楊興2011320520、汽車涂裝前處理工藝設(shè)計(jì)

1、汽車涂裝前處理工藝設(shè)計(jì)涂裝前處理生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)主要原則 建立涂裝前處理生產(chǎn)線，先要完成工藝設(shè)計(jì)，然后才能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和安裝。因此工藝設(shè)計(jì)是建立生產(chǎn)線的基礎(chǔ)，正確、合理的路線對(duì)生產(chǎn)操作及產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生良好的影響。工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：處理方法，處理時(shí)間，工藝流程等。 1 處理方式o 工件處理方式，是指工件以何種方式與槽液接觸達(dá)到化學(xué)預(yù)處理之目的，包括全浸泡式、全噴淋式、噴淋浸泡組合式、刷涂式等。它主要取決于工件的幾何尺寸及形狀、場(chǎng)地面積、投資規(guī)模、生產(chǎn)量等因素的影響。例如幾何尺寸復(fù)雜的工件，不適合于噴淋方式；油箱、油桶類工件在液體中不易沉入，因而不適合于浸泡方式。1.1 全浸泡方

2、式o將工件完全浸泡在槽液中，待處理一段時(shí)間后取出，完成除油或除銹磷化等目標(biāo)的一種常見處理方式，工件的幾何形狀繁簡(jiǎn)各異，只要液體能夠到達(dá)的地方，都能實(shí)現(xiàn)處理目標(biāo)，這是浸泡方式的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，是噴淋、刷涂所不能比擬的。其不足之處，是沒有機(jī)械沖刷的輔助使用，因此處理速度相對(duì)較慢，處理時(shí)間較長(zhǎng)，特別是象連續(xù)懸掛輸送工件時(shí)，除工件在槽內(nèi)運(yùn)行時(shí)間外，還有工件上下坡時(shí)間，因而使設(shè)備增長(zhǎng)，場(chǎng)地面積和投資增大。僅對(duì)磷化而言，目前國(guó)外比較趨 向于采用全浸泡方式，據(jù)稱全浸泡磷化易形成含鐵量較高的顆粒狀結(jié)晶磷化膜，與陰極電泳具有好的配套性。1.2 全噴淋方式o用泵將液體加壓，并以0.10.2Mpa的壓力使液體形成霧狀，噴

3、射在工件上達(dá)到處理效果。由于噴淋時(shí)有機(jī)械沖刷和液體更新使用，因此處理速度加快、時(shí)間縮短。生產(chǎn)線長(zhǎng)度縮短，相應(yīng)節(jié)首了場(chǎng)地、設(shè)備、不足之處是，幾何形狀較復(fù)雜的工件，像內(nèi)腔、拐角處等液體不易到達(dá)，處理效果不好，因此只適合于處理幾何形狀簡(jiǎn)單的工件。噴淋方式也不太適合于酸洗除銹，它會(huì)帶來(lái)設(shè)備腐蝕、工序間生銹等一系列問題，因此在選擇噴淋酸洗時(shí)必須十分慎重。據(jù)報(bào)道，全噴淋磷化易形成結(jié)晶枝狀粗大、含鐵量較低的磷化膜，國(guó)外不提倡作為陰極電泳漆前打底的前處理。全噴淋方式主要應(yīng)用于家用電器、零部件類的粉末涂裝、靜電涂漆、陽(yáng)極電泳等。1.3 噴淋-浸泡結(jié)合式o 噴淋-浸泡結(jié)合式，一般是在某道工序時(shí)，工件先是噴淋，然后

4、入槽浸泡，出槽后再噴淋，所有的噴淋、浸泡均是同一槽液。這種結(jié)合方式即保留了噴淋的高效率，提高處理速度，又具有浸泡過(guò)程，使工件所有部位均可得到有效處理。因此噴淋-浸泡結(jié)合式前處理即能在較短時(shí)間內(nèi)完成處理工序，設(shè)備占用場(chǎng)地也相對(duì)較少，同時(shí)又可獲 得滿意的處理效果。目前在國(guó)內(nèi)外，對(duì)于前處理要求較高的汽車行業(yè)，一般都趨向于采取噴淋-浸泡結(jié)合方式。2 處理溫度o 低溫或中溫磷化，磷化速度都沒有明顯的差別，都可在較短的時(shí)間內(nèi)快速形成磷化膜。磷化后的工件，如果要求有較長(zhǎng)的工序間存放時(shí)間，變應(yīng)該選擇中溫磷化，才會(huì)有較好的防銹效果。o 整個(gè)前處理過(guò)程，都可采用常溫不加溫洗方式，如果最后一道水洗是熱水燙干，其水溫

5、應(yīng)在80以上。3 處理時(shí)間o 處理方式、處理溫度一旦選定，處理時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件的油污、銹蝕程度來(lái)定。一般可參考前處理藥劑使用說(shuō)明書的處理時(shí)間要求。4 工藝流程o 根據(jù)工件油污、銹蝕程度以及底漆要求，分為不同的工藝流程。o 4.1 完全無(wú)銹工件 預(yù)脫脂-脫脂-水清洗-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干（電泳底漆時(shí)可不干燥，直接進(jìn)入電泳槽）。這是標(biāo)準(zhǔn)的四工位流程，應(yīng)用面廣，適合于各類冷軋板及機(jī)加工的無(wú)銹工件前處理，還可將表調(diào)劑加到脫脂槽內(nèi)，減少一道表調(diào)工序。4.2 一般油污、銹蝕、氧化皮混合工件o 脫脂除銹“二合一”-水清洗-中和-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干（或直接電泳）。這套工藝是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的流程，適合

6、各類工件（重油污除外）的前處理；如果采用中溫磷化，還可省掉表調(diào)工序，簡(jiǎn)單的板型工件，也可省掉中和工序，成為標(biāo)準(zhǔn)帶銹件的四工位工藝。4.3 重油污、銹蝕、氧化皮類工件o 預(yù)脫脂-水清洗-脫脂除銹“二合一”-水清洗-中和-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干（或直接進(jìn)入電泳槽）。對(duì)于重油污的工件，首先應(yīng)進(jìn)行預(yù)脫脂，除去大部分的油脂，以保證在下一步脫脂除銹“二合一”處理后，得到完全潔凈的金屬表面。5 幾點(diǎn)注意事項(xiàng)o 在工藝設(shè)計(jì)中有些小地方應(yīng)該十分注意，即使有些是與設(shè)備設(shè)計(jì)有關(guān)的，如果考慮不周，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行及工人操作產(chǎn)生很多不 利的影響，如工序間隔時(shí)間，溢流水洗，磷化除渣，工件的工藝孔，槽體及加熱管材料等。

7、5.1 工序間隔時(shí)間o 各個(gè)工序間的間隔時(shí)間如果太長(zhǎng)，會(huì)造成工件在運(yùn)行過(guò)程中二次生銹，特別是有酸洗工藝時(shí)，酸洗后工件極易在空氣中氧化生銹泛綠，最好設(shè)有工序間水膜保護(hù)，可減少生銹。生銹泛黃泛綠的工件，嚴(yán)重影響磷化效果，造成工件掛灰、泛黃，不能形成完整的磷化膜，所以應(yīng)盡量縮短工序間的間隔時(shí)間。工序間的間隔時(shí)間若太短，工件存水處的水，不能完全有效的瀝干，產(chǎn)生串槽現(xiàn)象，特別在噴淋方式時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相互噴射飛濺串槽，使槽液成分不易控制，甚至槽液遭到破壞。因此在考慮工序間隔時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件幾何尺寸、形狀選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓ば蜷g隔時(shí)間。5.2 溢流水清洗、5.3 工件工藝孔o(hù) 提倡溢流水洗，以保證工件充分清洗干凈，減

8、少串槽現(xiàn)象。溢流時(shí)應(yīng)該從底部進(jìn)水，對(duì)角線上部開溢流孔溢流。o 提倡溢流水洗，以保證工件充分清洗干凈，減少串槽現(xiàn)象。溢流時(shí)應(yīng)該從底部進(jìn)水，對(duì)角線上部開溢流孔溢流。5.4 磷化除渣、5.5 槽體及加熱管材料o對(duì)于任何一種磷化液都會(huì)或多或少產(chǎn)生沉渣（輕鐵系彩色沉渣很少），應(yīng)在工藝予設(shè)計(jì)時(shí)注明設(shè)有磷化除渣裝置，特別是噴淋磷化時(shí)，除渣裝置必不可少，典型的除渣裝置有：斜板沉淀器、高位沉淀塔、離心除渣器、紙布袋濾渣等都可供選擇。o雖然對(duì)于槽體加熱管材料的選擇不是工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容，如果在工藝設(shè)計(jì)時(shí)不予提醒，可能會(huì)造成設(shè)備設(shè)計(jì)人員的疏忽，而影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行。對(duì)于硫酸、鹽酸酸洗時(shí)，其槽體材料只能選用玻璃鋼、花崗

9、巖、塑料，加熱管只能選用鉛銻合金管、陶瓷管，而不能選用不銹鋼材料。如果是采用磷酸酸洗，其槽體及加熱管材料均可選用不銹鋼材料，當(dāng)然玻璃鋼、塑料、花崗巖均可?？蛙囃垦b前處理工藝流程客車涂裝前處理工藝流程 o 涂裝是汽車耐腐蝕和裝飾的最經(jīng)濟(jì)而有效的方法，而涂裝前的表面處理（又稱前處理）的好壞又是直接影響涂層使用壽命和裝飾效果的重要環(huán)節(jié)。 1、涂裝前處理、涂裝前處理o 涂裝前處理的目的是去除底材表面的油污、銹蝕等異物，提供適合于涂裝的清潔表面，能顯著提高涂膜附著力和耐腐蝕能力。o 涂裝前處理質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到涂裝質(zhì)量的優(yōu)劣，進(jìn)而關(guān)系到客車壽命的長(zhǎng)短和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的大小，甚至關(guān)系到客車的銷售價(jià)格。因此

10、如何控制好前處理質(zhì)量是穩(wěn)定和提升客車涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵之所在。只有合理設(shè)計(jì)前處理工藝流程，深入了解前處理各工序的相關(guān)控制要素，進(jìn)行合理的控制與維護(hù)，才能保證前處理的質(zhì)量。 2、涂裝前處理工藝流程、涂裝前處理工藝流程o 涂裝前處理的工藝流程很多，可根據(jù)具體情況，如廠房條件即空間位置大小、工件材質(zhì)（冷軋板、熱軋板、鍍鋅板、鋁合金、玻璃鋼等）、工件表面狀況（銹蝕、防銹油、雜物）、生產(chǎn)批量、質(zhì)量要求等選擇。不同的生產(chǎn)廠家采用的流程不盡相同。但客車生產(chǎn)的整體流程及質(zhì)量要求基本相同，前處理流程一般有以下兩種：o 2.1 、制件前處理客車制件主要包括總裝部分自制件、底盤部分自制件，不進(jìn)行整車前處理的廠家，還包括

11、車身骨架及蒙皮件。制件材質(zhì)主要為冷軋板、熱軋板。為避免腔式結(jié)構(gòu)存液，需提前打流液孔。典型的工藝流程：預(yù)脫脂脫脂水洗I酸洗水洗II中和水洗III表調(diào)磷化水洗IV鈍化. 廠家可根據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：比如可去掉預(yù)脫脂，延長(zhǎng)脫脂時(shí)間；酸洗后兩道水洗，水及時(shí)更換，或脫脂后水洗和酸洗后水洗共用一槽；磷化后不進(jìn)行鈍化處理，短時(shí)間內(nèi)涂底漆；不單獨(dú)進(jìn)行表調(diào)，磷化和表調(diào)共用一槽。作為制件前處理，酸洗除銹是必不可少的。但在前處理過(guò)程中，最好將銹蝕件和非銹蝕件分開，銹蝕件進(jìn)行酸洗，非銹蝕件最好不要進(jìn)行酸洗。 o 2.2 、整車前處理整車前處理是將整個(gè)車身浸入槽液中進(jìn)行表面處理.目前已有不少?gòu)S家采用。工序間轉(zhuǎn)

12、移有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種。我廠的整車前處理線相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)是比較先進(jìn)的。采用PLC程序自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)工序間自動(dòng)轉(zhuǎn)移。由于整車體積大，存在腔式結(jié)構(gòu)，一般不采用酸洗去銹，流程相對(duì)于制件前處理來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但由于車身上材質(zhì)多樣，對(duì)前處理劑的要求較高。一般流程為：脫脂水洗表調(diào)磷化水洗 3、涂裝前處理的工藝控制要素、涂裝前處理的工藝控制要素 o 3.1、脫脂脫脂機(jī)理是通過(guò)脫脂劑對(duì)各類油脂的皂化、加溶、潤(rùn)濕、分散、乳化等作用，從而使油脂從工件表面脫離，變成可溶性的物質(zhì)或被乳化、分散而均勻穩(wěn)定地存在于槽液內(nèi)。脫脂質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要是以脫脂后工件表面不能有目視油脂、乳濁液等污物，水洗后表面應(yīng)被水完全潤(rùn)濕為標(biāo)準(zhǔn)

13、。脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于游離堿度、脫脂液的溫度、處理時(shí)間、機(jī)械作用和脫脂液含油量等因素。o(1)游離堿度脫脂劑濃度適當(dāng)才能保證最佳效果。一般只需要檢測(cè)脫脂液的游離堿度，F(xiàn)AL過(guò)低，除油效果相對(duì)較差；FAL過(guò)高，不僅造成材料費(fèi)，也給后道水洗增加負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重者還會(huì)污染后序的表調(diào)和磷化。o (2)脫脂液的溫度任何一種脫脂液都有最佳的脫脂溫度，溫度低于工藝要求，不能充分發(fā)揮脫脂作用；溫度過(guò)高，不僅增加耗能，還能帶來(lái)一些負(fù)作用。如脫脂劑蒸發(fā)過(guò)快、工件脫離槽液時(shí)因表面干燥速度較快，而易造成工件返銹、堿斑、氧化等弊病，影響后道工序的磷化質(zhì)量。自動(dòng)溫控也需要定期進(jìn)行校核。o (3)處理時(shí)間脫脂液必須和工件上的

14、油污充分接觸，有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間，才能保證有良好的脫脂效果。但脫脂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)增加工伯表面的鈍性，影響磷休膜的生成。o (4)機(jī)械作用的影響脫脂過(guò)程中,輔以機(jī)械作用，采用泵循環(huán)或工件移動(dòng)的方式，可以加強(qiáng)除油效果,縮短浸漬清洗的時(shí)間；噴淋脫脂的速度比浸漬脫脂速度快10倍以上。o (5)脫脂液含油量隨著槽液的循環(huán)使用，油污含量在槽液內(nèi)會(huì)不斷增加，當(dāng)達(dá)到一定比例時(shí)，脫脂劑的脫脂效果及清洗效率會(huì)明顯下降，即使通過(guò)添加藥劑維持槽液高濃度，被處理工件表面的清潔度仍不會(huì)有所提升。已老化變質(zhì)的脫脂液，必須全槽更換?？蛙嚿a(chǎn)一般根據(jù)槽液的使用時(shí)間及處理工作量適時(shí)進(jìn)行換槽。o 3.2、酸洗客車制造用鋼材在軋壓成

15、型或貯藏運(yùn)輸過(guò)程中，表面會(huì)產(chǎn)生銹蝕。由于銹蝕層結(jié)構(gòu)疏松，與基材附著不牢，并且氧化物與金屬鐵可組成原電池，可進(jìn)一步促使金屬腐蝕，使涂層很快被破壞，因此涂裝前必須將其除凈。客車一般常用的是酸洗除銹，酸洗除銹不會(huì)使金屬工件變形，每個(gè)角落的銹蝕都能清除干凈，除銹速度快，成本相對(duì)較低。o 酸洗質(zhì)量主要是以酸洗后的工件不應(yīng)有目視可見氧化物、銹及過(guò)蝕現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)，影響除銹效果的因素主要有：o (1)游離酸度（FA測(cè)定酸洗槽的游離酸度FA，是驗(yàn)證酸洗槽除銹效果高低的最直接有效的評(píng)價(jià)方法。游離酸度低，除銹效果差。游離酸度過(guò)高時(shí)，工作環(huán)境中的酸霧含量較大，不利于勞動(dòng)保護(hù)；金屬表面易產(chǎn)生“過(guò)蝕”現(xiàn)象；而且殘酸的清洗比

16、較困難，易導(dǎo)致后續(xù)槽液的污染 。o (2)溫度、時(shí)間大多數(shù)酸洗是在常溫下進(jìn)行的，當(dāng)使用加熱酸洗時(shí)，一般控制在4070之間，雖然溫度對(duì)酸洗能力的提高影響較大，但溫度過(guò)高會(huì)加劇對(duì)工件、設(shè)備的腐蝕，對(duì)工作環(huán)境的影響也非常不利；并且在完全除去銹跡的前提下，酸洗時(shí)間應(yīng)盡可能短，以減少金屬的腐蝕和氫脆的影響。因此處理過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制槽液的溫度和工件的處理時(shí)間。o (3)污染老化酸液在除銹過(guò)程中，會(huì)不斷帶入油污或其它雜質(zhì)，其中的懸浮雜質(zhì)可通過(guò)刮撈的方式進(jìn)行去除；當(dāng)可溶性的鐵離子超過(guò)一定含量時(shí)，槽液的除銹效果不但會(huì)大大降低，而且過(guò)量的鐵離子隨工件表面的殘液混入磷化槽內(nèi)，加速磷化槽液的污染老化，嚴(yán)重影響工件的磷

17、化質(zhì)量，一般酸液的鐵離子含量應(yīng)控制在不超過(guò)6%-10m/m為宜。超過(guò)控制指標(biāo)時(shí)必須更換槽液 。o 3.3、表調(diào)表面調(diào)整劑可以消除工件表面因堿液除油或酸洗除銹所造成的表面狀態(tài)的不均勻性，使金屬表面形成大量的極細(xì)的結(jié)晶中心，從而加快磷化反應(yīng)的速度，有利于磷化膜的形成：o (1)水質(zhì)的影響槽液所用水質(zhì)中如所含水銹嚴(yán)重、鈣鎂離子含量較大，會(huì)影響表調(diào)液的穩(wěn)定性，槽液配制時(shí)可預(yù)先添加軟水劑以消除水質(zhì)對(duì)表調(diào)液的影響o (2)使用時(shí)間一般表調(diào)劑采用的是膠體鈦鹽，其存在膠體活性，當(dāng)使用時(shí)間較長(zhǎng)或所含雜質(zhì)離子較多時(shí)膠體活性會(huì)喪失，此時(shí)膠體的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，槽液沉淀分層，呈絮狀,此時(shí)必須更換槽液。 o 3.4 、磷

18、化磷化是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，所形成的磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜?？蛙囃垦b常用的是低溫鋅系磷化液.磷化的主要目的是給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。磷化是整個(gè)前處理工藝最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜且影響因素較多，因此磷化槽液相對(duì)于其它槽液的生產(chǎn)過(guò)程控制要復(fù)雜得多。o(1)酸比(總酸度與游離酸度的比值提高酸比可加快磷化反應(yīng)速度，使磷化膜薄而細(xì)致，但酸比過(guò)高會(huì)使膜層過(guò)薄，易引起磷化工件掛灰；酸比過(guò)低，磷化反應(yīng)速度緩慢，磷化晶體粗大多孔，耐蝕性低，磷化工件易生黃銹。一般來(lái)說(shuō)磷化藥液體系或配方不同其酸比大小要求也不同。o (2)溫度槽液溫度適當(dāng)提高，成膜速度加快，但溫度過(guò)高，會(huì)影響酸比的變化，進(jìn)而影響槽液的穩(wěn)定性，同時(shí)膜層晶核粗大，槽液出渣量增大。o (3)沉渣量隨著磷化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，槽液內(nèi)的沉渣量會(huì)逐漸增多，過(guò)量的沉渣會(huì)影響工件表面的界面反應(yīng)，導(dǎo)致磷化膜發(fā)花、掛灰嚴(yán)重，甚至不成膜，因此槽液必須根據(jù)處理的工件量和使用時(shí)間適時(shí)進(jìn)行倒槽，進(jìn)行清渣除淤。o (4)亞硝酸根可加快磷化反應(yīng)速