【珍品】汽车专业毕业论文9.pdf
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1、宿州职业技术学院宿州职业技术学院宿州职业技术学院宿州职业技术学院 毕业设计(论文)毕业设计(论文)毕业设计(论文)毕业设计(论文) 专题名称:专题名称:浅谈汽车面漆桔皮缺陷浅谈汽车面漆桔皮缺陷 系系别:别:机电工程系 专专业:业:汽车检测与维修 班班级:级:汽检 081 姓姓名:名: 指导教师:指导教师: 二二二二一一年六月十三日年六月十三日年六月十三日年六月十三日 - 2 - 浅谈汽车面漆桔皮缺陷 内容则要:汽车面漆外观质量直接影响产品的市场竞争力,各汽 车厂为提高市场竞争力,对涂装质量愈加重视.而面漆桔皮是评 价车身面漆质量的一个重要指标,面漆桔皮的好坏将显著影响 人们的视觉效果.在汽车工
2、业中,涂层表面类似桔子皮形状的波 纹称桔皮,它是涂层最常见的陷之一,已成为国内外各大汽车厂 的棘手问题.本文在汽车面漆桔皮成因的理论分析基础上,结合 本公司涂装生产线的实际情况,从涂装设备、工艺和材料等方面 详细阐述了汽车面漆桔皮缺陷机理分析及工艺控制的若干问题. 并结合本厂的生产特点,确定了相应的工艺参数,并对改进后车 身面漆涂层性能进行测试分析及效果评价.本课题主要是结合 生产实际问题,采用观察、经验、对比分析等理论和实际相结合 的方法,对汽车面漆桔皮成因进行深入系统的研究. 由车面漆桔 皮缺陷产生的原因;找到上述问题的解决方案,提高整车面漆涂 层外观质量,确保车身面漆桔皮值达到更高的要求
3、。 关键词:涂装设备涂装工艺涂装材料面漆桔 皮 - 3 - 目录目录 第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪论绪论绪论绪论 5 5 5 5 1.1 汽车用涂装材料现状 6 1.2 我国汽车用涂装材料的发展趋势 6 1.3 汽车涂装车间工艺流程 7 1.3.1 前处理电泳8 1.3.2 PVC、中涂10 1.3.3 车身面漆涂装 11 1.3.4 车身修饰、喷蜡 12 第第第第 2 2 2 2 章章章章 汽车面漆涂装工艺汽车面漆涂装工艺汽车面漆涂装工艺汽车面漆涂装工艺13131313 2.1 汽车面漆的组成及原理13 2.1.1 汽车面漆的组成 13 2.1.2 油漆的原理 13 2.2 涂装的
4、定义及功能15 2.3 汽车面漆的性能要求16 2.4 汽车面漆工艺流程17 2.4.1 汽车涂装工艺的特点和侧重点 17 2.4.2 汽车面漆工艺流程 18 第第第第 3 3 3 3 章章章章 汽车面漆桔皮缺陷的工艺控制汽车面漆桔皮缺陷的工艺控制汽车面漆桔皮缺陷的工艺控制汽车面漆桔皮缺陷的工艺控制19191919 3.1 汽车面漆桔皮缺陷的机理分析19 - 4 - 3.1.1 桔皮的定义 19 3.1.2 机理分析 19 3.2 汽车面漆桔皮成19 3.3 汽车面漆桔皮的工艺控制 20 第第第第 4 4 4 4 章章章章 车身面漆涂层性能测试分析及效果评价车身面漆涂层性能测试分析及效果评价车
5、身面漆涂层性能测试分析及效果评价车身面漆涂层性能测试分析及效果评价23232323 4.1 一般汽车用面漆的分类23 4.1.1 汽车面漆的组成 23 4.1.2 汽车用面漆的分类及特性 24 4.2 车身面漆质量检验方法25 4.3 油漆性能26 4.4 各色汽车用面漆国家标准27 4.5 漆膜性能指标34 4.5.1 本色面漆材料性能 34 4.5.2 金属底漆材料性能指标 36 4.5.3 中涂材料性能指标 37 4.5.4 罩光清漆材料性能指标 38 第第第第 5 5 5 5 章章章章 结论结论结论结论40404040 参考文献参考文献参考文献参考文献 42424242 - 5 - 第
6、 1 章 绪论 1.11.11.11.1 汽车用涂装材料的现状汽车用涂装材料的现状汽车用涂装材料的现状汽车用涂装材料的现状 随着汽车合资化和经济全球化,在近十多年中,我国汽车用涂装材料 市场产生了巨大变化。其品种、性能等已于国际接轨,如轿车车身涂装工 艺水平和汽车图层质量,除环保方面外,已于国际同类产品相当。 汽车用涂料材料包括漆前表面处理用及其它化工材料和汽车用涂料 两大部分。随着世界著名的涂装化工产品制造厂商进入中国市场,现日本 和欧美两大体系的漆前处理材料及其他化工材料,在国内市场上有供应。 工业涂装用的表面处理药品和辅助生产用的化工材料的品种,其配套、 性 质和市场规模在近 15 年中
7、有了飞速的发展,品种配套齐全。从 20 世纪 90 年代开始,欧美汽车厂为环保达标采用环保型汽车涂料替代传统的有 机溶剂型汽车涂料。只有采用水性中涂、水性底色漆的体系与双组分高固 体分罩光清漆、水性罩光清漆或粉末罩光清漆才能使有机溶剂(VOC)排 放量达到环保要求(35g/m以下) 。这些配套涂装体系在欧美都已成熟应 用。 在世纪之交的 2001 年,已采用水性中涂、底色漆的轿车分别占总产 量的百分比北美 7%、43%;欧洲 32.5%、36%,其中德国已基本实现水性化, 中涂占 80%,底色漆占 93%。而在亚洲采用水性底色漆的轿车只占 1.5%。 1 1.21.21.21.2 我国汽车用涂
8、装材料的发展趋势我国汽车用涂装材料的发展趋势我国汽车用涂装材料的发展趋势我国汽车用涂装材料的发展趋势 根据上述世界汽车涂装材料发展的趋势,随着我国环保法规的颁布, 为适应保护自然环境,抑制地球温暖化,节省资源等时代要求,预测我国 汽车用涂料材料的下一代将是发展采用环保型、 节能省资源型汽车涂装材 料及涂装新工艺。结合我国国情,少投入多产出,以人为本,全面协调, 可持续发展,追求新一代汽车用涂装材料的功能是: - 6 - 第一:成本低,适当调整简化工艺。开发采用适用于 3C1B 的中涂、面漆 涂装工艺的水性和溶剂型系的中涂、底色漆和罩光涂料(如日本马自达的 有机溶剂体系的 3C1B 工艺和德国奔
9、驰公司的水性 3C1B 中涂、 面漆涂装工 艺) 。在保证涂层质量达标的基础上,调整膜厚和提高涂装效率,削减使 用量。 第二:节省能源。如“湿碰湿”涂装工艺,减少烘干工序;涂料的烘干温 度低温化或缩短烘干时间(特别是罩光清漆的双组分固化) ;UV 热双固化 型清漆。节能就是减少 CO2 的排放量。 第三:零排放化。现用溶剂系中涂、底色漆和水性中 、水性底色漆低溶 剂(VOC)化、高固体分化;双组分低温固化型罩光清漆、高固体分化、 水性化;无 VOC 的粉末涂料(含浆状粉末涂料)薄膜化。 第四:商品竞争力。靠涂装提高产品的附加值,即提高汽车涂层的质量和 多样性来适应市场的需要。 第五品质的稳定性
10、。涂装材料的施工性能和涂膜性能(含耐候性、防腐蚀 性、耐酸雨性、抗划伤性、耐崩裂性等)应保持稳定。 1.31.31.31.3 汽车涂装车间工艺流程汽车涂装车间工艺流程汽车涂装车间工艺流程汽车涂装车间工艺流程 涂装车间的运行监控采用自动控制、自动测量与记录,通过计算机网 络能够实现生产信息化管理。为确保产品质量和车间内环境,涂装车间厂 房采用全封闭,空调送风,严格控制温度湿度,保持微正压。 汽 车涂 装车 间工艺 流程 一般可概括 为 :前 处理电 泳 PVC中涂金属底色漆罩光清漆 修饰喷腊。 1.3.11.3.1 前处理电泳前处理电泳 生产流程为: 洪流冲洗预脱脂脱脂一次水洗二次水 洗表调磷化
11、三次水洗四次水洗一次纯水洗电 - 7 - 泳UF1 喷淋UF2 喷淋UF3 喷淋二次纯水洗。 电泳,就是车身的第一层漆,即底漆。主要作用是车身防腐蚀,由电 解、电泳、电沉积、电渗四过程,根据车身带电极性分阴极电泳和阳极电 泳。涂层厚度一般要求 1822m,湿膜须 160190的高温烘烤条件干燥 成膜。主要控制参数有固体份、颜基比、MEQ 值、电压等。 简单的电泳工艺图,如图(1-1) 电泳槽 阳极循环系统 供给去 离子水 超滤系统(UF) 袋式过滤器 超滤液去 喷淋系统 阳极 循环泵 图(1-1) 阴极电泳涂料的主要组成如表(1-1)所示: 项目项目主要组成主要组成组份组份用途用途 基础树 脂
12、 聚酰氨或聚脂改性的环氧 树脂 色浆主要为颜料份 - 8 - 交联树 脂 封闭异氰酸树脂乳液主要为树脂份 中和剂有机酸中和剂用于调整槽液 PH 值和 MEQ 值 调整溶 剂 醇、醇醚和酮类溶剂补给溶 剂 用于调节槽液溶剂含量 表(1-1) 阴极电泳反应机理。如图(1-2)所示: H+ H+电泳槽液 电泳槽液电泳槽液电泳槽液 - - - - + + R-OH- R-OH- R-NHCOO- 电解 电解 电渗 电渗 电沉积 电沉积 电泳 电泳 2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2O 图(1-2) 1.3.21.3.2 PVCPVC、中涂、中涂 工艺流程:粗密封-遮蔽-细密封-
13、上一次性堵件-擦净 -PVC 烘干-强泠-底漆-打磨-擦净-中涂喷漆-烘干 -强冷。 - 9 - PVC 涂料是以聚氯乙烯树脂为主的塑料溶胶涂料,属无溶剂涂料, 固化条件为温度 110 140,加热 1015 min 或随中涂、面漆一道烘干。 在轿车车身涂装工艺中,PVC 涂料作为填密缝隙用密封胶和车底涂料, 以提高车身的密封舒适性和车身底板的耐蚀性和抗石击性。PVC 涂料的 主要发展方向是低密度化,其密度由 1.4 g/cm2 可降到 0.8 g/cm2;其次 是提高其与中涂、面漆的相溶性。 在复合涂层中,中涂作为承上启下的过渡层,其作用早已为大家所熟 知对提高面漆的丰满度、 附着力和其它机
14、械性能及复合涂层的耐候性 能均功不可没。其作用主要是,当底漆涂层粗糙度高、不平整,或修整打 磨后底漆层露底需喷修补底漆,或者对涂层厚度及丰满性要求很高时, 中 涂层非常重要。另外,在某些喷涂浅色以及鲜艳颜色的金属面漆的场合, 为保证不出现色差,应用浅色或同色中涂也是必须的。但有的厂家为了节 约成本,也有不用中途这一工艺的。总之涂层体系中是否需要中涂层, 应 根据产品质量要求,面漆颜色以及生产过程的成本要求等因素综合考虑, 并进行必要的试验才能确定。 1.3.31.3.3 车身面漆涂装(金属底色漆、罩光清漆)车身面漆涂装(金属底色漆、罩光清漆) 工艺流程:擦净离子风吹淋机器人喷涂(色漆)人工补
15、喷(色漆)预烘干强冷机器人喷涂(罩光清漆)人工补 喷(罩光清漆)烘干强冷。 汽车车身面漆是车辆最外层的涂层, 它是车辆外观装饰及防腐的直接 反映,一般都希望汽车涂层具有极好的光泽度。光泽的优劣除与汽车车身 外形设计、车身加工的外表精度以外,还与选用的涂料与表面涂层的配套 工艺有关。必须进行精心的涂装设计和具备良好的涂装环境条件,才能使 表面涂层具有优良的装饰性。同时,汽车涂装属于高级保护性涂装,所得 的面漆涂膜必须具有优良的耐腐蚀性、耐候性和耐崩裂性。 目前,为了节约生产时间和成本,和技术上的成功,在色漆与罩光清 - 10 - 漆工艺中,大部分汽车生产厂家都采用了先进的“湿碰湿工艺”。 喷涂
16、的第一道漆膜(色漆)还没有实干时接着就喷涂第二道(罩光清漆), 这 种喷涂工艺叫做“湿碰湿”。是一种节约能源、减少工序的方法,但并不适 用于所有的涂料。 1.3.41.3.4 车身修饰、喷蜡车身修饰、喷蜡 修饰,顾名思义就是为了使涂装完的车身达到工艺要求的范围内。 因 为在生产过程中不可能让每一辆车都能一次性达到合格的要求 (这里是车 身涂装要求)。这时就需要对那些车身表面有涂装缺陷处进行修饰,包括 打磨、上腻子、补漆、抛光等等。把经过检验合格的车声喷蜡,车蜡的基 质一般都是棕榈蜡,针对用途不同,有抛光,去污,防潮/水,填充,增 亮,抗磨,防静电等多种针对性或综合性的配方。而蜡基本身亦有着如砂
17、 纸一样的从粗到细的多级质量。最后由吊车或滑橇送入总装车间。 - 11 - 第 2 章 汽车面漆涂装工艺 2.12.12.12.1 汽车面漆的组成及原理汽车面漆的组成及原理汽车面漆的组成及原理汽车面漆的组成及原理 2.1.12.1.1 汽车面漆的组成汽车面漆的组成 汽车面漆主要由四部分组成:电泳底漆、中涂、色漆、罩光清漆。 电泳底漆。电泳涂装法是一种特殊的涂膜形成方式,仅适用于与一 般涂料不同的电泳涂装专用的水溶性涂料,简称电泳涂料。电泳涂装法有 阳极电泳法和阴极电泳法两种, 它的简单原理是用蒸馏水或离子水将电泳 涂料按规定调配好后,装入一定容积的槽中,将被涂件用电葫吊或采用悬 挂输送链选送入
18、电泳前的水冲槽进行充分水冲洗,送入泳槽浸渍泳涂, 通 上电流(可先通电或后通电),经电泳、电沉积、电渗、电解等反应过程, 使涂料沉积在被涂件表面上,一定时间取出,用水冲洗干净被涂件表面从 槽液中带出的涂料后,送入烘干炉干燥后形成附着力极好的涂层。电泳涂 装的涂装效率很高,涂料附着力强,涂层薄厚均匀,涂装质量好,涂料利 用率高,省工省料,污染小,废液废水可超虑,易形成自动化连续化涂装 生产。但设备投资较高,涂层薄只适宜于底层涂装。近 30 多年来,随着 电泳涂料质量的提高和新品种的开发及电泳涂装技术和装备的完善, 电泳 涂装成为汽车涂装的发展中心。在全世界的汽车车身涂装中,已有 90% 以上采用
19、阴极电泳涂装底漆。 中涂。 它的特点是填充性能好, 可填补金属版金和底漆的细小不平面, 减少面漆厚度(面漆太厚成本高,还易产生桔皮状),增加面漆丰满度。 色漆。为赋予涂膜以颜色,并阻挡光线透过,或为增强涂膜的机械性 能、化学性能而在漆料中添加各种颜料及填料制成的涂料,涂于底材时, 形成的涂膜能遮盖底材并具有保护、装饰或特殊技术性能,这种涂料称为 色漆。 罩光清漆。涂于面漆之上形成保护装饰涂层的清漆统称为罩光清漆, - 12 - 其特点是光泽高,清晰度优,丰满度好,同时具有一定的硬度、耐磨性、 耐候性等。 2.1.22.1.2 油漆的原理油漆的原理 油漆涂布于物体表面上后,由液体或不连续的粉末状
20、态转变为致密 的固体连续薄膜的过程,称为涂膜的干燥或固化。涂膜干燥是油漆施工的 主要内容之一。由于这一过程不仅占用很多时间,而且有时能耗很高, 因 而对油漆施工的效率和经济性产生重大的影响。 涂膜的固化机理有三种类型,一种是物理机理,其余两种是化学机 理。 第一,物理机理固化。只靠油漆中液体(溶剂或分散剂)蒸发而得 到干硬涂膜的干燥过程称为物理机理固化。 高聚物在制成油漆时已经具有 较大的相对分子质量,失去溶剂后就变硬而不黏,在干燥过程中,高聚物 不发生化学反应。 第二,油漆与空气发生反应的交联固化。氧气能与干性植物油和其 他不饱和化合物反应而产生游离基并引起聚合反应, 水分也能和异氰酸酯 发
21、生反应,这两种反应都能得到交联的涂膜,所以在储存期间,油漆罐必 须密封良好,与空气隔绝,通常用低相对分子质量的聚合物(相对分子质 量 10005000)或相对分子质量较大的简单分子,这样,油漆的固体份 可以高一些。 第三,油漆之间发生反应的交联固化。油漆在储存间必须保持稳定, 可以用双罐装油漆法或是选用在常温下互不发生反应, 只是在高温下或是 受到辐射时才发生反应的组分。 2.22.2 涂装的定义及功能涂装的定义及功能 涂料是一种有机高分子胶体混合物的溶液或粉末,涂布在物体表面 上,能干燥固化形成一层薄膜,均匀地覆盖和良好地附着在物体表面上, - 13 - 不论其中是否含有颜料,都叫涂料。涂料
22、旧称油漆,由于过去的涂料几乎 离不开植物油,故称为油漆。随着科学的发展,各种有机合成树脂原料广 泛地被利用,油漆产品发生了根本变化,准确的名称应为有机涂料,简称 涂料。将涂料涂布到清洁的被涂物表面上,经干燥成膜的工艺叫涂装。 改革开放以来,我国汽车工业取得了长足的进步,汽车拥有量更是 以惊人的速度在递增,其中最显著的是轿车数量迅速增加,在车辆拥有量 中所占比重也越来越大。国产的、SKD 和 CKD 方式组装的、直接进口的 各种牌号、各种级别轿车应有尽有,琳琅满目,各种造型、色彩缤纷的车 流已构成现代都市亮丽的风景线。拥有一辆“私家车”,也已成为现代家庭 追求的时尚。 汽车面漆起到保护车厢不被腐
23、蚀与美化外观的作用,是整车质量最 重要的指标之一。因为喷涂油漆占轿车生产总费用的百分之二十,而且买 主首先注意到的是面漆的颜色和喷涂的质量,对买卖成交的影响很大。 因 此汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术, 往往投入巨大的资金和人力去发 展和改进轿车的面漆,强调抓住人们视觉的第一印象。轿车的漆面要求映 象率高,光亮如镜。除了油漆质量外,还要有相当高要求的工场环境和工 艺技术。从车辆车身喷漆至烘漆的过程中,工场内要空气清洁,不能有过 量的尘埃。 在现代化工场内, 油漆的调色、 喷涂方式均已实现电脑化管理。 由于科技的进步,今天的喷涂工艺与十几年前的喷涂工艺已有很大的区 别,无论油漆的颜色、 粘结性
24、、添加剂、稳定剂、溶解系统和工艺技术 均发生了变化,而且这种变化目前仍在进行之中,使到轿车面漆质量得到 很大的提高。 面漆以普通本色漆和金属闪光色漆、珠光色漆等三种为主,现在轿车 多用金属闪光色漆和珠光 色漆,喷涂这些面漆后再喷涂罩光清漆,可令 整个车身明亮如镜。现在轿车车身的喷涂工艺一般按照这些程序进行, 普 通轿车车身要喷涂三层,由阴极电泳底漆,中涂和面漆组成,有些中高级 - 14 - 轿车车身要喷涂四至五层,由阴极电泳底漆、中涂一至二层和面漆一至二 层组成,以达到较高的外观装饰性。 轿车能起到美化城市的作用,在于其别致的造型和漂亮的外表面。 轿 车的外表面 90%以上是涂漆面,显然涂层质
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