驾驶室车体漆面脱落分析

赵长冠

（北京航天发射技术研究所，北京 100076）

1 问题背景

图1 驾驶室漆面脱落区

漆面是汽车外观质量的保证，良好的漆面质量不仅能保护、装饰汽车，还能使汽车具有特殊功能，如隐身伪装，防火导电等。某车型在样车试制阶段发现驾驶室左侧门下部存在漆面脱落现象，如图1所示，通过表征观察可见，脱粘区域表面呈金属色，脱粘区域边缘与金属基体之间存在明显的间隙，且漆面脱落面积较大，根据经验初步判断可能为漆面与底层表面的附着力较差导致的。

2 原因分析

2.1 形貌观察法

通过显微镜对试块剖面进行观察，发现涂层依颜色不同包括五层，由内向外依次为电泳涂层（30μm）、原子灰层（1.12mm）、中涂层 1（77μm）、中涂层2（76μm）、面漆层（51μm），如图2所示，结果表明各涂层膜厚满足技术要求，且分界清晰，结合紧密。通过对脱落涂层试块内表面进行进一步放大观察，如图3所示，结果表明涂层内表面较平整，整个内表面未见断裂形貌特征。由此确定驾驶室漆面涂层脱粘位置位于电泳涂层与金属表面的结合界面处，脱落是因电泳后的漆膜与金属基体未形成有效附着就进入后续涂装造成的，即漆面脱落处漆膜附着力不足。

图2 脱落涂层试块剖面宏观形貌

图3 涂层试块内表面微观形貌

2.2 FTA分析法

驾驶室车体电泳工艺流程为：脱脂—水洗—表调—磷化—水洗—电泳涂漆—清洗—烘干。通过对电泳工艺流程的每个步骤进行排查分析，运用FTA分析法，以漆面脱落处电泳涂层与金属表面附着力不足为顶事件，列故障树如下：

2.2.1 X1：脱脂水洗不净

图4 电泳涂层红外谱图

图5 试块内表面红外谱图

对电泳涂层、试块内表面分别取样进行红外光谱分析，分析结果为电泳涂层主成分为酯类改性环氧树脂，如图4所示。试块内表面材料主成分为长链脂肪酸盐，可能为表面活性剂类物质，如图5所示。由此判断，不能排除脱脂水洗不净因素。根据经验，脱脂不净主要与脱脂剂、温度、脱脂时间及机械作用4个因素有关。经对这4个因素逐一进行排查发现，脱脂工艺中要求温度保持在60°，根据检测记录表显示该驾驶室在脱脂过程中曾出现过脱脂槽液温度过高（大于70°），温度过高，将会使槽液中表面活性剂析出，依附于车体表面造成污染，后续水洗不净，在电泳漆固化后将造成污染处的附着力不足，据此断定此为影响因素之一。

2.2.2 X2：未形成磷化膜

磷化过程中，若未形成磷化膜或磷化膜与金属基体结合不良，将会影响电泳漆膜附着力。对试块内表面进行扫描电镜能谱分析，内表面主要含有 C、O、Si、Ca、Ti、Al、Fe及Zn、P元素，能谱图见图6。结果分析表明：该区域存在含P元素的物质，前处理过程中已形成磷化膜，表明此因素不是导致漆面脱落的原因。

图6 试块内表面能谱图

2.2.3 X3：烘干温度和时间不够

烘干工艺要求烘烤温度为 160℃-180℃，烘烤时间为40-60min。经排查并查看当时烘烤记录发现，每次烘烤温度（160℃-180℃）和时间（40-60min）均严格按照工艺要求进行。可以排除此项。

2.2.4 X4：电泳漆自身质量问题

对电泳漆进行第三方检测，报告结果显示电泳漆质量合格，可排除此项。

综上，通过对以上原因逐一分析、验证，最终确定漆面脱落的根本原因是由于电泳过程中脱脂不净造成的。

3 解决措施

该车型驾驶室车体脱脂工艺采用的中温脱脂，温度应控制在60°，游离碱：20-35pt，脱脂液加热是在槽体内两侧排布蛇形管，管内通蒸汽或热水，此种加热方式优点为热传递效率高，缺点是槽液参数变化较快，故需时刻监控槽液参数变化。而目前涂装工艺要求每天测试一次槽液浓度，频次过低，不利于掌握脱脂槽液参数变化，难以保证理想的脱脂效果。

为保证脱脂效果，对脱脂检测环节改进如下：根据检测参数数据添加脱脂剂或换槽以提高游离碱度，定期点检加热管定时监控温度，每次检查间隔时间不大于2小时。

4 结束语

造成驾驶室漆面脱落的因素较多，经过对潜在因素进行逐个分析排查，发现导致该问题的根本原因是脱脂水洗不净造成的。驾驶室电泳是环环相扣的一个过程，无论哪个环节出了问题都会对最终的电泳漆膜造成一定的负面影响，所以对电泳生产线的维护、管理及各工序工艺参数的严格控制是至关重要的。只有做好严格的过程控制才能得到表面质量良好、耐腐蚀性优异的电泳漆膜，这也是获得整个涂层优良质量的前提和基础。

参考文献

[1] 楚玉洁.浅谈商用车车身电泳前处理工艺.[J]现代涂料与涂装2013年03期.

[2] 袁捷,黄超群.浅析3C1B工艺中掉漆问题.[J]现代涂料与涂装2015年04期.