العوامل المؤثرة على التصاق مسحوق الطلاء في كبائن السيارات

مع تزايد اهتمام الدولة والمجتمع بالبيئة، تم إدخال الخطة الوطنية للتحكم في الهواء والوقاية منه وحدود انبعاث المركبات العضوية المتطايرة في الهواء المحلي، والتي تقيد بشكل صارم انبعاث ثلاثة نفايات في صناعة طلاء السيارات.

الأداء الشامل لطلاء المسحوق أعلى من أداء الطلاء، وقد أصبح الاتجاه السائد هو استبدال الطلاء السائل.

يعد الالتصاق مؤشرًا فنيًا مهمًا يتعلق بالخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل ومقاومة الطقس للطلاءات. بناءً على خصائص المقصورة نفسها وعملية الطلاء الخاصة بها، تختلف بودرة الطلاء عن الدهانات التقليدية في التحكم في التصاق الطلاء.

في هذه الورقة، يتم تقديم حالة تكنولوجيا طلاء المسحوق التي يروج لها خط الطلاء الداخلي للسيارات، وتناقش العوامل التي تؤثر على الالتصاق بالتفصيل، ويتم اقتراح طرق التحكم وتدابير التحسين.

1. خصائص عملية طلاء النقل

عملية طلاء المسحوق لحجرة السيارة هي كما يلي: الجزء العلوي ← مسح ← إزالة الشحوم ← غسله بالماء ← تعديل السطح ← الفوسفات ← غسله بالماء ← غسل الماء النقي ← الرحلان الكهربائي ← تنظيف UF (الترشيح الفائق) ← غسل الماء النقي ← التجفيف الكهربائي ← الطحن والمسح ← اللصق ← المسح قبل رش المسحوق ← رش المسحوق ← التجفيف ← الفحص ← الغرامة ← الإصلاح ← الأجزاء التالية.

يقارن الجدول 1 عملية طلاء العربة مع المنتجات الأخرى، مثل الإطارات والأجهزة. يمكن ملاحظة أنه بالمقارنة مع قطع العمل الأخرى، فإن عملية الطلاء بالمسحوق للعربة هي الأكثر اكتمالاً. في عملية "الطلاء المركب"، وهي عملية "متعددة العمليات"، من الضروري التأكد من توازن الالتصاق بين كل طلاء، مع مراعاة التوافق بين كل عملية.

2. العوامل المؤثرة على التصاق مسحوق الطلاء

طلاء المسحوق خالٍ من المذيبات ويتم خبزه مباشرة في فيلم في حالة "جميع المواد الصلبة". بالمقارنة مع الطلاء السائل، فإن وقت ترطيب السائل أقصر في عملية تشكيل الفيلم، ووقت الخبز في حالة الغراء أطول، ودرجة حرارة الخبز أعلى، والطلاء أكثر سمكًا، وتماسك الفيلم الجاف أكبر.

وفقًا لـ GB/T9286–1998 "اختبار الخدش للصبغ وفيلم طلاء الورنيش"، تم فحص التصاق الطلاء بعد كل عملية في المختبر للتحقق من تأثير كل عملية على الالتصاق.

2.1 عملية ما قبل المعالجة

2.1.1 مسح نظيفة

تؤثر حالة سطح اللوحة الفولاذية على الالتصاق. يحتوي فيلم الأكسيد الموجود على سطح الركيزة في المقصورة على رابط ضعيف مع المعدن، مما يجعل الطلاء اللاحق سهل الالتصاق والتقشير. ولذلك، فإن قطعة العمل تحتاج إلى أن يتم صقلها عن طريق الطحن اليدوي لمسح مقياس الأكسيد أو السفع بالخردق قبل الطلاء.

2.1.2 إزالة الشحوم

التوتر السطحي لبقع الزيت منخفض، كما أن التصاقه بالمعادن والطلاءات ضعيف جداً مما له تأثير كبير على الالتصاق. تتضمن عملية إزالة الشحوم بشكل أساسي إزالة الشحوم المسبقة، وإزالة الشحوم، وما إلى ذلك، والتركيز المنخفض للطب السائل، وتغير الرقم الهيدروجيني، ودرجة حرارة العملية لا تصل إلى المستوى القياسي، ووقت العلاج قصير جدًا.

بالإضافة إلى ذلك، يصعب بشكل خاص إزالة الزيت المضاد للصدأ الموجود على بعض اللوحات، لذلك من الضروري التحقق قبل اختيار الزيت المضاد للصدأ، ويمكن استخدام الزيت المؤهل.

2.1.3 النغمة

ستؤدي معلمات عملية تكييف السطح غير الطبيعية إلى جزيئات بلورية كبيرة وطبقات غشاء فضفاضة، مما سيؤثر بشكل خطير على التصاق مسحوق الطلاء.

2.1.4 الفوسفات

تعد عملية الفوسفات عاملاً مهمًا يؤثر على الالتصاق، وتشمل معلمات التحكم الخاصة بها الحموضة الكلية، والحموضة الحرة، وتركيز المسرع، ودرجة حرارة الحمام، ووقت الفوسفات، وما إلى ذلك. يتم فوسفات قطعة عمل الحامل بشكل عام بواسطة الزنك الثلاثي، وعادةً ما يتم التحكم في درجة الحرارة عند 40 ~ 55 درجة مئوية، والوقت هو 2 ~ 3 دقائق.

عندما تتغير المعلمات، مثل درجة حرارة سائل الحمام مرتفعة جدًا، يكون تفاعل الفوسفات عنيفًا، وسيتم فقدان محتوى الأيونات الفعال، مما يؤدي إلى تبلور غير منتظم وحتى تبلور ثانوي، وتكون جزيئات فيلم الفوسفات التي تم الحصول عليها كبيرة جدًا، متناثر وغير كثيف، وأخيرًا سيقل الالتصاق بين طبقة الفوسفات والركيزة.

رش مسحوق الطلاء أو الطلاء الكهربي (أي عملية الطلاء الفردي) مباشرة على فيلم الفوسفات لديه بشكل عام مجموعة واسعة من المتطلبات لجودة الفوسفات، وحجم الجسيمات البلوري لفيلم الفوسفات هو 5 ~ 25 ميكرومتر، ويمكن التصاق فيلم الطلاء يمكن ضمانه عندما يكون سمك الفيلم 1 ~ 10μm.

ومع ذلك، عند فحص التصاق الأنظمة الداعمة المختلفة (انظر الجدول 2)، وجد أن التصاق نظام "الرحلان الكهربائي + مسحوق الطلاء" كان غير مؤهل عندما كان سمك فيلم الفوسفات حوالي 9 ميكرومتر. يثبت الاختبار أن النظام لديه متطلبات أكثر صرامة فيما يتعلق بسمك وحالة تبلور فيلم الفوسفات، ولا يمكن ضمان التصاق المنتج النهائي إلا عندما يكون حجم الجسيمات البلورية 5 ~ 10 ميكرومتر وسمك الفيلم 1 ~ 3 ميكرومتر.

2.2 الرحلان الكهربائي

2.2.1 التوافق بين الطلاء الكهربي وطلاء المسحوق

يمكن تقسيم الطلاء الكهربي إلى نوع قياسي ونوع مقاوم للطقس وفقًا لمستوى مقاومة الطقس. تعتمد الدهانات الكهربية القياسية عادةً على راتنجات الإيبوكسي ذات المقاومة الجيدة للتآكل، ويمكن أن تتفاعل مجموعاتها القطبية الحرة مع مسحوق الطلاء لتكوين روابط كيميائية، لذلك يكون هناك التصاق جيد بين الاثنين.

يتكون راتينج الطلاء الكهربي المقاوم للطقس بشكل أساسي من راتنجات الإيبوكسي والبوليستر والأكريليك، نظرًا لاختلاف التوتر السطحي، فإن الراتينج ذو التوتر السطحي الكبير يغوص في الطبقة السفلية أثناء تكوين الفيلم، ويطفو راتنج الأكريليك ذو التوتر السطحي المنخفض على السطح، ولا توجد مجموعة نشطة للربط مع مسحوق الطلاء للطبقة العليا، وبالتالي فإن الالتصاق بين الاثنين ضعيف.

قبل اختيار الطلاء الكهربي المقاوم للعوامل الجوية، من الضروري التحقق من التوافق مع مسحوق الطلاء.

2.2.2 مقاومة درجات الحرارة العالية للطلاء الكهربي

ظروف تجفيف مسحوق الطلاء هي (180~190) درجة مئوية × 20 دقيقة، في حين أن ظروف تجفيف الطلاء الكهربي عادة ما تكون (160 ~ 170) درجة مئوية × 20 دقيقة، إذا تم خبزه عند درجة حرارة (180 ~ 190) درجة مئوية × 20 دقيقة قد يكون جافًا بشكل مفرط، وهناك خطر ضعف الالتصاق بمسحوق الطلاء.

لذلك، من الضروري التحقق من مقاومة الخبز لدرجة الحرارة العالية للطلاء الكهربي للتأكد من أنه يعمل بشكل جيد عند 190 درجة مئوية × 60 دقيقة، وأن الالتصاق بمسحوق الطلاء لا يزال من الدرجة 0 بعد التجفيف.

2.2.3 ظروف تجفيف الطلاء الكهربي

يكون التصاق مسحوق الطلاء بالطلاء الكهربي أقوى من ذلك الذي تم الحصول عليه عن طريق المعالجة المسبقة، وبمجرد عدم تجفيف طبقة الرحلان الكهربي بدرجة كافية، فمن السهل التعامل مع الطلاء العلوي، ولكن عندما يتم ضبط وقت التجفيف لفترة طويلة جدًا أو تم ضبط درجة الحرارة على درجة عالية جدًا، وسيتم علاج الطلاء الكهربي بشكل مفرط، وسيزداد التوتر السطحي، مما يؤدي إلى تقليل التصاق مسحوق الطلاء على الطبقة الكهربي.

بعد المعالجة المسبقة والرحلان الكهربائي عبر الإنترنت، يتم تجفيف لوحة الاختبار تحت ظروف مختلفة، ويتم اكتشاف الجفاف ومن ثم يتم رش لوحة التعليق عبر الإنترنت بالمسحوق، ويتم التحكم في سمك طلاء المسحوق إلى 100 ~ 120 ميكرومتر.

2.3 مسحوق الطلاء

2.3.1 معلمات عملية طلاء المسحوق

باستخدام الرش الكهروستاتيكي، فإن معلمات العملية النهائية المستخدمة في هذا المجال هي كما يلي: مسافة البندقية 20~40 سم، الجهد الكهربي 50~80kV، التيار 10~40μA، خرج المسحوق 100~300 جم/دقيقة. بعد تصحيح عدة جولات من معلمات العملية، وجد أن معلمات البناء تؤثر فقط على معدل استخدام الطلاء ومعدل المسحوق لمرة واحدة، ولكنها لا تؤثر على الالتصاق.

2.3.2 اختيار مسحوق الطلاء

على الرغم من أن مسحوق الطلاء قد تم استخدامه بشكل ناضج في الأجهزة المنزلية وقطع غيار السيارات وغيرها من المجالات لسنوات عديدة، نظرًا لخصوصية طلاء المقصورة، فإن مسحوق الطلاء المستخدم مستقل بذاته، وله متطلبات أعلى من الصناعات الأخرى.

2.3.3 سمك الفيلم المطلي بالمسحوق

عندما يتم تشكيل الطلاء على ركيزة صلبة، فإنه يمكن أن يقاوم الالتصاق بسبب الضغط الداخلي الناجم عن عدم القدرة على الانكماش، ولا يلزم سوى قوة خارجية صغيرة لكسر الرابطة. إذا كانت طبقة الفيلم سميكة جدًا، فإن قوة الانكماش الداخلية سيكون لها تأثير تقشير قوي على الطبقة السفلية، مما سيؤثر على الالتصاق بين الطلاءات والركيزة.

عندما يظل نموذج طلاء المسحوق كما هو، كلما زادت سماكة طبقة الفيلم، زاد الضغط الداخلي، وكان الالتصاق أسوأ. كقاعدة عامة، يتم التحكم في سمك طلاء المسحوق أقل من 160 ميكرومتر، ويمكن تثبيت الالتصاق عند الفئة 0.

وتعتمد مقصورة السيارة في الغالب لوحة مموجة، وهناك المزيد من الأسطح المقعرة والمحدبة، وتوزيع سمك مسحوق الطلاء غير متساو، لذلك يوصى بالتحكم في سمك الفيلم للسطح المقعر لتلبية متطلبات قوة التغطية الهندسية المنخفضة، عموما 70 ~ 80 ميكرومتر؛ السطح المحدب أقرب إلى مسدس رش المسحوق، وستكون كمية المسحوق أعلى، ويمكن أن يصل سمك الفيلم بشكل عام إلى 120 ~ 130 ميكرومتر.

2.3.4 العوامل المؤثرة على معالجة مساحيق الطلاء

سيؤدي عدم كفاية وقت المعالجة ودرجة حرارة التجفيف إلى جعل الطلاء أكثر هشاشة، مما سيتقشر عند اختبار الالتصاق. لذلك، من أجل التأكد من أن التصاق الطلاء يلبي المعيار، من الضروري تتبع ومراقبة منحنى درجة حرارة الفرن في موقع الإنتاج والتحقق من الالتصاق عند درجة الحرارة هذه.

2.4 النقاط الرئيسية للتحكم في إنتاج خط طلاء المسحوق

2.4.1 سائل أخدود خط المعالجة المسبقة

يحتاج موقع الإنتاج إلى مراقبة معلمات الحمام مرة واحدة في كل نوبة عمل لمراقبة حالة إزالة الارتباط، ودرجة الحرارة، وقلوية إزالة الشحوم، ومعلمات الفوسفات، ومحتوى الأيونات في محلول الفوسفات. وفي الوقت نفسه، يُطلب من الشركات المصنعة لمواد المعالجة المسبقة تقديم خدمات في الموقع وتقديم تقارير أسبوعية عن اختبار محتوى الأيونات.

2.4.2 حالة التجفيف الكهربائي

تحقق مما إذا كان الفرن الكهربائي ومعدات النقل متوافقة مع حالة العملية كل يوم، وامسح بانتظام باستخدام القطن الماص المغموس في الأسيتون لاختبار جفاف طبقة الطلاء الكهربي. أثناء عملية تصحيح الأخطاء والإنتاج التجريبي، يتم استخدام المادة الأولى مع اللوح كل يوم للتحقق من التصاق طبقة الرحلان الكهربائي وطلاء المسحوق، ثم يتم إنتاجها بعد اجتياز الاختبار. بعد التثبيت، يمكن تغييره إلى الكشف العشوائي عن الحواجز.

2.4.3 درجة حرارة الفرن

مرة واحدة في الأسبوع، يتم فحص منحنى درجة حرارة الفرن للرحلان الكهربائي وفرن تجفيف المسحوق بواسطة متتبع درجة حرارة الفرن، ويتم اختبار التصاق الطلاء عند درجة الحرارة هذه.

2.5 حلول لمشاكل التصاق مسحوق الطلاء في موقع الإنتاج

بعد وضع خط إنتاج المسحوق قيد الاستخدام، بشرط أن يكون الطلاء مطابقًا جيدًا وأن حالة المعدات تلبي متطلبات العملية، بمجرد وجود مشكلة ضعف الالتصاق، يمكن تحديد سبب المشكلة وحلها بسرعة عن طريق الطرق التالية في الموقع.

2.5.1 شذوذات المسحوق

يتم رش المسحوق مباشرة على لوح المعالجة المسبقة القياسي ويتم خبزه في فرن معملي صغير لتحديد ما إذا كان المسحوق غير طبيعي.

2.5.2 تشوهات المعالجة المسبقة والرحلان الكهربائي

يتم توفير سوائل المعالجة المسبقة والدهانات الكهربية من قبل موردين مختلفين، ومن الصعب تحديد مصدر المشكلة على الفور إذا كان هناك خلل في الإنتاج. يمكن استخدام "لوحة الفوسفات القياسية" في تشغيل الإنتاج، والتي يمكن أن يتم نقلها كهربائيًا مباشرة ثم رشها بطبقة مسحوقية، ومن ثم يمكن تقييم الالتصاق.

إذا كانت مؤهلة، فهذا يعني أن هناك خللًا في عملية المعالجة المسبقة، وإذا لم تكن كذلك، فهي عملية الرحلان الكهربائي. الطريقة بسيطة وسريعة وفعالة وقابلة للتكرار، والتي يمكنها استكشاف المشكلات وإصلاحها بشكل فعال وضمان جدول الإنتاج الضخم.

2.5.3 اختيار أدوات الكشف

يمكن أن يؤدي استبدال سكين الخدش بسكين متعدد الاستخدامات، وتثبيت سكين الاستخدام بمسطرة فولاذية، واستخدام "شريط اختبار" مثل Scotch4-1000 من شركة 3M، إلى تحسين دقة اختبار الالتصاق بشكل فعال.

3. الاستنتاج

ومن أجل التأكد من جودة الطلاء النهائي، يبحث هذا البحث في تأثير كل عملية على الالتصاق وفقًا لسير العملية، ويعطي نقاط التحكم والمحاليل، مما يوفر مرجعًا معينًا للمصانع الأخرى لتعزيز هذه العملية.