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前处理电泳工序作为涂装车间流程**长设备**多且管控参数繁多的过程，其效果好坏直接影响到漆膜使用寿命和效果；是整个涂装工艺过程中非常重要的环节。前处理电泳线主要工艺流程包括预脱脂、脱脂、水洗、表调、磷化、磷化后水洗、电泳、超滤水洗纯水洗。前处理的目的是去除车身表面的油污，并形成一层致密的磷化膜层，提高涂层对金属机体的腐蚀防护能力；电泳涂层增强车体的防腐能力。
前处理线整个过程涉及的都是化学及电化学反应，具有自动化程度高、人工作业参与少、环保等特点，成为现代汽车涂装的**。同时前处理电泳槽体设备多，管控的参数繁杂，日常管控若不到位很容易出现品质问题。本文笔者结合管理某车间前处理线时遇到的磷化不良缺陷现状并解析如何对策。
磷化处理可以显著提高涂层的耐腐蚀性及附着力，磷化成膜是指在适当控制条件下，使金属表面发生某种程度的腐蚀反应，结果在金属表面形成一层金属化合物膜层。换言之，是使某种金属与某种特定的腐蚀液相接触，在一定条件下，两者间发生化学反应，由于浓度差极化作用和阴阳极化作用等，便在金属表面形成一层附着力良好的、难溶的腐蚀生成物膜层。如上所述要想获得完整细密的磷化膜，前提是在一定的条件下并严格管控好前道及本道参数以及优秀的现场管理水平才能保证。磷化反应**常见的问题例如磷化黄锈、斜纹、磷化发花等。本公司在某次对车体品质进行日常检查时发现车顶横梁处有黄锈现象，经过工艺人员及厂家共同合作，对此现象进行跟踪分析调查，**终此问题得到改善。
2.2磷化黄锈原因分析
根据生锈情况及现场观察，我们从人、机、料、法、环境五个方面对原因进行了解析。
前处理工序处理均为自动化，本线体仅日常加料为人工作业。现场操作工若对磷化药剂浓度及槽体温度检测频次不到位的情况下，可能会造成参数异常，引起磷化生锈现象。经过现场排查点检记录，此项问题排除。
前处理线工艺流程为预水洗→预脱脂→脱脂→一水洗→二水洗→表调→磷化→三水洗→纯水洗→洁净喷淋。脱脂槽、表调、及磷化槽顶部均设有风机。
发生磷化黄锈后，对现场排风系统一一排查，发现磷化槽体上部的风机处于停止转动的状态。在这种密闭的前处理环境中车体钢板处在一种高温高湿的环境中，容易发生返锈，使车体外板，内腔发生返锈情况。车体外板一般情况下不会发生返锈情况，因为在前处理每道工序之间都有一些加湿喷淋，使车体外表面保持湿润且与空气隔离的状态。但是车体内腔就不容易被加湿喷淋喷到，特别是在脱脂，表调之后磷化之前，此工序**易产生内腔返锈，因为磷化前没有喷淋，如果磷化抽风系统不好，加上磷化液为38℃左右的温度会使磷化液挥发，且磷化后喷淋会使磷化液形成雾状，同时向车体行驶的反方向移动（如果没有排送风设备，从整体来看，脱脂为高温，表调为常温，磷化为高温就会产生一种高压向低压处流动的情况，即脱脂槽形成的高温高压气体向车体行驶的方向和表调的方向移动。磷化槽也会形成高温高压的气体向表调和车体行驶的方向移动）。在车体进入磷化槽之前，酸雾会跟车体内腔的钢板发生反应使车体内腔返锈。
槽体的循环效果不好也会影响磷化效果，层流效果尤为明显，车内腔的一些死角部位循环效果不良，不能与槽液有效充分的反应，使局部内腔的死角部位的磷化膜不完整，磷化膜的致密性和完整性受到影响，形成黄锈。[1]在磷化槽进行倒槽时对部分循环管道拆卸检查时，发现层流管道堵塞严重，磷化渣非常多。
广袤的海洋里孕育着多种多样的生命和无穷无尽的物种。品种众多的海洋生物，不论是动物类还是植物类，都会主动地粘附生长在船舶水下的外壳部位，不仅增加船体自身质量，而且显著地加大了船底表面粗糙度，增大了船舶航行时的前行摩擦阻力，从而降低了航行速度。换句话说，如要想维护正常航速，就得增加船舶燃料的消耗。据英国船舶研究协会的研究报道称：15节航速的普通散货轮，船体外壳的界面磨擦阻力占总航行阻力的80％，高速航行的集装箱货轮的界面磨擦阻力也大于50％。海洋生物的污染对船舶航行造成了日益严重的危害。
防污漆的作用原理就是涂覆在船底的防污漆涂层释放出毒素，在靠近船底的水下形成薄薄一层有毒的水区，起到驱赶幼虫和孢子，不让其附着和“定居”生长在船壳表面的效果。防污漆所用的毒素，称作防污颜料，主要有氧化亚铜和有机锡树脂。氧化亚铜是防污漆中应用**广泛的毒素。它对动物类和植物类海生物都有防污效果，可用作防污漆配方中的防污颜料。经验表明：氧化亚铜在船停泊时对海藻类的防污能力稍差一些。氧化亚铜作为防污颜料已经沿用了几十年，也是目前防污漆正在使用的主要毒料品种。
三丁基锡，俗称TBT，是一种曾广泛应用于船舶防污漆的有机毒性添加剂，它能非常有效地同时抑制藤壶和海藻的生长，而且使用TBT制成的防污漆毒效持续时间长，起到长效防污的作用，可以有效延长船舶因船底污染而必须进坞涂装的维修周期。减省运营维护成本。它在延缓因船壳表面粗糙度增大而航速变慢的进程方面表现很突出，有效降低燃料成本。但到了20世纪7O年代后期。人们逐渐发现和确认了防污漆中使用TBT毒素会造成海洋生态环境的严重破坏。沿海海域出现了含毒TBT的牡蛎和因此引发的物种变异现象。1982年起，英法等国的生产商相继停止生产防污漆用的TBT。防污漆从基料组成和作用机理进行分类，可简单地归纳为5个类型：传统长效型防污漆、释放型防污漆、接触型防污漆、自抛光防污漆、自释型防污漆。
1传统长效型防污漆
这类防污漆以松香为主剂／基料，主要以氧化亚铜为防污毒素颜料。松香树脂用作基料，可在水中溶解并释放出毒素颜料。但这类防污漆存在一个关键缺陷，就是松香的溶解速度过高而且不易受控制，仅能提供12～18个月的有效防污周期。
此外也须注意，松香树脂还会与空气中的氧气反应。因此涂层干后必须浸水，通常控制在6～8h内，**长不超过24h。因此在涂装防污漆时必须紧密配合船舶下水和出坞的工程计划。也就是说防污漆涂层完工后，务必强调在涂料生产厂商规定的时间内保证船舶下水／出坞。由此可见，该类防污漆对现场涂装计划性要求过高，适应性较差。目前，国际上主要涂料厂商早已不生产这类防污漆，远洋船舶也根本不能使用。
2释放型防污漆
这类防污漆也称作可溶性基料防污漆。其配方中既有以氯化橡胶又有以乙烯树脂为基料的，配以大量的氧化亚铜为颜料。毒素颜料会被水流冲洗出来，并在涂层中留下海绵状多孔“骨架”的皂化层。经过一定时间的冲洗后，皂化层厚度达到某种程度就不能继续释放出足够的毒素达到防污目的，也就是在这层防污漆中的毒素析出达到了防污效果的临界值。防污漆在正常的有效状态时，皂化层下面的防污漆须有数量充足的毒素颜料向外释放。水流的冲刷也会部分除去皂化层。但要切记，坞修时皂化层必须于涂装新的防污漆前进行封闭。因为旧防污漆的海绵状多孔皂化层会吸收新防污漆，损耗新防污漆的实际有效厚度。在经历了几次坞修涂装以后，各时期的防污漆和封闭漆经过这样的多层交差互叠，组成了形态像“三明治”一样的涂层体系。如果新旧涂层体系的涂层干膜总厚度累计达到1000～1200μm时，这个“三明治”涂层体系的内应力将变得非常大，从而引起涂层开裂，水下船壳表面产生出巨大的粗糙度。释放型防污漆可以提供18～24个月的防污寿命期限。
从防污漆的预期防污寿命期限看，传统长效型防污漆和释放型防污漆都不能适用于远洋船舶。因为远洋船舶的强制年检周期通常为30个月，不能仅仅只因为需要涂装防污漆而总让船舶提前进坞检修。因此，国内只有军舰等这类低出航率的近海小船或系泊型的海上设施可能还有其市场。因为当船舶航速低于10节或者连续停航时间超过2周，目前主流**自抛光防污漆将失去其应有的防污功效。以上2个防污漆品种，也称溶解型防污漆，仍具有一定的经济实用性。
3接触型防污漆
也称作不溶性基料防污漆。这类防污漆以松香和改性树脂(如乙烯)为基料。颜料还是以氧化亚铜为主，外加少量的其它生物灭杀剂。接触型防污漆的功效本质上和纯松香为基料的传统型防污漆相似，缓慢析出型／抑制型基料可以延缓分解进程。涂料中选用的可降解基料可以在一定程度上避免产生“三明治”涂层体系。但接触型防污漆也会在涂层表面形成薄的皂化层／残渣层，出现类似于释放型防污漆的皂化层。接触型防污漆可以提供26～3O个月的防污周期。
综上，建议改善前处理的排风送风的设备。在添加排风送风设备之后，会使整个前处理形成一种低压的状态，即车体进入线体的方向和表调两个方向的气体从脱脂的排风处抽出。另外一个从车体进入的反方向（磷化后）和表调两个方向的气体从磷化的排风处抽出。一般情况下表调处的送风为自然送风，也可安装送风设备。但是安装的送风设备的功率要小于脱脂处和磷化处的排风设备的功率。这样才会使前处理整个系统成为一种低压的状态，使前处理的高温高压高湿的情况减少，从而减少了车体在高温高湿高压的环境中发生返锈情况。槽体循环改善可以通过定期倒槽及酸清洗磷化渣处理来完成，使得槽体内部循环保持良好的效果。
2.2.3槽液参数方面
如果磷化槽液方面管控不当的情况下，车体内腔部位也容易出现黄锈。在磷化槽内，钢板与磷化液接触，钢板表面腐蚀，车身表面及附近的游离酸减少，促进磷化的发生；同时由勒夏特列原理可知，当游离酸过高及总酸低时，不利于成膜，会导致车体局部产生黄锈。磷化剂中各种离子含量对磷化反应成膜影响也很大，尤其是锌离子的含量对磷化膜的影响较大。一般的说，锌离子的含量高，可以形成更多的结晶核心，可以加速磷化反应，使磷化膜致密，光泽性好。但是锌离子含量过高，磷化膜结晶粗大，膜脆，挂灰，影响涂膜附着力。锌离子含量过低时，磷化膜薄，不利于磷化膜的形成。出现生锈情况时，联合厂家对槽液进行化验检查，槽液中参数见表1。
由上表可知锌离子含量为75%，（标准70%-120%），偏工艺下线，后来通过连续补加一周AC-5药剂之后，生锈程度及比例都有所下降，再次检测锌离子含量时为115%。笔者不建议通过提高促进剂含量来提高反应，因为出现黄锈时提高促进剂往往会使生锈情况更加严重。2.2.4车体结构及处理方式方面
车型结构设计部合理情况下往往容易发生磷化不良，尤其是气室。由于车顶部位在磷化过程中容易形成气带，难以形成完整均匀的磷化皮膜，此问题与磷化槽通风不同，解决气室问题造成的磷化皮膜不完整一般只能通过开孔来加快气体排出方式来改善皮膜。[2]另外，上到工序与吓到工序之间沥水时间过长也容易引起车体返锈，此时较好的解决方法是保持脱脂后水洗水质PH在8-9左右，可以延缓钢板表面的返锈。
3 解决方法
（1）：车体出现磷化黄锈时可以通过改善槽体通风效果减少酸雾减轻黄锈程度及比例。
（2）：改善槽内循环管道效果，清除磷化渣，确保循环管道及层流支管流量级喷淋效果。
（3）：提高锌离子含量，将其含量维持在工艺上限，可以通过定期补加完成。
（4）：维持水洗槽内PH值为弱碱性，可以延缓返锈产生。
4 结束语
前处理过程中出现的问题大部分产生的原因不会只是某单一方面因素造成，设备、材料、参数及设计等都可能是问题的原因，作为工艺技术人员，只有提升知识储备，扩宽解决问题的思路，结合现场，才能做到真正解决问题，保证产品品质。
关于上海良时：
上海良时创建于1993年，是一个集研发、设计、制造、工程安装、工程咨询于一体的专业化制造及自动化系统集成科技型公司，能为客户解决：
1、表面处理喷抛丸、热喷涂和涂装设备工艺系统解决方案和工艺装备；
2、自动化和机器人应用工艺系统解决方案和工艺装备；
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