汽车漆缩孔分析

汽车漆缩孔分析第一页，共81页。缩孔、穴陷、针孔（爆孔）缩孔、穴陷、针孔（爆孔）这些词汇，不同术语必须要有明确的定义。沟通错误，将会给快速确定原因和消除缺陷造成困难，甚至使其变成不可能。给这三个术语下定义，在一个课题中来探讨。第二页，共81页。缩孔

缩孔的特征：

缩孔被认为是在漆膜表面，由一个中心点始发，在涂层表面形成的一个圆形凹陷,其边缘多半拱起。

第三页，共81页。有露底和不露底的缩孔，在露底缩孔上能看到底材，相反不露底缩孔看不到底材。第四页，共81页。缩孔表面张力δ

每种固体和每种液体都有确定的、可精确测量的表面张力。它是一种力。一滴液体到达一坚实的底材，我们能看到两种行为方式；第五页，共81页。液体收缩成球型（象油性底材上一滴）向四周流散（象柴油在湿润的街道）第六页，共81页。润湿特性润湿过程由液体的润湿特性和底材的润湿特性所决定。它们的润湿性能取决于各自的表面张力底材的表面张力必须高于液体的表面张力,才能被润湿,它们之间的差值越高,润湿过程越好。第七页，共81页。不同的润湿过程图

漆滴的表面张力高于底材的表面张力第八页，共81页。不同的润湿过程图

不同的润湿过程图

漆滴的表面张力低于底材第九页，共81页。表面活性物质使表面张力改变如果在被涂底材上观测到一个表面张力非常低的尘埃粒子

结论：粒子不被润湿！第十页，共81页。表面活性物质使表面张力改变如果在被涂底材上观测到一个表面张力比较高的尘埃粒子

结论：粒子被润湿！第十一页，共81页。表面活性物质与缩孔当一些表面张力低于所用漆的表面活性物质出现在以下位置时，漆膜常常会发生缩孔：

·在底材上

·在新涂层的表面

·在新漆层第十二页，共81页。污染导致的缩孔引起缩孔的介质可能是直接在底材上，也可能是粘着在被涂物表面，这两种情况总是产生露底缩孔。

第十三页，共81页。中涂层上的露底缩孔的俯视图黑色的CED底漆清晰可见

第十四页，共81页。穿过缩孔的横断面图

这张横断面照片显示了，导致中涂层缩孔的真正原因在CED层。CED层也有缺陷，在整个缺陷处可以看到漆膜厚度很薄。CED层表明在缺陷处有一个表面活性很强的物质，因为这个地区完全没有被中涂所润湿。原因可能是钢板脱脂不好或者是CED材料被污染。

第十五页，共81页。

如果造成缩孔的介质是尘埃颗粒，在施工过程中颗粒已经在漆中，或者这种粒子到达湿的漆膜，主要是形成不露底的缩孔，这种情况，看不到底材。

不露底缩孔有时被误认为是穴陷。它不便于查清缩孔产生原因。表面活性物质总是产生缩孔的直接原因，穴陷有不同的产生原因（见节）。

第十六页，共81页。缩孔造成的缺陷不是缺陷发生频率最高的。然而，从经济方面来考虑，缩孔问题极其重要，严重的缩孔总是导致失去工件，更有甚者可以导致长期停产。所有员工不管以任何方式参与喷涂过程，都应意识到其责任做好严重缩孔的预防工作！第十七页，共81页。分析缩孔成因的步骤严重缩孔出现了！！！

怎么办！！！！制定一个紧急计划！！这个计划是为油漆车间每个工作组检查相应的工艺，工艺工程师同技术服务人员一起检查工艺材料（涂料、稀料和助剂）的步骤做出了描述。

第十八页，共81页。紧急计划范例第十九页，共81页。小结表面活性物质总是产生缩孔的直接原因

表面活性介质在底材或在被涂物表面总是产生露底缩孔

漆中颗粒或环境中尘埃落到漆膜表面主要形成不露底的缩孔缩孔缺陷产生概率不是最高但危害很大必须加强防范意识

制定防范计划第二十页，共81页。穴陷和爆孔穴陷的特征：穴陷被认为是一种类似缩孔的表面缺陷，它不是由表面活性物质所引起。因此，穴陷不应该被认定为缩孔。第二十一页，共81页。产生穴陷的主要原因底材有凹入处在随后涂层简单的重现液体漆膜中夹带的空气气泡破裂

第二十二页，共81页。几乎在每次的施工中，都会出现空气夹带到漆膜中的情况。正常情况下，在脱气过程中空气将逃逸。空气泡从上层漆膜快速上升到漆膜表面，在那里破裂。漆膜深层气泡需要更多的时间到达表面。.在那些漆膜非常厚的地方，气泡从深层几乎没有机会到达表面。事实上，由于溶剂的挥发，漆膜的粘度变得更大，这样，气泡“上升速度”越来越低，在此过程中脱气也变得更困难。

第二十三页，共81页。脱气过程的5个阶段

1.气泡在湿漆膜中2.

气泡到达漆膜表面3.

气泡破裂4.

破裂的气泡留下一个带“软”边的穴陷5.漆膜重新流平

第二十四页，共81页。实际上，穴陷和爆孔常常被一起看到，由此，首先出现一个穴陷区，随着漆膜厚度的增加进入爆孔区。第二十五页，共81页。爆孔爆孔指的是由气泡引起的在干涂层中的缺陷。爆孔出现主要是由于施工中涂料夹带空气造成的。气泡的形成是由于溶剂的快速挥发，这在汽车漆中几乎没有什么意义。

第二十六页，共81页。穴陷与爆孔的联系“穴陷”是由于湿漆膜中夹带空气，朝着表面方向运动形成小气泡，并在表面那里破裂。如果在这个时侯，由于漆膜已经表干，脱气过程被“冻结”，那么气泡将保留在漆膜中。爆孔和穴陷是同一原因造成的第二十七页，共81页。穴陷与爆孔的联系

这两种缺陷几乎总是一起被发现。可以应用相同的程序对两种缺陷进行原因确定和消除。

第二十八页，共81页。注意！

爆孔缺陷必须仔细诊断。小的爆孔经常同金属闪光漆中的斑点相混淆！需要进行一个精确的微观检查。见4.12“斑点”。

第二十九页，共81页。可能引起气泡/穴陷的原因

喷涂设备压缩空气雾化的雾化能

静电喷涂雾化的雾化能施工区和闪蒸区的空气环境漆膜厚度喷涂粘度底材

第三十页，共81页。喷涂设备检查工艺和参数补救措施穴陷/爆孔同时出现，检查喷涂设备。（旋杯、喷嘴、针阀和气孔是否磨损或脏？）更换喷涂设备清洁喷涂设备（通知工艺工程师）第三十一页，共81页。压缩空气雾化的雾化能/雾化程度检查工艺和参数补救措施喷涂设备的空气压力/空气流量太低（雾化和成形空气）调节到标准粘度太高调节到标准第三十二页，共81页。静电喷涂雾化的雾化能/雾化程度检查工艺和参数补救措施旋杯速度、成形空气、电压太低调节到标准粘度太高调节到标准第三十三页，共81页。施工区和闪蒸区的空气环境检查工艺和参数补救措施空气温度太高调节到标准相对湿度太低调节到标准空气向下排风速度太快调节到标准新鲜空气含量调节到标准第三十四页，共81页。漆膜厚度太薄工艺和参数检查补救措施漆流太低（ml/min）调节到标准喷嘴不干净清洗粘度太高调节到标准线速度太快调节到标准电阻调节到标准喷涂距离调节到标准接地调节到标准喷涂设备的交叠程度调节到标准空气向下排风速度调节到标准喷枪移动速度调节到标准第三十五页，共81页。喷涂粘度检查工艺和参数补救措施检测供漆系统中的漆粘度如果喷涂粘度太高，雾化不好/漆滴中残留空气按标准调节到喷涂粘度用指定的稀料降低喷涂粘度1-3秒

使用指定的助剂调节第三十六页，共81页。底材检查工艺和参数补救措施微观检查在典型的缺陷处，用细纱纸小心的打磨，去除上层漆膜到下一层，确定缺陷是否产生在底材由高级管理者来消除的工作错误不能通过调节油漆材料来解决第三十七页，共81页。针孔针孔是在涂层中的小孔，从表面看类似缩孔。然而它和缩孔是完全不同的，它们起因于完全不同的过程。产生针孔的原因在被涂的底材。

第三十八页，共81页。产生针孔的原因产生针孔的原因是在被涂的底材表面有细小开口的缩口小洞或空穴。

第三十九页，共81页。这些空穴可能是在未涂的底材中或在干燥的漆层中。带有细小开口的空穴在漆层中出现，如下图

第四十页，共81页。在喷涂的过程中：空气陷入液体漆膜中空气上升到表面开始在那形成一个气泡，如果在闪蒸区漆膜的粘度得以阻止气泡破裂，那么它只能在随后进入烘箱中破裂，于是就形成了一个带有小开口的空穴

第四十一页，共81页。

在爆孔的情况下，带有细小开口的空穴也可能在中涂层里形成，此时中涂没有被打磨掉，而是只经过简单的“磨擦”。当在有小孔的底材上进行涂装时，漆液不能渗入这些开口（空穴没有被润湿）。空穴中的空气在烘箱中膨胀。在上层没有完全干燥的漆膜上形成气泡，然后破裂。形成锥形状，由于此时涂层粘度很高，它不能再将其开口封闭了。

第四十二页，共81页。针孔形成图

如果在中涂层有一个针孔，并且在中涂层下面有空穴，打磨时没有将其彻底的清除，或是甚至没有发现它，那么在面漆层将会产生一个更显著的针孔。这种缺陷只有一个解决办法：彻底除掉直到空穴上的所有涂层。第四十三页，共81页。针孔的横截面照片

第四十四页，共81页。在镀锌层缺陷，相临处的CED层有一个空穴。这可以是一个缩口的洞，它是面漆上产生针孔的真正原因。中涂层中大的气泡实际上针孔出现在面漆上（金属漆和清漆）。甚至配漆用的合成树脂也不能渗进这缺陷，因此一个更大的气泡出现。第四十五页，共81页。

注意!

尽管我们做了各种预防措施，一旦有针孔出现

必须按照以下的步骤去消除缺陷：

第四十六页，共81页。注意!

打磨时要彻底的清除有缺陷的整个涂层，直到产生缺陷的原因被消除。如果没有严格地做到这一步的话，随后发生的缺陷是不可避免的，此时消除它们将会更复杂、代价也更大。错误的处理常常会导致整个工件的报废。在处理这种缺陷过程中，常常会打磨到金属底材，在这种情况下，喷涂面漆以前，必须喷涂抗腐蚀中涂。第四十七页，共81页。中涂层的针孔产生原因：

打磨阴极电泳漆层出现的金属颗粒或焊珠

在阴极电泳漆层的气泡

第四十八页，共81页。打磨阴极电泳漆层出现的金属颗粒或焊珠

检查工艺和参数补救措施缺陷的微观检查和原因鉴定工件的预清洁（见4.03.1节）CED材料的过滤磁力分离器的清洁由高层管理人员来消除工作错误不能通过调节油漆材料来解决见ED漆的补救措施表第四十九页，共81页。在阴极电泳漆层的气泡

检查工艺和参数补救措施缺陷的微观检查和原因鉴定见ED漆的补救措施表第五十页，共81页。面漆层的针孔产生原因：

中涂的爆孔（打磨）

中涂层的针孔

面漆的打磨爆孔（修补）

第五十一页，共81页。中涂的爆孔（打磨）检查工艺和参数补救措施微观检查，检查整个中涂的施工过程除掉所有的涂层直到消除缺陷起因消除起因（4.4.2节）第五十二页，共81页。中涂层的针孔检查工艺和参数补救措施微观检查能在中涂层看到针孔，但没有被清除？除掉所有的涂层直到消除缺陷起因

由高级管理者来消除的工作错误第五十三页，共81页。面漆的打磨爆孔（修补）

检查工艺和参数补救措施微观检查是否修补前所有的爆孔都被除掉了？除掉所有的涂层直到消除缺陷起因

由上级主管来消除的工作错误第五十四页，共81页。总结表面活性物质总是产生缩孔的直接原因！底材凹入\漆膜中夹带空气泡破裂是产生穴陷的根本原因！漆膜中夹带空气泡破裂是产生爆孔的罪魁祸首！底材表面的空穴\缩口小洞是产生针孔的最终原因！第五十五页，共81页。只有分清缺陷产生的根本原因才能快速的消除缺陷第五十六页，共81页。关于缩孔、穴陷、爆孔、针孔的其它解释缩孔的定义涂料在涂膜上形成不规则的、有如碗状的、小的凹陷，使涂膜失去平整性。它们常常是以１滴或１小块杂质为中心，周围形成一个环行的棱。第五十七页，共81页。缩孔的其它表现形式抽缩（俗称发笑）鱼眼第五十八页，共81页。抽缩

受被涂物面存在的（或混入涂料中）异物（如油、水等）的影响，涂料不能均匀附着，产生抽缩而露出被涂面的的现象。由于产生的原因及现象有较大的差别，露出面积大的且不规则的称为抽缩（俗称发笑）第五十九页，共81页。缩孔

呈圆形（直径多为0.1mm-2mm）的称为缩孔

第六十页，共81页。鱼眼在圆孔内有颗粒的称为“鱼眼”

第六十一页，共81页。缩孔的形成原因涂料的表面张力偏高,流平性差,释放汽泡性差

?工具及设备不干净，有害异物混入涂料中被涂物面不净，有水、油、灰尘、肥皂、硅酮、打磨灰等异物附着

原材料受到油污、硅胶、水等污染

涂装环境空气不清洁，有灰尘、漆雾、硅酮、蜡物、飞絮等

涂装工具、工作服、手套不干净

第六十二页，共81页。缩孔的防治研制和选用涂料时,注意涂料对缩孔的敏感性在涂装车间,无论是设备,工具还是生产用辅助材料等，绝对不能带有对涂料有害的物质，尤其时硅酮

应确保压缩空气清洁，无油无水

确保涂装环境清洁，空气中应无尘埃、油雾和漆雾等漂浮

严禁裸手、脏手套和脏抹布接触被涂面，确保被涂面的洁净

在旧涂层上喷涂时，应用砂纸充分打磨，并擦干净

第六十三页，共81页。理论分析

大多数漆膜表面缺陷都是由于涂料施工后涂膜内物料流动引起。这种流动则是由于表面张力和重力所至，并受粘滞力制约。了解漆膜形成过程中的表面张力现象，漆膜的流动和变化，对于系统防止漆膜缺陷事关重要。第六十四页，共81页。表面张力梯度

缩孔形成的关键是涂层表面产生了表面张力梯度

第六十五页，共81页。表面张力梯度的形成一方面是由于涂料干燥过程中的流动引起溶剂的蒸发，而产生表面张力梯度另一方面是涂膜中颗粒、液滴等低表面张力物质的存在

第六十六页，共81页。涂膜周围及内部有粒子或液滴等污染物存在，它们流动到达涂层表面时，污染物的表面张力低，就会造成表面张力梯度涂料中各组分物质分散不均匀，有些组分比其周围另一些组分表面张力低，造成了表面张力梯度

第六十七页，共81页。缩孔形成由于表面张力梯度的形成，粒子或液滴的表面张力比湿涂膜低，所以在表面上径向地向外流动。由于湿涂膜粘度大，该污染物首先要克服粘度的阻滞作用，拖拉了一些表层以下的涂料如果湿膜较厚，里层的涂料会移到表面补充，消除了缩孔。如果湿涂膜较薄，里层的涂料量不足以补充，就形成了缩孔。第六十八页，共81页。用表面张力解释缩孔的形成第六十九页，共81页。涂料施涂于底材上时，含有溶剂的涂料表面张力为γ1,底材表面张力为γ2此时,γ2>γ1,则易润湿，表现不出弊病随着溶剂的挥发，涂料的表面张力发生变化，由γ1慢慢提高至γ3，当达到γ2时，就会出现缩孔与缩边。如果涂料的表面张力达到γ2时，其粘度已极大，此时的表面张力不足以拉破涂层，就不会出现缩孔。第七十页，共81页。涂料的流动性与缩孔的关系第七十一页，共81页。q——涂料流动性

h——湿涂膜厚度

η——粘度

Δγ——横截面的表面张力梯度

第七十二页，共81页。

由式中可知：要减少缩孔，就应该使涂料的流动性小，而流动性的大小，又取决于涂膜厚度、涂层粘度及表面张力梯度，因此，要求涂膜薄，粘