- · 《汽车与驾驶维修(汽车版[05/29]
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电泳工艺设置对防腐的影响分析
作者:网站采编关键词:
摘要：电泳是当前乘用车车身板材(主要指铁质基材)防腐最主要的手段。车身材质、电泳漆材料、电泳工艺直接决定了车身电泳后的防腐能力。但对于三者之间对防腐能力的影响强弱，行业内
电泳是当前乘用车车身板材(主要指铁质基材)防腐最主要的手段。车身材质、电泳漆材料、电泳工艺直接决定了车身电泳后的防腐能力。但对于三者之间对防腐能力的影响强弱，行业内一直没有统一的定论。本文以某型号电泳漆为例，通过中性盐雾腐蚀试验考察了相关因素对防腐影响的强弱程度。
电泳工艺中电泳膜厚、烘烤条件是影响产品防腐能力最重要的产品特性和过程参数。影响电泳膜厚的因素除了电泳槽液本身的性质及状态(如槽液温度、固体分、溶剂含量等)外，电泳时间、电泳电压直接决定了电泳膜厚。
1 实验
1. 1 实验条件
电泳供应商提供的电泳膜厚要求为15 μm以上(含磷化)，考虑到测量系统的误差及磷化膜本身厚度(结晶尺寸)的影响，将最低电泳膜厚定为16 μm(常见的膜厚仪精度为1 μm)。底材通常为镀锌板，部分低端产品的部分外覆盖件才会用冷轧板。由于电泳漆本身的固化条件很宽泛(见图 1)，实验的目的是想得知固化条件对防腐能力的影响，从而达到理想的防腐能力或在达到防腐能力的基础上采用较低的投资和能耗。采用正交试验进行验证，相应的因素和水平见表1，所需的资源见表2。
表1 因素水平表Table 1 Table of parameters and their levels注：(1)镀锌板打磨后控制锌层为4 μm并局部磨穿(在试板中央位置磨出一个直径约1 cm的近似圆形，并确保在划线的近似中央位置)，未打磨镀锌板锌层的厚度为 8 ～ 9 μm。(2)3种烘烤条件均符合电泳的固化条件。在某涂装生产线的电泳槽进行取样，取样前槽液各参数均在工艺范围内。(3)试板在随线前处理后，在实验室用生产线的电泳槽液中进行电泳。(4)电泳采用30 s的软启动，此时间包含在电泳时间内。水平 电泳膜厚(因素A) 底材类型(因素B) 烘烤条件(因素C) 电泳时间和电泳电压(因素D) 1 16 μm 冷轧板 175 °C × 13.5 min 电泳时间2.5 min，电泳电压根据膜厚得出 2 18 μm 镀锌板(打磨) 180 °C × 20.0 min 电泳时间3.0 min，电泳电压根据膜厚得出 3 20 μm 镀锌板 195 °C × 20.0 min 电泳时间5.0 min，电泳电压根据膜厚得出
图1 CG800电泳漆的固化窗口Figure 1 Curing window of CG800 electrophoretic paint
表2 实验资源列表Table 2 List of resources required for experiment名称 数量 技术要求 目的 试板 镀锌板120块，冷轧板60块 取自现场，规格：150 mm × 70 mm 用于膜厚调整，做实验板膜厚仪 1个 精度不低于1 μm(测10 μm以下厚度时) 锌层厚度测量，膜厚测量整流电源 1个 具备自动时间控制和自动电压控制， 电压在 0 ～ 350 V 内可调 实验室制板 搅拌器 1个 能够连续不间断搅拌， 带有绝缘夹子(2个)和阳极(不锈钢) 搅拌电泳漆，辅助泳板桶 6个 5 ～ 10 L，开口，耐酸，清洁 装电泳槽液 盐雾箱 1个 具备连续进行中性盐雾试验的能力， 一次性投入试板数量54块，连续使用4个月 进行中性盐雾试验 烘箱 1个 恒温鼓风，温度范围涵盖40 ～ 200 °C，且在此范围内温控精度不低于1 °C 用于电泳漆膜固化 炉温跟踪仪 1台 温度范围涵盖0 ～ 300 °C， 且在此范围内温控精度不低于1 °C 用于找出烘箱试板温度与设定温度之间的关系
1. 2 实验方案
针对表1的因素水平，采用L9(34)正交表，试验方法及判定标准为ASTM B117和ASTM D1654。采用综合评分法来评价实验结果。考虑到扩蚀宽度是主要的，最终得分为40倍的扩蚀宽度(以mm为单位)与起泡数量(白色锈点)的和。试验过程中的起泡类型是不同的。冷轧板起泡会伴随红色的锈点。镀锌板由于牺牲阳极的原因，会起泡并伴随白色的锈点(锌层腐蚀)，此时锌层仍在保护底材。当腐蚀至锌层消耗完毕后开始钢基体的氧化，产生红色的锈点(此时与冷轧板锈点的性质相同)。针对白色锈点的评价处理，行业内一般有两种方式，一种是予以忽略，另一种是计算起泡面积。其中第一种做法较为普遍，因为实际环境中出现的白色锈点远比加速试验时少。本文为了更准确地评估不同因素作用下镀锌板防腐能力的差异，增加了针对白色锈点的评价。针对红色锈点的起泡，只允许出现在最大允许扩蚀宽度(冷轧板12 mm，镀锌板6 mm)以内。超出扩蚀宽度的红色锈点，计入扩蚀宽度，得分记“0”。试验结果见表3。
由表4中的极差可知，因素主次顺序为：底材 ＞ 烘烤条件 ＞ 电泳时间 ＞ 电泳膜厚。底材的影响远大于其他3个因素，打磨后的镀锌板优于镀锌板(可能是打磨后镀锌层活性更高，在试验中依靠牺牲阳极作用能更好地保护电泳涂层)，并都明显优于冷轧板。烘烤条件在C3(即195 °C × 20.0 min)下明显优于另外 2 个固化条件(170 °C × 13.5 min 和 180 °C × 20.0 min)。
文章来源：《汽车与驾驶维修(汽车版)》 网址: http://www.qcyjswx.cn/qikandaodu/2021/0128/553.html
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