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引言

目前通過各個(gè)汽車論壇以及市場(chǎng)反饋來看，不管是國(guó)際汽車品牌還是國(guó)內(nèi)的自主品牌，均存在各式各樣的車身銹蝕問題，尤其在“3.15”曝光的車企批量銹蝕事件，引起了各大汽車品牌對(duì)于車身防腐性能的關(guān)注，市場(chǎng)不會(huì)再像以前出現(xiàn)那種供不應(yīng)求的現(xiàn)象，已經(jīng)成為客戶選擇市場(chǎng)，想要在紅海的汽車市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟需要不斷地提升汽車的質(zhì)量，而車身的防腐顯得尤為重要，本文重點(diǎn)針對(duì)涂裝行業(yè)的難題一一電泳車身的銳邊、瀝液孔等部位的防腐性能提升進(jìn)行闡述。

1 車輛銹蝕問題以及常用防銹蝕措施

銹蝕問題歷來都是引起客戶強(qiáng)烈不滿的問題之一，也是市場(chǎng)索賠款項(xiàng)的主要來源之一，車身銹蝕不但會(huì)引起顧客對(duì)外觀上的極度不適感，而且會(huì)大大降低車身鈑金的強(qiáng)度，給顧客行車安全帶來極大的安全隱患。通過對(duì)市場(chǎng)的數(shù)據(jù)收集，一個(gè)市場(chǎng)保有量為 100萬輛的車型，其銹蝕索賠金額至少在 1 500 萬元以上，同時(shí)對(duì)于市場(chǎng)的隱性損失更是慘重涂料在線coatingol.com。

常用防銹蝕措施：1）車身整體防腐能力提升：電泳漆型號(hào)升級(jí)切換；磷化液型號(hào)升級(jí)切換；冷軋板切換鍍鋅板；變更電泳槽體工藝參數(shù)等。2）車身單品部位防腐能力提升。銹蝕部位涂膠密封；變更銹蝕部位鈑金結(jié)構(gòu)：銹蝕部位開孔提升電泳漆膜厚度；銹蝕部位冷軋板切換鍍鋅板；銹蝕部位增加注蠟等。

2 市場(chǎng)防腐要求

一般車企對(duì)于車身防腐的要求是 5 年無銹蝕，10年無銹穿，部分有能力的企業(yè)要求的是6年無銹蝕，10年無銹穿。受各車輛使用環(huán)境（沿海地區(qū)、常年積雪地區(qū)等惡劣環(huán)境） 的不同，目前沒有一個(gè)車企的車輛100%能夠達(dá)到此要求。

3 車身銹蝕介紹及常用分析方法

銹蝕的定義為物質(zhì)表面因發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而受到破壞形成蝕坑的現(xiàn)象，從銹蝕程度上可以分為表層蝕坑類型和銹穿蝕坑類型。

銹蝕故障分析方法：返車身/件→銹蝕部位拆解→銹蝕程度測(cè)量→膜厚測(cè)量（切片測(cè)量）→切片鏡像→質(zhì)點(diǎn)光譜；同時(shí)需要結(jié)合市場(chǎng)銹蝕的地域分布進(jìn)行分析，沿海城市銹蝕故障率要顯著高于其他地區(qū)，東北霧霾城市銹蝕次之，因此銹蝕故障率大致呈現(xiàn)出“冰雪（大量融雪劑）>沿海（鹽堿、潮濕）>霧霾（S元素）>其他”的地域分布現(xiàn)象。

4 車身銳邊部位防腐性能提升研究

一般來說鍍鋅板的電泳車身會(huì)有兩層可以測(cè)量的膜厚，一個(gè)是鍍鋅層膜厚（一般在 7 um 左右），另一個(gè)就是電泳涂層，下面對(duì)這兩層物質(zhì)進(jìn)行分析闡述。

4.1 金屬覆蓋膜厚

鍍鋅板本身會(huì)自帶7 um 左右的 Zn 層來保護(hù)鋼板，但是在沖壓過程會(huì)將原料卷 C 面（圖 1）上的耐腐蝕金屬膜沖掉形成新的銳邊孔型面的C 面，新生成的C 面沒有耐腐蝕金屬 Zn 膜，無任何防腐能力，具體見圖1所示。

4.2 電泳漆覆蓋膜厚

電流和膜厚的關(guān)系見圖 2 所示，電流越大反應(yīng)越劇烈，成膜厚度越大，而電流大小 I=nqSv（n：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的自由電荷數(shù)；q：電子電量；S：導(dǎo)體橫截面積；v：自由電子定向移動(dòng)的速率），由公式可以看出，電流的大小與導(dǎo)體橫截面積成正比，C 面面積最小，故電流最小。所以結(jié)論為銳邊沖壓孔成型面的電泳膜厚度低是由于電流低造成，也就是涂裝行業(yè)所說的銳邊效應(yīng)。

通過以上分析可知，銳邊部位既沒有金屬覆蓋膜，電泳膜厚又微乎其微，其防腐能力大大降低，同時(shí)基材發(fā)生吸氧腐蝕生成氧化物，防腐覆蓋層被加速破壞。因?yàn)闆_壓造型工藝無法避免，所以金屬覆蓋膜為“0”也無法避免，只能針對(duì)銳邊電泳成膜進(jìn)行提升

4.3 電泳漆性能評(píng)價(jià)

通過上面得知電流受橫截面積影響，我們是無法改變的，也就是電流、上漆的速度無法改變，但是可以換一種方式去提高C面的電泳時(shí)間，從而達(dá)到我們的要求。電泳上漆的順序一般為外板→內(nèi)板→銳變/內(nèi)腔等部位，鋼板的各面定義見圖 3 所示，假設(shè)陽(yáng)極管在 A面的上面，則對(duì)應(yīng)的上漆順序就是 A 面→B 面→C 面，所以如果想要提升 C 面的上漆效果，則必須讓 A 面和B 面盡快地達(dá)到平衡點(diǎn)不再上漆，把更多的上漆時(shí)間和自由電荷留給 C 面。

1）試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖碌膮?shù)中心點(diǎn)選擇 5 次試驗(yàn)，此模型的試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，具體見圖 4 所示。

2）電泳漆組分決定了濕膜電阻范圍及極限成膜厚度的動(dòng)態(tài)平衡位置，通過試驗(yàn)驗(yàn)證不同型號(hào)的電泳漆的平衡點(diǎn)，平衡點(diǎn)越低越好，只有盡快讓 B 面到達(dá)平衡，才有更多的電流和時(shí)間到達(dá) C 面，C 面的膜厚才就越大，A面、B 面、C 面膜厚越接近我們想要的理想狀態(tài)。

3）通過對(duì)比不同類型電泳漆的平衡點(diǎn)，再綜合考慮A面和B 面的厚度是否偏高和 C 面的膜厚是否偏低來確定適合的電泳漆。

5 電泳參數(shù)的擇優(yōu)選擇

確認(rèn)完電泳漆后還需要確認(rèn)此電泳漆的最優(yōu)施工參數(shù)，可通過 DOE 變量搜索法來研究最優(yōu)施工參數(shù)。

1）確定因子：確定因子的作用是決定試驗(yàn)用的每一個(gè)變量是否是正確的變量、處于正確的水平。

因子需包含：施工電壓、槽液電導(dǎo)率、槽液溫度、槽液固體分、槽液灰分等，實(shí)施兩組試驗(yàn)，第一組采用全部處于最佳水平的因子 （因子設(shè)計(jì)中心或目標(biāo)值），第二組采用全部處于臨界水平的因子 （設(shè)計(jì)雙邊水平）；試驗(yàn)共進(jìn)行 3 次，按照隨機(jī)的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2）重要與非重要因子分離：因子分離的目的是將重要變量從非重要變量中分離出來，消除非重要變量及其相關(guān)的交互影響，實(shí)施一對(duì)試驗(yàn)。利用最重要因子A的臨界水平，以及所有余下因子的最佳水平進(jìn)行試驗(yàn)，然后進(jìn)行鏡像試驗(yàn)，利用因子A的最佳水平，以及所有余下的因子的臨界水平進(jìn)行試驗(yàn)，計(jì)算高限與低限的判斷極限。

3）求交運(yùn)算：求交運(yùn)算的目的是驗(yàn)證重要變量是重要的，非重要變量是非重要的，形式可參照?qǐng)D 5。

主效應(yīng) A=（6-4）/2=1；主效應(yīng) C=（7-3）/2=2；AC交互影響=（5-5）/2=0，沒有交互。

4）析因分析：析因分析的目的是對(duì)重要變量及其有關(guān)的交互影響的大小和期望水平進(jìn)行量化。通過變量搜索 DOE 試驗(yàn)可得出以下 2個(gè)結(jié)論：電泳過程 X特性應(yīng)控制在什么水平、電泳過程 Y 特性并不重要，對(duì)它們的公差范圍可以放寬。

5）參數(shù)優(yōu)化：因?yàn)橥垦b不論是過程特性還是產(chǎn)品特性均存在不同程度的交互作用，而解決因子間交互作用最好的工具就是 DOE 里面的響應(yīng)曲面，采用響應(yīng)曲面方法的目的就是確定兩個(gè)或兩個(gè)以上交互變量的最佳組合水平，以得到最優(yōu)解，再通過響應(yīng)優(yōu)化器得到最佳工藝范圍。

6）效果評(píng)價(jià)：如何評(píng)價(jià)改進(jìn)前后的效果，可以通過MINITAB 軟件中的雙樣本t檢驗(yàn)對(duì)改進(jìn)前后的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如果得出來的 P值≥0.05，則證明改進(jìn)前后差異顯著，改進(jìn)有效；如果得出來的 P值<0.05，則說明改進(jìn)前后差異不大，基本沒有效果。

6 混槽過程中一般問題的解決

如果涉及到電泳漆型號(hào)/廠家的切換，則會(huì)涉及到電泳槽體的混槽工藝，一般電泳槽槽液價(jià)值都在百萬元以上，所以混槽過程尤為重要，混槽過程經(jīng)常出現(xiàn)各類質(zhì)量問題，常見問題及解決措施見表 1。

7 結(jié)語

電泳車身銳邊部位的防腐一直是涂裝行業(yè)的一個(gè)難題，只有不斷改進(jìn)和優(yōu)化電泳漆的本身的材料，改進(jìn)電泳平衡點(diǎn)，讓更多的電流和更多的電泳時(shí)間為銳邊部位上膜服務(wù)，這樣才能保證銳邊防腐能力大幅度提升，同時(shí)不同型號(hào)的電泳漆在混槽和正常生產(chǎn)時(shí)工藝參數(shù)都有不同的要求，需要提前試驗(yàn)、提前預(yù)防來保證換槽的成功。