車身電泳不能成膜的原因分析



慧聰表面處理網訊:張菊香(上海大眾汽車有限公司質保實驗室,上海201805)

摘要:車身電泳漆膜質量直接影響汽車的防腐效果和外觀。采用化學方法、掃面電鏡微觀分析和能譜成分分析理化檢測方法,對車身沖壓件局部電泳不能正常成膜的原因進行了分析,研究表明:產生缺陷的鋼板表面含硅氧,阻止了磷化膜的形成,不利于表面涂裝,導致電泳無法正常成膜。此次缺陷分析,為汽車廠和沖壓件生產廠找到了一種方便快捷的鋼板表質量控制方法,從而降低車身電泳缺陷。

關鍵詞:車身;電泳;涂膜缺陷

中圖分類號:TQ639.8 文獻標識碼:A 文章編號:0253-4312(2014)10-0061-04

電泳涂層是車身最重要的防腐層,直接影響汽車的壽命和外觀。漏底、針孔等涂膜弊病在汽車電泳過程中比較容易出現,產生缺陷的原因主要是由電泳涂裝工藝和白車身鋼板質量造成的。對電泳涂裝工藝引起的涂膜缺陷已有較多研究[1-3],而白車身鍍鋅鋼板質量往往是容易被大家忽視的問題,相關研究也較少。實際上,在汽車生產過程中,電泳涂裝工藝一般是比較穩定的,但車身鋼板種類眾多[4-5],而且很多沖壓件來自不同的供應商,供應商采購鋼板的途徑各異,導致鋼板質量不穩定。因此鋼板表面質量成為目前產生車身電泳缺陷的重要原因之一。本研究針對汽車沖壓件局部電泳不能形成涂膜的情況,結合SEM掃描電鏡和EDX能譜成分分析,找到了一種成本低且方便快捷的檢驗方法,可以有效地控制車身鋼板的批量質量,降低汽車車身電泳缺陷,提高整車防腐性能。

1、缺陷描述

車身經過前處理和電泳后,某個沖壓件表面出現灰色斑點,如圖1所示。

車身電泳不能成膜的原因分析

圖1中斑點處有明顯的凹凸感,可見沒有電泳涂料沉積,即電泳涂料沒有形成完整的涂膜,斑點間的涂膜結合力也很差,用手指甲輕輕一刮,涂膜全部脫落。經查看,整個汽車車身除了這個沖壓件,其他部位和其他沖壓件均為沒有出現同樣的缺陷,因此可以推斷涂裝工藝沒有發生異常。為了找到失效原因和解決措施,需要對該沖壓件的鋼板進行進一步分析。

2、實驗方法

2.1化學方法

硫酸銅溶液與金屬鋅接觸迅速發生置換反應,生成黑色硫酸鋅。如果鍍鋅層表面存在保護層,且這個保護層難溶于硫酸銅溶液,即可以阻礙置換反應的發生,從而減緩黑色硫酸鋅的生成?;瘜W試劑采用5%硫酸銅,首先用無水乙醇擦拭干凈鋼板,確保鋼板表面無油脂等污染物,分別在正常鋼板和問題鋼板表面滴5%的硫酸銅,在30s、1min和15min靜置觀察表面變化。

2.2掃描電鏡SEM及EDX能譜分析

采用掃描電鏡SEM觀察鋼板的微觀形貌63,EDX能譜成分分析檢測鋼板表面成分。分析前用超聲波清洗鋼板,避免不清潔的鋼板表面干擾分析結果。對鋼板進行進一步磷化處理,以獲得新鮮的磷化膜,采用掃描電鏡SEM觀察并分析磷化膜的微觀形貌和成膜情況。

3、結果與分析

3.1化學方法結果與分析

化學法實驗結果如圖2所示

車身電泳不能成膜的原因分析

圖2中(a)、(b)、(c)的左側為正常鋼板,右側為缺陷鋼板,從鋼板外觀看,2種鋼板表面都呈現均勻的銀白色,沒有明顯的區別。在滴硫酸銅溶液后,從圖2中可以清晰地看到,正常鋼板在30s內迅速變黑,缺陷鋼板在1min后才慢慢開始變黑,15min后才完全變黑,因此可以判斷缺陷鋼板表面的鍍鋅層表面存在特殊保護層,阻礙和減緩了硫酸銅與鋅置換反應的發生。

3.2掃描電鏡SEM分析

化學方法快速判斷缺陷鋼板表面鍍鋅層表面存

在特殊表面保護層,為了進一步驗證這種特殊的表面保護層會對電泳成膜產生原因,對鋼板表面和磷化膜進行表面微觀形貌分析。

3.2.1鋼板表面微觀形貌

分別對正常鋼板和缺陷鋼板進行掃描電鏡SEM微觀形貌分析,鋼板表面的SEM形貌放大100倍的照片如圖3所示。

電泳

2種鋼板的微觀形貌存在明顯差異,正常鋼板表面呈現鍍鋅鋼板典型的微觀形貌,可以看到明顯的鋅花,缺陷鋼板表面幾乎看不到鋅花。缺陷鋼板鍍鋅層表面經過特殊保護層處理后,表面的微觀形貌被保護層所覆蓋,導致掃描電鏡觀察不到鋅層形貌。

3.2.2磷化膜表面微觀形貌


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