车架阴极电泳技术浅析

张艳杰

摘 要：本文主要介绍了车架电泳的概念，并以重汽轻卡部车架阴极电泳线为例，介绍了车架阴极电泳涂装工艺，分析了电泳线的优缺点，重点介绍了电泳线常见问题与解决方法。

关键词：电泳线；阴极电泳；涂装工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.270

1 电泳简介

电泳包括四个过程：电解（分解）在阴极为电解反应，通电作用下水被分解生成氢气及氢氧根离子，当阳离子与氢氧根作用变为不溶于水的物质，形成涂膜沉积。电泳动（泳动）树脂阳离子及氢离子在电场的作用下向阴极移动过程。电沉积（析出）在被涂工件表面，由于阴极呈碱性，树脂阳离子与氢氧根作用析出不沉积物。电渗（脱水）涂料固体与工件表面上的涂膜具有多数毛细孔，在电场作用下引起涂膜脱水，水从阴极涂膜中排渗出来，而涂膜则吸附于工件表面。电解、电泳动、电沉积、电渗就是整个电泳过程。

2 电泳线的优缺点

2.1 电泳线的优点

电泳涂漆是一种利用高分子电解质的电泳运动与析离现象的涂漆方法。经电泳的涂层漆膜较为丰满、均匀、平整、光滑等优点，涂层漆膜的硬度、附着力、耐腐蚀性明显优于其它涂装工艺；采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，无火灾中毒危险；电泳涂装效率高，涂料的利用率高，节省涂料用量，减少的电泳成本；连续化生产，效率高。

2.2 电泳线的缺点

电泳涂装设备复杂，投资费用高，耗电量大。设备维护和维修要求较高；采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料稳定性不易控制。实验室人员和操作人员需要严格培训，专业性强；

3 电泳涂装线工艺与问题解决

3.1 电泳的工艺过程

车架电泳线为轻型货车提供车架，车架电泳线生产节拍为2.5min，车架要求长度不超过9m，高度不超过0.6m，宽度不超过1.2m，全部涵盖了轻卡部腹高170～250mm之间的车架。

由于车架所用钢材一般都是厚热轧板经冲压成，其左右纵梁和若干横梁及部分铸件再通过铆接或螺栓连接成车架。表面存在大量的氧化皮及铁锈及油污，在进入涂装前应对氧化皮、锈蚀、油污进行处理。车架电泳前处理工艺如下：

电泳前处理工艺及过程特性：（1）预脱脂：游离碱度（5～15）点 槽液温度（45～55）℃ 管道压力（120-200）Kpa 过滤罐压差≤0.05Mpa；（2）脱脂：游离碱度（5～15）点 槽液温度（45～55）℃ 管道压力（120-200）Kpa过滤罐压差≤0.05Mpa；（3）水洗：PH≤8 管道压力（120～200）Kpa；（4）表面调整：PH （8.0～9.5）管道压力（120～200）Kpa；（5）磷化：总酸度（18～22）点 游离酸度（0.7～0.9）点 促进剂浓度（3.0～4.0）槽液温度（35～40）℃ 管道压力（120～200）Kpa 板块压差≤0.03Mpa；（6）水洗：PH≥6.0管道压力（120～200）Kpa；（7）纯水洗：总酸度≤0.5点 电导率≤20 ?s/cm 管道压力（120～200）Kpa。

经过电泳前处理过程，车架应达到如下要求：磷化膜外观均匀、致密、无锈；磷化膜重1～3g/m2；结晶细度≤10?m；磷化膜的耐碱性强，P比值≥85%

电泳和后处理工序及过程特性：（1）电泳：固体份（16%～19%）颜基比（0.15～0.3）PH（5.6～6.0） 电导率（800～1400）?s/cm 温度（28～31）℃ 过滤罐压差≤0.05Mpa 一段电压（0～100）V 二段电压（250～340）V 阳极液电导率（400～1200）?s/cm 阳极液PH（2.0～4.0）阳极管流量（1.5～3.5）L/min 管压（100～150）kpa 单根阳极管流量≥0.8L/min；（2）超滤水洗：固体份≤2% 管压（100～150）kpa过滤罐压差≤0.05Mpa；（3）纯水洗：电导率≤50?s/cm 管压（120～200）kpa；（4）烘干：温度（185～200）℃；（5）强冷：工件表面温度≤60℃。

从上述涂装工艺过程可以看出，电泳工艺过程比较复杂，其中任何一个环节出现问题，都会影响到车架表面的漆膜质量。

3.2 问题的提出与分析

电泳线出现的问题及改进措施如下：

（1）车架局部缩孔露底现象。推测原因：①车架前处理脱脂不彻底或清洗后悬链带动车架前进过程中又落下油污和尘埃；②槽液中因车架前处理不彻底而混入的油污，漂浮在槽液面，导致漆面缩孔；③烘干室的空气及循环风中含有油分；④涂装环境空气中可能含有油雾、有机硅物质等污染杂物；⑤槽液的灰份低。改进措施：①加强车架的脱脂工序，使用除油剂提前进行表面除油，提高预脱脂工序游离PH值；②在槽液循环系统过程中加过滤袋，除去槽液中的油污；③确保烘干室环境和循环热风干净不含油分；④保持涂装环境清洁；⑤提高槽液的灰份，颜基比适当。

（2）车架漆膜厚度不稳定，有时较薄低于工艺要求。推测原因：①涂装电压、槽液温度、槽液配比过低；②涂装时间短；③被涂物通电不良；④电泳槽液的PH值偏低。改进措施：①提高涂装电压和槽液温度，优化槽液配比，添加调整剂；②加长涂装时间；③根据槽液成分适当添加有机溶剂，清理挂具保证被涂物通电良好；④提高电泳槽液的PH值。

（3）槽液串槽（从前工段带入），车架夹层溢液造成局部结块。推测原因：①吊耳少流水孔；②纵梁兜液或槽液流不尽；③夹层存有电泳液烘干时爆喷。改进措施：①增加吊耳流水孔；②U型轨在各槽池设置高低不平，悬链带动车架进入下一个槽池前使工件倾斜沥水；③增加出槽吹水工序。

4 结论

为了更针对性的解决车架电泳出现的问题，多次实验，跟踪调研，修改工艺参数。经过验证，针对这些问题提出的技术改进和工艺文件的改善，并对涂装工艺、涂装设备、涂装管理综合调控，车架电泳质量稳定可靠，涂装质量达到了国内先进水平。

参考文献：

[1]王浩，陆守国.车架阴极电泳涂装技术的应用[J].上海涂料，2003（06）.

[2]王忠胜.电泳涂装线常见问题的分析与解决方法[J].重型汽车，2011（05）.

[3]邹永丰.汽车车架阴极电泳涂装的工艺与设备[J].材料保护，2005（06）.