阴极电泳斑印缺陷问题的分析解决

孙国义

(山东阿诺达汽车零件制造有限公司，山东 德州 253400)

0 前 言

随着阴极电泳工艺在汽车领域应用的推广，以及汽车领域对电泳外观质量要求的提高，电泳外观质量的控制在生产过程中体现得尤为突出，其中电泳斑印缺陷是影响电泳外观质量的主要因素之一。斑印缺陷造成涂膜均匀程度不一致，外观可接受程度低，已严重影响到了产品的品质，以及顾客对产品的信赖度。为此，对本公司龙门电泳线体磷化系统设计方案进行了改进，以提升产品的品质，提高产品的一次合格率，使线体能够连续稳定的生产。

1 电泳斑印产生原因分析

龙门式电泳线体，是一种间歇式移动的龙门架结构，通过水平及上下电机，使产品依次在槽体内通过浸渍或喷淋操作来完成各工序，具体工艺过程如下：

热水洗→预脱脂→主脱脂→水洗1→水洗2→水洗3→表调→磷化→水洗4→钝化→水洗5→纯水洗1→滴水1→电泳→超滤液出槽清洗(UF0)→超滤液清洗1(UF1)→超滤液清洗2(UF2)→纯水洗2→纯水洗3→滴水2→吹水→烘干→强冷

这种龙门式电泳线体产品一次性投入量大，且产品处于相对静止状态，完全依靠槽液的循环使各个产品以及产品的各个部位能够均匀地与槽液接触反应。现有磷化系统多个子系统存在问题，造成磷化膜出现缺陷，电泳后产品出现诸多弊病。针对磷化系统的改造成为提升产品质量的主要方向。

1.1 缺陷问题描述

经过调查分析，产品表面磷化膜不完整，磷化膜多处出现花斑问题。不完整的磷化膜造成电泳过程中的导电性不一致，最终形成电泳斑印缺陷。由该缺陷造成的成品不良率达到20%以上，产品返修浪费了大量的人力、物力。

1.2 缺陷原因分析

龙门式电泳线体的关键工序为磷化工序，如果磷化槽体循环系统设计不合理，在生产过程中，产品一次性进入槽体数量多，产品进入槽体后对槽体循环阻挡严重，使各个产品接触槽液的温度、浓度都不一致，甚至同一个产品不同位置接触槽液的温度和浓度也都会存在差异，使得产品磷化膜均匀程度不一致，磷化膜出现花斑缺陷，从而导致产品在电泳过程中的导电性存在差异，电泳后的产品出现斑印。

因此，解决磷化系统问题，将是解决电泳斑印缺陷问题的关键突破点。

2 解决措施

2.1 原磷化系统设计方案

磷化系统为电泳线体核心系统之一，主要使产品表面在电泳前形成均匀的磷化膜层，以提高电泳漆膜的附着力及耐腐蚀性能。它主要负责磷化槽液的整体循环，槽液内药剂的有效混合，槽液的加热以及温度保持，并将磷化过程产生的磷化渣收集去除[1]。

原磷化槽体设计为槽液循环、加热、除渣使用同一套系统(如图1)，针对目前的功能设计存在以下问题：

①槽体底部结构未设计沉积斜面及槽底冲洗管路，在生产过程中产生的磷化渣不能得到有效收集。

②除渣系统不能抽到槽底磷化渣，使磷化渣在槽体内累积，容易造成管路堵塞。如果磷化渣积累到一定程度沉积到产品表面，会造成产品缺陷。

③槽体只能依靠底部循环管路使槽液搅拌混合，循环效果较差，尤其是上层槽液的循环效果更差，不能保证槽内药剂及时换热的稳定性和药剂接触的均匀性。

④未设计出槽喷淋系统，出槽后产品表面黏附的磷化渣不能有效去除，也容易造成产品电泳后表面出现颗粒问题。

2.2 改进后磷化系统设计方案

改进后的磷化设计方案，通过对磷化渣的有效收集与过滤，降低了槽液中磷化渣的浓度[2]；提高了槽液中上部槽液混合的均匀度，这有利于底部加热槽液能够及时与中上部槽液混合；为避免产品出槽时挟带磷化渣，规划出槽喷淋系统对出槽后工件进行冲洗。将磷化系统设计为几个独立系统(如图2)，其中子系统分别如下：

①磷化槽体及槽底冲洗系统：槽体底部设计为斜面，在槽液循环过程中，使磷化渣能够有效地收集到斜斗内。在生产结束后可以只开启槽底冲洗管路，将槽体磷化渣充分收集，同时开启除渣系统，将磷化渣有效去除(由于生产场地的限制，暂未更改实现该项功能，临时采用底部长管通孔抽渣，除渣效率降低，从而增加了磷化管路清洗频次)。

②磷化除渣系统[3]：集中收集的高浓度磷化渣槽液，通过磷化除渣系统的沉淀槽、除渣机等设备将磷化渣有效去除。

③底部循环加热系统：对磷化槽液加热，将加热后的磷化液输送至槽体底部，并实现槽体底部的有效搅拌。

④侧循环系统：抽取槽体底部经过加热的上清液，通过对喷的形式，使中上部的槽液也可以实现有效搅拌。

⑤出槽喷淋系统：抽取槽体底部经过加热的上清液，通过对喷的形式，对出槽的产品表面进行进一步喷淋清洗，确保磷化后产品表面的洁净度。

通过对磷化系统的改进，电泳产品斑印得到有效解决，线体能够进入稳定的生产状态，产品合格率提升至98%以上，同时提升了客户对产品的信赖度。

3 结 语

本次电泳斑印缺陷是由于磷化成膜不均匀导致的电泳漆膜缺陷。磷化膜的均匀性又取决于磷化槽体循环系统设计的合理性，是影响电泳漆膜的重要因素。针对龙门线生产线体，需要更加注重磷化槽液循环混合速度和均匀性，独立稳定的磷化系统能够使产品质量得到有效保证。