车身电泳漆膜厚度和粗糙度异常案列分析

杨开炳 韩雪芹 罗裕光 胡旭东 陈翠锋

摘要：针对电泳车间反馈的车身局部蒙皮电泳漆膜过厚、粗糙度大的问题案例进行调查分析，最终确定了导致电泳漆膜厚度和外观粗糙度异常的真正因素，并通过挂板重复交叉试验证实了这一真正因素。

关键词：电泳膜厚  蒙皮材质  粗糙度

1引言

电泳涂装这一技术最早出现在19世纪30年代，电泳具有效率高、质量好、成本低等特点，因此电泳从被研发出来到普及汽车行业仅用了几十年时间。根据电泳原理电泳分为阳极电泳和阴极电泳。由于阴极电泳的泳透力、耐蚀性、耐碱性等性能优于阳极电泳，因此在零部件、汽车、家电等行业的应用中，基本取代了阳极电泳。电泳漆膜质量控制非常重要，车身基材质量、清洁、表调、磷化、电泳等任何一个环节出了问题都会导致电泳漆膜出现质量问题，进而影响整车的电泳漆膜的附着力、耐腐蚀性、耐久性等质量问题。

电泳漆膜厚度和粗糙度异常是一种较为常见的漆膜缺陷，其表现为电泳漆膜较厚、橘皮较大、表面粗糙度较大、附着力等级下降等特点。出现这种质量问题需要对整车进行打磨返工处理，影响生产计划、节拍，并且会增加较多的材料和人工成本以及相应的安全隐患。

2  问题分析

2.1 问题现状

根据公司涂装电泳车间反馈，问题车辆的局部蒙皮出现电泳漆膜过厚、粗糙度大的问题，经过对问题车辆各个部位观察对比发现，出现问题的部位多为车身侧围蒙皮，我公司车身侧围蒙皮均采用镀锌钢板，而车身冷轧板和铝板蒙皮电泳漆膜膜厚、粗糙度等各项性能均符合工艺标准。

2.2 原因调查

为了了解其他车辆电泳后是否存在类似问题，进行了实车跟踪调查工作，分别对車身前围、后围、左侧围、右侧围、舱门等蒙皮电泳漆膜状态进行了调查统计。通过对比分析发现，以上车身部位只有部分侧围蒙皮电泳漆膜出现漆膜过厚、平粗糙度大的问题，车身前围、后围、舱门等部位蒙皮电泳漆膜厚度、粗糙度等各项性能均符合工艺要求。

2.3原因确定

通过对问题车辆的各个部位电泳漆膜状态以及蒙皮来料状态进行对比、分析，初步确定了问题发生的根源。我公司同时从电泳工艺流程的各个工序进行了深入剖析，最终确定了问题产生的真正原因：问题部位蒙皮为镀锌钢板，镀锌钢板来料状态存在不稳定情况，一般为小锌花，偶尔会出较明显的大锌花，镀锌钢板锌层表面粗糙度直接影响到电泳漆膜表面状态。

3  验证过程

3.1 电泳工艺流程

我公司涂装电泳工艺流程：焊装转入→上滑撬→手工预处理→预清洗→转挂上线→预脱脂→脱脂→一次水洗→二次水洗→表调→磷化→三次水洗→四次水洗→一次纯水洗→磷化→0次喷淋→一次UF洗→二次UF洗→二次纯水洗→沥水→卸挂下线→电泳烘干→强制冷却→下滑撬。

3.2 试验验证

对比验证：分别采用小锌花型镀锌板和大锌花型镀锌板制成实验板，其中18块小锌花型镀锌板，18块大锌花型镀锌板，随机选取3台车挂板，每台车的左侧围挂3块小锌花型镀锌板和3块大锌花型镀锌板，右侧围挂3块小锌花型镀锌板和3块大锌花型镀锌板，在涂装电泳线随车过线，进行重复交叉对比试验。并检测电泳漆膜的粗糙度、厚度和附着力。

3.3 对比分析

通过上述挂板试验，对比分析发现：小锌花型镀锌板表面电泳漆膜膜厚、粗糙度和附着力均在规定范围内，符合工艺要求;而大锌花型镀锌板电泳漆膜的平均膜厚大于25μm，表面粗糙度则大于0.3，不符合工艺要求。试验结果表明，此次电泳漆膜外观不良与电泳部位无明显关联，而相同的电泳流程，大锌花型镀锌板易出现漆膜过厚，表面粗糙度大等漆膜弊病。

4  原理分析

锌花是明显的枝晶结构，大小不均匀，其最规整的形状类似于六角星形或雪花。镀锌板表面出现锌花，是因为锌层中含有机有色元素铅（Pb）、锑（Sb）、锡（Sn）中的一种，且锌花大小与元素含量有关，含量越高锌花越大，含量越低锌花越小。一个锌花是由一个结晶中心形成的，而每一朵锌花的结晶中心即为一个凸起点，使锌层疏松凹凸不平，具有相当粗糙的表面。且一般汽车蒙皮电泳漆膜厚度为20±2μm，当锌花的结晶中心高度大于22μm时，就会影响电泳漆膜表面的粗糙度，因为电泳时，基材表面的粗糙度会影响相应部位的电场强度，进而影响电泳漆膜厚度，导致电泳漆膜厚度不均匀，严重影响后续面漆的感官质量。

同时，疏松的锌层中含有的铅或锑会加快电化学腐蚀速率，使热镀锌板使用寿命减少15%-20%，锌花的边界和表面上众多起伏的形貌提供了最初的腐蚀场所，腐蚀首先从锌花边界处开始，然后沿晶界发展，时间越久，腐蚀越严重。

5  总结

大锌花镀锌板电泳后漆膜厚度过厚、外观较粗糙，更容易产生电化学腐蚀，导致电泳漆膜附着力不良，不仅影响产品的耐蚀性还增加后道工序工作量，因此汽车行业多采用均匀致密型的小锌花型镀锌板或零锌花型镀锌板。

车身蒙皮外观质量的优劣与电泳漆膜外观质量息息相关，决定着后工序面漆的感官质量。公司应加强镀锌板等来件质量检测和控制，保持来料状态一致性，杜绝大锌花及带有划痕、气刀条痕、漏镀点等问题的不合格镀锌钢板入厂。优化生产节拍，缩短从下料到焊接的生产周期，以降低原材料表面的化学腐蚀与电化学腐蚀作用。