【涂装过程问题案例】​​浅析阴极电泳缩孔成因及底面合一电泳漆缩孔分析控制

汽车涂层主要由电泳涂层和电泳 面漆涂层组成，其中电泳涂层由磷化加电泳复合层漆膜组成，主要应用于汽车底盘件上。电泳加面漆涂层为在电泳涂层的基础上喷涂面漆涂层，主要应用于涂层、车厢及外露装饰件。磷化电泳复合层漆膜是汽车涂层最里层的一层涂膜，其主要功能是防腐蚀，面漆涂层的主要功能是抗老化和装饰性。 目前电泳涂装开发了满足一定防腐和耐候性的底面合一电泳漆，主要应用于底盘电泳件的集中电泳线上使用。底面合一电泳漆漆膜质量的好坏直接关系到漆膜的防腐蚀性和耐候性。气泡型露底缩孔是底面合一电泳漆膜弊病之一，该漆膜弊病破坏了漆膜的完整性，严重的后果是造成电泳部件局部部位因无电泳漆而产生锈蚀问题，导致漆膜的防腐性能丧失。

1.电泳缩孔的定义

缩孔是一种点状的表面覆盖缺陷，它是油漆涂层之间或者油漆涂层和底材间明显的表面张力差距造成的。

电泳缩孔主要分为两种，一种为污染性缩孔，主要为被涂物表面污染造成的表面张力差导致，另一种为气泡型露底缩孔，就是电泳入槽过程中，工件表面在电泳成膜的过程中受其表面的气体影响（电泳过程中产生氢气），如不能及时排除，电泳涂料不均匀，产生收缩（基材表面无涂料析出）而露出工件表面的现象，气泡隔开基材和电泳漆，最终形成气泡露底，一般出现在工件的下水平面。

2.缩孔问题成因

缩孔问题成因比较复杂，设备、材料、工艺参数控制及环境污染等方面都会造成缩孔问题。在工艺设计中需要对循环系统的设备、循环管路及循环方向进行状态确认。在材料过程中，除了要关注处理工件的外观质量外，要做好各类材料的脱脂配套性验证，包括来料的油品确认（冲压油或拉延油品），设备的润滑油或润滑脂类。工艺参数方面，要关注槽液电泳过程中的反应速度，反应越快产生的气体越不易排出，要严格按照工艺参数进行过程控制。在环境控制过程方面，要关注含油物质是否会接触到工件表面，如水雾、空气洁净度等方面。

3.底面合一电泳漆缩孔案例介绍

3.1 底面合一电泳漆介绍

面对户外复杂环境，客户对涂层的要求越来越高，不但要有很好的防腐性能，还必须兼顾优秀的耐候性，不仅如此，如果采用一道涂层来替代多涂层的施工工艺，将会使得施工的简便性和快速性大大提升。因此，在卡车底盘件中，正在不断的由传统的电泳漆逐步往底面合一电泳漆发展。通过不断地优化，针对乳液在施工中的稳定性。亲水性溶剂、酸值等对乳液及电泳涂膜点影响，通过分析槽液中的树脂比例变化，从而得到了盐雾和耐候等方面达到了和谐统一，两者兼顾。

传统的阴极电泳漆主骨架是改性环氧树脂，由于含芳香醚键，经日光（紫外线）照射易降解断链，故耐候性差。而丙烯酸树脂合成后，在主链上没有了醚链，能抵抗紫外线照射，故耐候性优良。底面合一阴极电泳漆中的丙烯酸树脂的引入极大地提高了漆面的耐候性能，但随着丙烯酸树脂含量的提高，其盐雾性能相对降低。

3.2车架涂装电泳涂膜现状

现车架涂装线采用的电泳漆为底面合一电泳漆，在生产过程中，发现部分车架涂膜表面会形成不规则面积的缩孔产生，生产线反馈车架电泳漆膜缩孔问题呈上升趋势，问题发生率占总产量的10%以上，位列质量问题TOP1。

3.3 原因分析及要因确认

通过5M1E进行全过程排查，针对露底缩孔问题，运用关联图分析潜在要素，确定7项末端因素，通过分析，并逐一确认。

通过识别的末端因素排查，发现在加料过程中，由于色浆加料系统隔膜泵老化，导致设置的加料比和实际加料量产生较大的误差，从而影响槽液参数的稳定，为调查色浆加料隔膜泵老化对露底缩孔的影响，将色浆加料改为人工手动称重加料，并对缩孔发生率进行跟踪，发现缩孔发生率为6.42%，较10.56%有一定下降。

另一方面在溶剂含量方面，通过对技术要求中的溶剂含量进行梯度验证，在调整不同溶剂含量时验证缩孔发生量，发现溶剂含量较低和较高的情况下其缩孔发生率较高。为验证溶剂含量对露底缩孔的影响，通过补加溶剂逐步提升电泳槽液的溶剂含量，同时对露底缩孔数量进行跟踪，见表2。最终发现溶剂含量在1.00%~1.20%时问题发生概率最低。

解决问题：

制定对策：

要因确认完毕后，小组再次召开头脑风暴会，针对两条要因制定对策实施表，见表4。

对策实施1：对色浆加料系统隔膜泵进行更新

对色浆加料系统隔膜泵进行更新，更新小组成员再次对色浆加料系统进行了单样本T检验，并以系统允许误差5%做为上下限，测量结果如下表。

验证结果

从检测结果看总体均值(229.727),标准差(2.832)以及t统计量(-0.32)，样本双侧P值为0.756＞0.05,因此认为在0.05的显著性水平下,测量结果与230Kg偏倚极小，色浆加料系统满足使用需求，对策目标达成。

对策实施2：电泳槽液溶剂含量低

改善方法：

对前期验证结果分析发现，提升溶剂含量能降低露底缩孔发生率。通过正交法重新确定最佳溶剂含量值。露底缩孔发生率最低时溶剂含量：1.09%。

确定最佳溶剂含量范围：

对前期验证结果分析发现，当溶剂含量提升至1.1±0.1%范围时，能够下降到最低点，当继续提升超出此范围后，缩孔发生率重新升高，因此将溶剂含量范围确定为1.1±0.1%。

结论：

本文先对电泳漆缩孔问题进行简单的介绍，之后对车架底面合一电泳漆及存在缩孔问题进行阐述及分析，对各种解决方案的分析介绍，通过各影响因素的分析排除法确定要因，加以整改。

本文提出的缩孔问题是涂装生产过程中常见的漆膜弊病之一，阴极电泳过程中，水电解产生的氢气聚集在涂层表面，均易在涂层表面形成大小不一的气泡缩孔，不仅影响涂层外观质量，而且露底缩孔破坏了涂膜的完整性，尤其是电泳缩孔，打磨很容易打磨露底，降低涂层电泳漆膜质量，影响涂膜的防腐性能。因此对电泳漆膜缩孔缺陷应立足于预防、加强涂装现场管理，把缩孔问题从源头进行抑制，通过有效的管控措施防止问题的发生。造成涂装生产线电泳缩孔的原因是很复杂的，而且很多原因可能是同时存在的，结合本文缩孔分析总结的经验，从5M1E过程进行逐一分析，利用排除法进行问题点分析和解决，为后续电泳缩孔问题出现的解决过程指明了方向。