冷轧板车身在前处理过程中生锈的分析与防治剖析

冷轧板车身在前处理过程中生锈的分析与防治许业柱（1），曲茂林（2），朱晓磊（3）（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230000）【摘要】：本文分析了冷轧板车身在前处理过程中生锈的原因及防治办法,并列举了瑞风商务车的前处理防锈措施。

【关键词】：冷轧板车身；前处理；生锈Analysis and Prevention of the Rust which Occurred on Car Body inPretreatmentXU Ye-zhu（1）, QU Mao-lin（2）, ZHU Xiao-lei（3）(Anhui jianghuai automobile co.，ltd.)Abstract:Analysis the causation of rust which occurred on car body in pretreatment, and particularized the antirust method of REFINE MPV.Key Words: cold-rolled steel car body；pretreatment；rust1.引言在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜。

如果这层水膜呈较强酸性时，H+得电子析出氢气，这种电化学腐蚀称为析氢腐蚀；如果这层水膜呈弱酸性或中性时，能溶解较多氧气，此时O2得电子而析出OH-，这种电化学腐蚀称为吸氧腐蚀，是造成钢铁腐蚀的主要原因。

冷轧板车身在前处理过程中，周围空气潮湿，温度较高，车身表面容易发生吸氧腐蚀，生成氧化铁，棕红色的物质，即铁锈。

铁锈在车身表面上呈点状或线状，根据生锈程度的不同，其颜色的深浅也略有差异。

铁锈附着在车身上，会对磷化膜的质量产生影响，导致电泳漆膜不均匀，影响漆膜的防腐性能和外观。

同时，会对后续的打磨等作业造成不利影响。

2.概况涂装前处理的目的是去除被涂物之外的所有异物，提供适合于涂装要求的良好基底，增强涂层对被涂物表面的附着力，为涂层的平整性创造良好的条件，提高涂层的装饰性。

其工艺流程一般如下：预清洗脱脂水洗表面调整磷化水洗新鲜纯水洗冷轧板车身在前处理工程中，有的在磷化前发生锈蚀，有的在磷化过程中发生锈蚀，还有的是在磷化后发生锈蚀的。

不管是在哪道工序发生的锈蚀，都会影响到车身漆膜的防腐和装饰性能。

3.车身锈蚀的原因及对策3.1、磷化前车身锈蚀的原因及对策磷化前车身锈蚀的原因有白车身本身问题，水洗问题，工序间时间间隔过长问题，及前处理室体通风问题等。

3.1.1、白车身表面质量白车身在进入涂装之前，其表面上的明显油污和锈迹应该处理干净，但在其表面上的轻微锈迹是不易发现的，当然就得不到有效处理。

这样的车身进入涂装前处理时，其表面的锈迹会被放大，从而凸显出来。

冲压件库存时间长，白车身放置时间长或被水渍污染等因素，都会导致锈迹产生。

这样产生的锈迹有的可以看见，便于处理，有的不易看见，只是在表面形成很轻微的锈点。

对于来件问题导致生锈的我们可以作如下控制。

减少冲压件和白车的库存量，缩短库存时间。

检查白车身到涂装的输送过程，避免白车身在输送过程中被水侵蚀。

对车身上的明显锈迹和油污进行处理。

对于在白车身表面看不见锈迹的，但在前处理过程中出现局部锈蚀的，在车身入槽前用400号砂纸对该部位进行打磨，便可以消除锈蚀问题。

3.1.2、水洗水洗的目的是去除车身附着的脱脂剂等异物，避免对后续槽液的污染，降低车体温度。

水洗可分为喷洗和浸洗。

不管是喷洗还是浸洗，其水质都有可能影响到车身的锈蚀。

水质污染严重，杂质离子含量过高，水温过高等因素都会导致车身生锈。

可以通过增加水洗槽的倒槽频次，加大生产过程中的溢流量来控制。

水洗时间过长，车身也可能会在水洗过程中发生锈蚀。

如果通过改变水质和降低水温的方式都不能解决车身锈蚀问题的话，则可以在浸水洗槽中添加磷化中和剂和促进剂来抑制其锈蚀。

磷化的促进剂一般是指亚硝酸盐。

低浓度的亚硝酸盐溶液具有缓蚀作用。

其原理是利用亚硝酸盐的强氧化性在钢板表面形成Fe3O4氧化膜，以阻止生锈。

3.1.3、工序间隔时间各个工序间的间隔时间如果太长，会造成车身在运行过程中生锈。

车身出槽后进入工序之间的间隔进行沥水，其表面水份逐渐挥发，若间隔时间过长，车身表面水膜被破坏，出现局部干燥，洁净的钢板裸露在高温高湿的环境中，极易生锈。

但工序间的间隔时间又不易太短，间隔时间若太短，工件存水处的水，不能完全有效的沥干，产生串槽现象，特别在喷淋处，会产生相互喷射飞溅串槽，使槽液成分不易控制，甚至槽液遭到破坏。

因此在考虑工序间隔时，应根据工件几何尺寸、形状选择一个恰当的工序间隔时间。

对于已经投入生产的生产线，若出现车身在工序间隔处出现干燥现象，可以在该处安装喷淋管，增加水膜保护。

喷淋不易大，避免串槽，达到淋湿车身的目的就可以。

3.1.4、室体通风前处理线一般在两端设有风幕，脱脂和磷化工序上方都设有抽风，脱脂磷化之间设有送风。

通风的目的主要是及时抽走脱脂上方的碱雾和磷化上方的酸雾，避免工序间酸碱污染。

若通风过大，车身在工序间沥水时，其表面水份容易干燥，导致水膜不均匀，引起生锈。

可以通过调整风阀来控制，也可以在进风口增加挡板，避免进风直吹车身来控制。

3.2.磷化过程中车身锈蚀的原因及对策磷化的主要工艺参数有总酸，游离酸，促进剂的点数，温度和时间等。

影响车身锈蚀的因素有总酸，游离酸，促进剂的点数，温度，关键离子含量，槽液循环和表面调整状况等。

3.2.1、总酸和游离酸磷化的总酸和游离酸对磷化质量起着决定性作用。

总酸高磷化速度快，结晶细致均匀;相反，磷化反应慢，磷化膜不均匀，容易生锈。

但总酸又不宜过高，过高会造成膜太薄。

游离酸首先参与酸蚀反应。

游离酸过高，酸蚀反应剧烈，形成大量气体，成膜速度慢，结晶粗大多孔，容易发生锈蚀；游离酸过低，酸蚀反应太慢，不利于成膜，也容易生锈。

3.2.2、促进剂磷化中使用的促进剂多是氧化型促进剂。

促进剂可以氧化酸蚀反应中产生的氢气，提高磷化反应速度，消除氢脆。

促进剂含量不够，酸蚀反应中产生的气体，得不到及时处理，磷化成膜速度慢，结晶粗大多孔，车身容易发生锈蚀。

若发现车身在磷化过程中发生生锈，可以向槽液中增加促进剂来调整。

3.2.3、温度合适的温度有利于金属阳离子的溶解、磷酸盐的水解反应和磷化膜的形成。

温度过高会使游离酸上升，增加铁的溶解，导致沉渣过多，槽液难以控制，同时会导致磷化结晶粗大。

但温度过低，磷化成膜慢，磷化膜不均匀或膜厚不足，车身容易生锈。

3.2.4、关键离子含量磷化槽液中关键离子有Zn2+,Ni2+,Mn2+,PO43-和NO3-。

这些离子的含量会直接或间接影响磷化膜的质量。

如，Zn2+含量过底，不利于磷化膜的形成，致使磷化膜不均匀或膜厚不足，车身容易生锈。

3.2.5、槽液循环磷化槽液循环如果严重不够，不利于磷化膜的形成，反应中产生的气体也得不到及时处理，车身容易生锈。

3.2.6、表调冷轧钢板在冷成型过程中表面形成一种氧化膜，表面含碳量较高，难以磷化。

因此，必须在磷化前使用表面调整剂来调整。

如果表调失效，车身也容易生锈。

3.3.磷化后车身锈蚀的原因及对策磷化后的工序主要是水洗，有的可能有钝化。

车身在磷化后发生锈蚀，主要原因是车身的磷化膜不均匀，局部漏磷，或工序间间隔时间过长，或室体通风过大，车身表面的水膜被破坏所致。

主要措施应该从改善磷化膜质量和调整室体通风入手。

4、瑞风商务车在涂装前处理过程中的防锈措施江淮汽车有限公司生产的瑞风商务车外板材料主要是宝钢的SPCEN，其涂装前处理使用的是凯密特尔前处理材料。

工序如下：热水洗预脱脂脱脂一水洗（喷）二水洗（浸）表调磷化三水洗（喷）四水洗（浸）纯水洗新鲜纯水喷淋主要工艺参数如下：热水洗温度60-70℃预脱脂总碱14-20点游离碱8.5-16点温度55-65℃脱脂总碱15-18点游离碱8-15点温度50-60℃一水洗碱污＜3点表调pH 8.5-10.0磷化总酸15-18点游离酸8-15点气点(60ml) 3-4点温度45-55℃三水洗酸污＜1.5点四水洗酸污＜1.5点工件沥水电导率＜30us/cm瑞风商务车的前处理线链速较慢，工序间间隔时间较长。

在夏季的时候，车身表面容易出现轻微的黄色锈迹。

因此，我们在日常工艺管理中，除了控制通常的工艺参数外，还采取了以下措施，来消除锈迹的发生。

4.1、增加挡板在前处理室体的风机送风口处增装分流当板，避免送风直吹车身，保护车身水膜。

4.2、控制一水洗温度对于一水洗，在日常生产过程中，除了定期更换水外（一般每周1次），还要监测其温度。

现场将其水温控制在40℃以下，主要是通过调整溢流的大小来调节水温。

4.3、二水洗中中加料二水洗为浸渍槽，水洗时间较长。

为了防止车身在浸洗过程中发生锈蚀，在二水洗中添加中和剂和促进剂。

槽液一般每周更换一次，参数控制如下：表2 二水洗参数控制项目参数备注pH 9.5-10.5 pH计汽点6-8 ml 气点计,60ml4.4、磷化关键离子含量控制商务车涂装磷化工序控制的关键离子有Zn2+,Ni2+,Mn2+,SiF62-,PO43-和NO3-。

参数控制如下：表3 磷化关键离子含量离子含量 (g/L)锌离子（Zn2+） 1.1-1.5镍离子（Ni2+）0.4-0.8锰离子（Mn2+）0.5-1.0氟硅酸根（SiF62-）0.9-1.1磷酸根（PO43-）10-16硝酸根（NO3-）2-105、总结涂装前处理过程复杂，在生产过程中遇到的问题也多，导致问题发生的原因也不单一。

要弄清问题发生的原因，一般可按照以下步骤进行检查。

a、分别检查各槽液的工艺指标是否在工艺范围内，并对槽液的指标进行检测。

b、检查槽液的温度和压力。

必要时，可用温度计手工进行检测，以消除测温仪表可能带来的误差。

c、检查操作人员的工作是否正确。

d、检查室体通风是否正常。

e、检查前处理药剂的质量。

f、检查前处理用水。

g、若是喷淋工艺，则需检查喷嘴是否堵塞，方向是否合理。

h、检查槽液是否过载或耗尽。

i、检查白车身及板材是否更换及库存情况。

以上是作者在多年工作中积累的经验，认为值得推广，仅供同行们参考，如有不妥之处，欢迎批评指正。

作者介绍：许业柱，男，2004年毕业于安徽大学，工程师，现任江淮汽车股份有限公司商务车涂装分厂技术主管。

曲茂林，男，2002年毕业于吉林大学，工程师，现任江淮汽车股份有限公司商务车涂装分厂厂长。

朱晓磊，男，大专，操作师，现任江淮汽车股份有限公司商务车涂装分厂前处理电泳工段工段长。