泳透力又称泳透性,是指在电泳涂装过程中使背离电极的被涂物表面涂上漆的能力。泳透力表示电泳涂膜膜厚分布的均一性,是电泳涂料的重要特性之一。泳透力的大小与电泳漆槽液的电导、湿涂膜的比电阻和涂装工艺参数(如泳涂时间、涂装电压和槽液固体分等)有关,电泳漆槽液的电导和湿涂膜的比电阻越大,泳透力越好;泳涂时间长一些、电压和固体分高一些,泳透力也会适当提高。泳透力也是确保空腔部分、缝隙间等泳上漆的重要控制参数值。
泳透力作为电泳漆的一个重要指标参数,在电泳漆选型时是重点的试验验证项目。泳透力的测定方法有很多种,如普遍采用的钢管法和福特盒法等等,这些方法只适合于试验室的模拟试验。在涂装现场只能通过测量朝向电极表面和背离电极表面的涂膜厚度差或者拆开被涂物进行观察等方法来评定电泳涂装的泳透力,但这些方法操作性差、成本高、所需周期长。因此需要一种易操作的、在生产现场能直接测量内腔表面或缝隙表面的泳透力的方法。
1 在涂装生产现场测量泳透力的方法——1米钢条泳透力测量法
1.1 材料
a.车身用冷轧板试验钢条:裁剪成1 000 mm×10 mm×0.8 mm钢条数根,钢条两端各打一直径为4 mm的孔,钢条板面应平整、无扭曲,无任何可见的裂纹、皱纹和锈蚀;
b.膜厚仪;
c.耐高温胶带;
d.细铁丝数根;
e.记号笔。
1.2 准备工作
将钢条两端用细铁丝系住,然后将钢条置于车身下边梁内腔内(见图1),使钢条长边与内腔平行, 将钢条一端用细铁丝固定在车身上,使钢条尽量不与车身内腔壁面接触,用高温胶带标明钢条的正、反面(即朝向电极的一面和背离电极的一面)。
1.3 测量
钢条随车进入前处理电泳线,记录电压、温度、固体分和链速等工艺参数,烘干后取出随车钢条。
1.4 数据测量
用记号笔在取下的钢条上每隔10 cm做一标记,然后用膜厚仪测量记号处的正面膜厚并记录测量结果,记录样表见表1。
1.5 数据分析
与油漆供应商约定泳透力判定标准,我公司与油漆供应商商定的合格标准为钢条(内表面)单点膜厚≥9 μm。
2 应用实例
2.1 应用实例1
我公司有两条涂装线,分别生产不同的车型。在每种车型投入生产时,都对该车型的泳透力进行测量,借此了解各车型内腔电泳漆膜状况,测量结果见表2和表3。
从表2和表3的数据看出,S22车型的平均膜厚和最小膜厚都较其余3种车型薄。因此,采取拆开法对S22车型的内腔膜厚进行了测量,了解现场测量泳透力方法与具体内腔膜厚之间的关系。S22车型下边梁封闭内腔的膜厚情况如图2所示,该部位外表面的膜厚情况如图3所示,拆车测量的电泳漆膜厚度数据见表4。
从以上数据看出,钢条膜厚与内腔实际膜厚无明显区别,说明现场测量泳透力的方法能够比较客观地反映封闭内腔的膜厚情况 ,是在涂装生产线现场测量泳透力的可靠方法。另外,针对S22车型膜厚偏低的情况,对4种车型结构进行了调研,得知原因在于S22车型下边梁处工艺孔少,而其他车型均因为预留了注蜡孔而使得电泳涂膜的数据相对偏厚。此结果可反馈给研发部门作为参考。
2.2 应用实例2
近年来,随着汽车工业的飞速发展,各汽车制造公司均在进行提高生产线生产能力的改造工作。在这些改造工作中,一般对电泳线设备的改造比较少,通常采取提高链速、缩短电泳时间来达到提高产能的目的。但缩短电泳时间会影响电泳漆的泳透力,具体影响程度需要进行分析,可以采用1米钢条测试泳透力的方法来评价缩短电泳时间对泳透力的影响。对S21车型在不同通电时间下的泳透力进行了测试,结果见表5。
对以上数据进行分析,通电时间对泳透力的影响见图4。
从以上曲线可以看出,当电泳时间为2.25 min时,所测得的泳透力数据显示膜厚存在不均匀的状况,因此需要再对I段和II段电压参数进行优化调整。同时可以看出,当电泳时间为2.10 min时,I段电压、II段电压分别采用300 V和330 V能保证车身内腔的膜厚满足要求。
3 结束语
“1米钢条泳透力测量法”能够在涂装生产现场灵活使用,同时能够针对具体车型给出明确的泳透力测定数据。汽车厂可以根据钢管法和福特盒法选取合格电泳漆后,再运用“1米钢条泳透力测量法”针对具体车型测定泳透力,并通过调整电泳槽各工艺参数等使车身的泳透力达到要求.