钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响

钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响高宏伟（中国第一汽车集团公司技术中心吉林钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响高宏伟（中国第一汽车集团公司技术中心吉林长春’""’）摘要介绍了不同毛化方法的钢板的特性以及对阴极电泳漆膜性能的影响提出了今后选择适合于涂装要求的钢板的方向。对钢板表面粗糙度有关参数和阴极电泳漆膜质量的关系进行了探讨并提出了建设性意见。关键词毛化方法；粗糙度；阴极电泳漆膜中图分类号12’#文献标识码.4*467839:9;<=?*@76>?6998=96B;7<9(<;>:;C6;94D745EF8@D9;?;@7<9!#$%&’()*+（45689:8;=2;>@>;>;A:B9>C7BAD9EF?9GBHB9’-"’DB9A）$:;761BI@@8;@;8I9:I:8DA;A:;BI:BF>CI:88HID8:,A8KLJBCC;89::8:;8,A9CA:;BE,8:D>I>CI:8HID8:AJB:IB,@F:>9F:>J8@B:CBH,@8;C>;,AF89J@:IC>;N;J:D8:;89JCI:88HI88:IB:KH8C>;AB9:B9EAC:8;:DA:BF?II8I:D8;8HA:B>9IB@8:N89I:88HI88:>9I:;?F:BQ8AJBFIAHI>A;8;>QBJ8R9IJ;K::8M:?;8；;>?D9II；A:D>88H8F:;>D>;8IBI@AB9:;>?E98II@;,8:8;9JCBH,OAHB:LP AJI>,8钢板’抛丸毛（!(")+!,；钢板!激光毛（!(’)+!,；钢板-激光毛（!(")$,；钢板#激光毛（!(")+!,；钢板+电火花毛（!(")*,；钢板&激光毛（!(’)+!,。试验选择的电泳漆是两种国产阴极电泳漆材前言!随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，消费者对汽车涂装质量的要求越来越高。为此各大汽车生产厂家除了使用优质涂料改进涂装设备及工艺外对钢板表面质量与涂装要求的适应性问题也逐渐重视起来。钢板表面质量可分为两个方面%一是宏观表面质量如表面硬质纹理滑移带表面平整性和可见锈蚀等二是微观表面质量包括粗糙度及电化学均一性等。在实际生产过程中轿车车身和载货车驾驶室涂装线出现过几次电泳漆膜流痕的质量问题。通过现场试验和试验室模拟试验我们认为造成流痕的根本原因是涂装前的钢板微观表面质量不合格%而不是材料和工艺的问题。因此需要针对钢板微观表面质量与现代涂装要求的适应性做一些研究工作。由于影响整体漆膜质量因素众多又有一定的随机性所以我们首先研究钢板微观表面质量和电泳漆膜质量的相互关系。料。.遮盖底材缺陷能力好但力学性能稍（皆合格；/遮盖底材缺陷能力稍差但力学性能优于.。"#! 不同毛化方法对电泳漆膜桔皮的影响选择!"值接近的-种毛化方法的钢板进行试验结果见表’表!。从表’和表!可以看出，无论泳.漆或/漆后电火花毛化钢板的桔皮最小抛丸毛化一般激光毛化稍差。特别当使用遮盖底材能力较差的电泳漆时差别明显而使用遮盖底材能力较好的电泳漆时差别小一些。另外无论从桔皮测量结果还是直观评价泳.漆后的漆膜外观明显好于/漆。能选择!"值接近的-种毛化方法的钢板进行试验结果见表-。"" 试验部分试验选用宝钢提供的&种钢板。收稿日期"#0!!&作者简介高宏（’&-0男吉林省四平市人高级工程师硕士’$$年毕业于哈尔滨工业大学应用电化学专业一直从事汽车涂装及前处理技术研究。!""#年第$期0*0高宏伟钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响"*$ 不同毛化方法对钢板涂漆前存放期间先期腐蚀程度的影响将裸钢板在办公室环境（基本条件是8!，/:.;自然放置,个.月后用肉眼直观评价钢板表面金属光泽变化程度。试验结果见表。表!桔皮仪测试桔皮结果桔（!）钢板裸钢板高宏伟钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响"*$ 不同毛化方法对钢板涂漆前存放期间先期腐蚀程度的影响将裸钢板在办公室环境（基本条件是8!，/:.;自然放置,个.月后用肉眼直观评价钢板表面金属光泽变化程度。试验结果见表。表!桔皮仪测试桔皮结果桔（!）钢板裸钢板裸钢板#漆裸钢板$漆钢板%钢板(钢板.&(+,+,)(),%,(*(-(/表"直观评价桔皮结果表+钢板先期锈蚀试验结果钢板裸钢板裸钢板01漆裸钢板0$漆 毛化方法先期腐蚀程度钢板)钢板(钢板.!"#!"#!"#钢板%钢板(钢板."!#注#为桔皮最小!为桔皮较小"为桔皮稍大。注#为最（银白光泽!为较（轻微变暗"为较（已变黄褐色。可以看出，电火花毛化钢板抗漆前先期腐蚀能力最佳激光法次之抛丸毛化的钢板最差。"*% 裸钢板粗糙度和电泳漆膜粗糙度的关系测试裸钢板的粗糙度和分别泳涂阴极电泳漆1$后漆膜的粗糙度结果见图%。表#钢板毛化方法和电泳漆膜力学性能的关系杯突233冲击23柔韧性233底材1漆$漆1漆$漆1漆$漆钢板%钢板(钢板.*5*--+5(%+(6*6+6+6+(6+(6+(6+,/,/,/’/’/’/从表,看,种板材泳漆后都满足现有涂层标准对涂层力学性能的要求。但从杯突看激光毛化法好于电火花毛化法抛丸毛化法最差这一差别在力学性能较好的电泳漆$上表现比较明显。*#不同毛化方法对钢板外观和电泳漆膜外观重现性的影响在一张钢板的不同部位取多块样板测粗糙度（见表(泳漆后测粗糙（见表.表*并进行桔皮直观评价。我们可得到如下结论电火花毛化钢板的表面质量均匀稳定重现性最佳激光毛化法次之抛丸毛化法均匀稳定性最差。表$裸钢板粗糙度测量结果!3从图%看出，泳上电泳漆后的钢板表面粗糙度钢板%/,(!值与未泳漆之前的白钢板表面粗糙度!值曲线""钢板%钢板/钢板,钢板(钢板.钢板*’.’.’+’.’+’.%+.%+.+-.+-.+6+%,+’.’+’+’+’+’.++%++.+.++%.走向趋势基本相似即白钢板的表面粗糙度!"值越大，泳上电泳漆后的钢板表面粗糙度!值也越大。"还可以看出泳上1种电泳漆后的钢板表面粗糙度!值要平均小于泳上$种电泳漆后的钢板表面粗"表%裸钢板’漆后粗糙度测量结果!3糙度!"值。另外钢板泳漆后漆膜的表面粗糙度"值明显低于白钢板表面粗糙度，而且当钢板表面粗糙度在一定范围内时，电泳漆膜的粗糙度主要取决于电泳漆遮盖底材的能力。"*(同一毛化方法不同粗糙度的钢板和电泳漆膜桔皮的关系用不同粗糙度的激光毛化钢板，分别泳涂1和$两种电泳漆检测漆膜桔皮试验结果见表5表6。从表5表6看<钢板*明显桔皮偏大且有钢板表面粗糙度大漆膜桔皮也大的趋势当电泳漆遮盖底材能力差时尤为明显。底材%/,(钢板%钢板/钢板,钢板(钢板.钢板*+,.+(++,++,++,.+(.’+’+’+’+’.’.+(++,.+,++,++,.+,.+,++(++,.+(++,.+(.表(裸钢板)漆后粗糙度测量结果3底材%/,(钢板%钢板/钢板,钢板(钢板.钢板*+(.+(++(++,.+(++(.+,++(.+(++,.+(++.++(++(.+,.+(.+(++.+’.’.’.+(++(++.+汽车工艺与材料=)+=高宏伟钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响表’桔皮仪测试桔皮结果得到很好的电泳漆膜，因为这种局部的凸起也许会给漆膜表面带来明显的漆膜弊病因此我们有必要对其它参数进行评价。#!#% 钢板表面轮廓最大高度!#对电泳漆膜外观的影响从理论上讲若!#值高宏伟钢材微观表面质量对电泳漆膜性能的影响表’桔皮仪测试桔皮结果得到很好的电泳漆膜，因为这种局部的凸起也许会给漆膜表面带来明显的漆膜弊病因此我们有必要对其它参数进行评价。#!#% 钢板表面轮廓最大高度!#对电泳漆膜外观的影响从理论上讲若!#值较大说明该表面在某一局部有较大的起伏在某一点处波峰高波谷深这样必然对电泳漆膜质量造成很坏的影（见表!因此在选择钢板的时候应该特别注意综合考虑!"与#值的关系对于轮廓算术平均偏差!"值较小的钢板如果测得#值较大则该钢板不适合用于涂装生产应该尽量选择符合!"值要求并且!#值也不是很大的钢板。桔（’）底材及粗糙度%&白板4(漆白板)漆钢板（*",）钢板（"$"）钢板（"$,）钢板（*-,）+#+!+-+.#.#"###3表!直观评价桔皮结果桔（’）底材及粗糙度%!&(漆)漆钢板（+,）钢板（+"）钢板（+,）钢板（+,）!##!"$$"注#为桔皮最小!为桔皮较小$为桔皮稍大"为桔皮较大。同一毛化方法不同粗糙度的钢板和电泳漆膜"#$表%"!"值和电泳漆膜桔皮的关系力学性能的关系用不同粗糙度激光毛化钢板分别泳涂(和)两种电泳漆检测漆膜机械性能试验结果见表"。表%&钢板粗糙度和电泳漆膜力学性能的关系桔（’）样板%#%!&白板5(漆白板)漆()678+,+,+#+!+2*-*#*,*3!*#!#!#,#.#3杯突%&&冲击%&柔韧性%&&底材及%"%!&(漆)漆(漆)漆(漆)漆钢板（+,）钢板（+"）钢板（"$,）钢板（*-,）2#+"+2+!***,*#*!#"#"#"#"#3"#3"#3"#3"!!!!+!+!+!+! 9 +# !# ,# "轮廓的单峰平均间距$对电泳漆膜外观的影响轮廓的单峰平均间距$指的是两相邻单峰最高点之间的距离投影在中线上的长度平均值。通过试验发现$对电泳漆膜的影响具有一定的规律（见表-。对于具有几乎相同"值的表面来说用同种的电泳（(电泳结果&越小的钢板电泳漆膜质量越好分析这种现象发生的原因我们认为与烘干过程中流平发生的变化有关/&越小的钢板/越有利于漆膜的流平。可以看出同种毛化方法表面粗糙度不（在允许范围内的钢板漆膜力学性能差别不大。"#’ 钢板表面粗糙度和存放期间先期腐蚀的关系试验条件同!+#节结果见表*。表%%钢板粗糙度和先期腐蚀的关系底材及粗糙度%!&先期腐蚀程度钢板（*",）钢板（"$"）钢板（"$,）钢板（*-,）$!!"表(&值和电泳漆膜桔皮的关系样板漆前&%!&漆膜%"%&漆膜膜厚%&漆膜桔（’）()67893.,""#2$**,3*!-"!""--##.***!*,*#*,*2.,,.!****#***.*3!"注!为较（轻微变暗$为较（轻微黄褐色"为严（严重的黄褐色。可见钢板表面粗糙度增抗先期腐蚀能力下降。"#! 钢板表面粗糙度参数"#$%等对电泳漆膜外观质量的影响表面粗糙度!"是当前较为成熟的表征表面结构的参数之一，它在实际的工艺操作中是一个很重要的参数。但!"作为一个比较综合的参数对于评价一个表面有着很大的局限性。例如某一表面轮廓在某一局部有几个很大的轮廓峰高，而其它位置则轮廓峰高很小且比较均匀这样得到的!"也会比较小但是不能因此就认为这个钢板表面电泳后会轮廓的形状参数(与电泳漆膜质量的关系#!#((是反映某一表面轮廓形状的参数。我们应该这样理解它的意义(数值越大，表示在设定范围内，该轮廓的实心部分越多(值趋向于无限大时，说明在该位置没有凸起与凹陷是绝对平整的。由参数(的定义我们知道要想得到准确而且（下转第*#页）!""#年第$期:*:徐文晓等热锻模耐磨耐冷热疲劳堆焊焊条的研制采用>:?+@%直读光谱分析仪，对堆焊层作微观分析。其堆焊徐文晓等热锻模耐磨耐冷热疲劳堆焊焊条的研制采用>:?+@%直读光谱分析仪，对堆焊层作微观分析。其堆焊层金属平均化学成分见表"。加入微量的稀土可消除杂质净化堆焊层提高堆焊层的硬度和耐磨性。+, 生产应用将研制的堆焊焊条用于)%%系列联合收割机的双联三联护刃器等热锻模具焊前在)%AB)C烘干将模具预热到!%D按制备试板的堆焊工艺参数进行堆焊，焊后立即将模具放入@%D的炉中保温保温一定时间后随炉冷却。上述热锻模具在修复前使用寿命E%/)%%件，修复后模具使用寿命一般都在=%%/=%%件之间有的已使用="%件且仍在继续使用中。表’堆焊层金属化学成分!01234565789:;%! =$%!"$%"==$" %$! <%微量#) 测试结果分析与讨论在耐磨堆焊金属成分中0是最主要的元素也是提高硬度和耐磨性的关键元素。其它合金元素如013564等如不与0结合成碳化物则耐磨性就要显著降低但0也最易形成先共析或共析网状碳化物破坏堆焊层的韧性所以随着0含量的提高，堆焊层的耐磨性也随之提高，而其抗裂性则变差故0含量不易过高01是提高淬透性元素也是碳化物形成元素。在一定范围内随着01含量的提高形成的碳化物硬质相也越多从而使堆焊层金属硬度和耐磨性提高3能有效地提高堆焊层金属的红硬性高温强度耐磨性及耐热疲劳性但3是贵重金属不宜过多使用应控制3!!。56可细化晶粒防止裂纹敏感性提高红硬性及耐热疲劳性，在一定程度上代替3。4可提高热稳定性细化晶粒，使碳化物在堆焊层中均匀分布并提高堆焊层的红硬性耐磨性及耐热疲劳性在堆焊金属中加入一定量的2，由于形成的硼化物共晶体的晶界显微硬度较高可在磨损过程中起到一个耐磨骨架的作用，因此可大大提高堆焊层的耐磨性能。在堆焊金属中结论!"#新研制的热锻模堆焊焊条采用以0GHI9GH9GHJ1=钛钙型为基础改进型药皮渣系焊接工艺性能优良飞溅小脱渣性好抗裂能力强可保证合金元素的稳定过渡。$#新研制的热锻模堆焊焊条的堆焊层的组织为马氏体加残余奥氏体加碳化物。%#新研制的热锻模堆焊焊条的堆焊层具有良好的耐磨性及耐冷热疲劳性其耐磨性是K!-的=倍耐冷热疲劳性也近于KE-的=倍。用新研制的热锻模堆焊焊条修复热锻模具，&#经实际生产验证其使用寿命可提高=倍以上。（责任编辑方舟）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!抛丸毛化法。综合看合适粗糙度范围的电火花毛化法和激光毛化法处理的钢板更有利于涂装的需要。$#钢板表面粗糙度$%对电泳漆膜外观有直接影响当电泳漆遮盖底材缺陷能力较好时钢板表面粗糙度对漆膜外观影响不