车身磷化膜异常原因分析及措施探讨
2021-06-21 13:21 浏览:218
Analysis and Discussion on Causes and Countermeasures for Abnormal Phosphating Film of Car Body
Lan Rongfu(Technology Center of Guangzhou Automobile Group Motor Co., Ltd., Guangzhou 511434,China)
Abstract:In a new painting line,an abnormal phenomenon was found that coarse and loose cristals on phosphating film of car body occured.Through analysis in detail of the surface state of the steel sheets,parameters of the tank content,property,water quality and temperature of the surface conditioning process,and the parameters of the phosphating tank,it was concluded that the high surface conditioning temperature and the low total phosphating acid were the key influent factors.To solve these problems,one way was to reduce the conditioning temperature by lowering the degreasing temperature,add fresh industry water spray before conditioning and increase the air valve opening.The other way was to increase the total acid by replacing the faulty phosphating circulating pump.Finally,the problem of crystallization of phosphating film was solved completely to ensure a smooth production on-site and a stable quality of car body.
Key words:phosphating;crystallization;surface conditioning;temperature;total acid
磷化为汽车前处理的核心工艺,是汽车涂装前重要的一道工序;利用酸性磷酸盐溶液与金属表面的离解反应生成一层磷化膜,从而提高车身涂层的附着力和防腐性能。主机厂会通过各类指标来评价磷化膜质量的优劣,如磷化膜的结晶、P 比、膜重、耐碱性以及与电泳的配套性能等。已有大量研究表明磷化晶粒细小、均匀、致密,是获得高质量磷化膜的标准[4-6]。因此主机厂与前处理材料供应商都期望通过材料配方改进、工艺优化、现场管理水平提升等手段,形成高质量的车身磷化膜,提高磷化层与电泳层配套性,以满足车身10 a 以上的防腐需求。
1 问题描述
涂装A线是刚投产的新线,磷化品质以磷化膜的微观形貌作为重点监控指标,每2周随机将冷轧样板和热镀锌样板随车身进入前处理,在电泳前取下样板观察分析,评价标准是磷化结晶均匀致密,冷轧板磷化晶粒尺寸在7 μm以下,镀锌板磷化晶粒尺寸在10 μm以下。监控过程中发现冷轧板的磷化膜出现异常,其微观形貌如图1所示。
由图1分析可知,5月第4周时,冷轧板上磷化膜的结晶均匀、致密、细小,晶粒呈颗粒状,尺寸在5 μm以下;而到6月第2周,磷化膜结晶疏松粗大,晶粒变为粗大的层片状,大尺寸在12 μm以上。
磷化膜的结晶由致密细小变为疏松粗大,膜层的孔隙率和粗糙度随之增大,在电泳过程中可能会导致电泳针孔和漆膜粗糙。同时冷轧板磷化膜的结晶由粒状变为层片状,更不利于磷化层的“抛锚效应”,将影响磷化膜与阴极电泳配套,降低电泳漆膜的附着力和耐腐蚀性能。
2 原因分析
现场生产过程中,影响磷化膜的因素有很多,如钢板表面状态、表面调整工序、磷化参数等,需要逐一对各因素进行分析验证,找到磷化膜异常的根源。
本文在验证分析过程中,取与监控相同成分和生产厂家的冷轧样板作为试验板,尺寸为70 mm ×150 mm×0. 7 mm,由广州JFE钢板有限公司提供,使用HATACHI的SU3500型扫描电子显微镜(SEM)观察磷化膜的微观形貌。
2. 1 钢板表面状态
钢板表面的碳污染严重、氧化膜过厚、油污干结,均会对磷化膜造成不良影响。使用砂纸打磨处理试验板表面至光亮无油污,不处理的试验板作为对照组,随车进入前处理,磷化后取出,其磷化膜的微观形貌如图2所示。
由图2可知,打磨处理与不处理的钢板磷化膜的结晶均疏松,大部分晶粒的尺寸大于7 μm,没有明显区别,仍存在磷化膜异常现象。说明钢板表面状态不是造成磷化膜异常的主要原因,同时也排除了钢板脱脂不良的可能性。