泡过多脱泡不良。③因槽液温度偏低或搅拌不充分，造成漆膜泡在烘干过程中破裂而出现针孔。④带电入槽阶梯式针孔，发生在带电入槽阶梯弊病程度严重的场合下，针孔沿入槽斜线露出底板。在带电入槽场合下也会产生气泡针孔，由于槽液对物体表面浸润不良,

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使一些气泡被封闭在漆膜内或是槽液表面的泡沫附着 在工件表面上形成气泡针孔，易产生在被涂工件的下 部。⑤水洗针孔，湿膜电渗不够或冲洗水压过大。

3.2解决针孔的措施

①工件表面经泳涂成膜后，离开槽液应立即用超 滤液或纯水冲洗，以消除再溶解性针孔。②在电泳过

程中，严格控制工艺条件，控制好电解反应速率，及时 脱去过多气泡。③在磷化膜孔隙率高的情况下容易 产生气泡,一定要遵守工艺规定的温度，阴极电泳一

般为28~30七范围。④为消除带电入槽的阶梯式针

孔，要求槽液表面的流速大于0.2 m/s,以消除堆积泡 沫,在带电入槽的通电式生产时，防止运输链速度过 低。⑤为消除水洗针孔,要保证漆膜电渗性好，控制

槽内溶剂含量不能过高及杂质离子的含量，以及获得

致密的漆膜后，冲洗的水压不可高于0.15MPa 。

总之在电泳涂装时,从工艺管理上应控制漆液中 杂质离子的浓度,对各种离子的含量要控制在规定的

范围之内，要求定期化验槽内各种离子浓度，如超标 要排放超滤液,对极液也要控制在规范之内。

车轮辐板针孔解决前后对比图，见图2O

图2车轮辐板针孔现象解决前后对比图

4结语

我们团队全体队员,在从事研究和实施汽车电泳 漆膜项目上，对汽车电泳漆膜的缩孔与针孔问题采用

头脑风暴法进行逐一分析和研究、及时采取措施，有 效解决问题。当然在解决问题的同时,整个团队成员

都有收获、也有长进,对待同类问题，能运用经验快速

解决。通过本项目的实施使电泳涂膜质量得到了较

好的改善，涂膜质量大为提高，有利于提升车身的防 腐抗锈性能，对改善车身疲劳强度和碰撞安全都有重

要意义，对实际生产具有指导意义。

（下转第33页）

3结语

结合设计输入绘制样件数模，确认数模配合没有

问题后制作A 样件并进行过程验证，收集并反馈A 样件问题,作为设计输入并输出B 样件,B 样件重复 过程验证并进一步优化设计，经过优化设计的工装满

足设计要求时，锁定三维数模并出具图纸制作工装;

经过上千次飞轮转动过程验证,发动机用飞轮转动工

装符合设计要求,可以有效满足各种尺寸发动机飞轮 转动过程使用，大大提高了皮带安装作业效率，降低 了现场管理成本及人工成本，超出预期效果。

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