本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及一种同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺。
背景技术：
涂装是汽车生产制造中的一个重要环节。涂装是一个系统工程，分为涂装前对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥三个基本工序，包括设计合理的涂层系统、选择适宜的涂料、确定良好的作业环境条件、进行质量、工艺管理和技术经济等重要环节。电泳涂装是现有涂装工艺中的一种重要方式，通过将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极(阳极电泳)，另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。
传统汽车前处理电泳工艺如图1所示，传统工艺的磷化膜过程能耗消耗大、处理液对环境影响较大，逐渐被新工艺替代。而薄膜系(锆化、硅烷)前处理因其环保、节能特点，在涂装行业由前期家电行业和汽车零部件应用，通过不断积累、推广，逐渐实现了车身和车架涂装应用。但是薄膜系前处理电泳生产线一般承接整车、车架、备件等多车型的生产任务，不同车型的材质不同，前处理参数设定均不相同。由于实际生产中一条电泳涂装生产线一般只能进行单一条件的设置，如果对不同车型或组件采用同样的处理，则会影响整车的性能指标。现有技术中解决不同车型或组件无法共线的问题一般采用增加厂房或生产线投入，无疑增加了企业成本。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，可以实现一条生产线对不同板材的车身、车架等工件进行电泳涂装前处理。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，具体包括以下步骤：
1)预处理：将待处理工件打磨除锈进行预清理后，水洗去表面杂质；
2)脱脂处理：将步骤1)所得工件进行脱脂处理，脱脂处理条件40～60℃，处理时间40～120s；脱脂槽内槽液的有效成分为：每1000l槽液含有20～40kg脱脂剂和1.0～3.0kg表面活性剂；
3)水洗：设置两步喷淋水洗，第一步喷淋水洗后水洗液碱污染点数≤10ml；第二步喷淋水洗后水洗液电导率≤70μs/cm；
4)防锈处理：对经水洗的工件喷淋防锈剂；防锈剂的喷淋流速0.1～0.5m3/h；
5)薄膜板制备：将步骤4)处理后工件置于薄膜槽内，10～20℃，处理时间120～180s；薄膜槽内槽液由薄膜主剂和补充剂组成；
6)防锈处理：利用喷淋设备对步骤5)所得薄膜板喷淋防锈剂；防锈剂的喷淋流速0.1～0.5m3/h；
7)水洗：将步骤6)防锈处理后薄膜板进行水洗，水洗后水洗液电导率≤30μs/cm；
8)电泳涂装：步骤7)所得工件干燥后，于30～35℃、固体份20～25％的电泳槽中处理150～210s；所用电泳漆为高泳透力电泳漆；
上述步骤中的工件由热轧板和/或冷轧板制成。
优选的，步骤2)中脱脂处理包括预脱脂处理和浸脱脂处理；预脱脂处理利用喷淋设备将脱脂槽的槽液喷淋至工件表面，槽液温度50℃，处理时间60s；浸脱脂处理将工件浸入脱脂槽槽液内，温度50℃，处理时间60s。
进一步优选的，所述脱脂剂为gardocleans5166/1；表面活性剂为gardobondadditiveh7354/1。
优选的，步骤4)和步骤6)处理后工件的返锈时间不小于10min。
优选的，步骤5)薄膜槽内槽液由薄膜主剂、补充剂e3和补充剂e4组成；三种成分通过计量泵控制添加量，计量泵的流量设定为0.25m3/h。
优选的，所述步骤8)中高泳透力电泳漆为ht8000c或ht7010。
本发明的有益效果为：
1)利用现有工段的设置添加防锈处理步骤，使脱脂工件的返锈时间满足工艺衔接要求，避免了因板材生锈对后续薄膜和电泳工艺的影响，同时不影响整体工段处理时间。
2)通过工艺参数调整以及配套高泳透力电泳漆的选择，实现一条生产线即可满足不同材质工件的前处理电泳要求，简化了工艺过程，节约了企业成本。
附图说明
图1传统汽车前处理电泳工艺；
图2本申请所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺路线图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
1)板材与试剂
本申请所用热轧板和冷轧板由宝钢生产；其他所用试剂和材料均为普通市售，或本领域技术人员通过公开途径可以获得。
2)测定方法
脱脂槽内游离碱的测定：取10ml槽液置于锥形瓶中，加5滴酚酞指示剂，用酸滴定至酚酞变色，滴定消耗酸的体积即为游离碱的点数；脱脂总碱测定：取10ml槽液置于锥形瓶中，加5滴溴甲酚绿指示剂，用酸滴定至溴甲酚绿变色，滴定消耗酸的体积即为脱脂总碱的点数；薄膜氟离子的测定：利用氟离子检测仪；薄膜活化点测定：滴定法测定。
实施例1
热轧板和冷轧板是车身或车架生产常用的板材。本实施例中以宝钢热轧板(150*70mm)与宝钢冷轧板(150*70mm)为实施对象进行工艺考察验证。
上述板材首先进入涂装预清理工位。预清理主要进行表面检查，对生锈部位用400#砂纸打磨除锈。预清理后板材进入热水清洗槽，用热水洗去打磨除锈后板材表面的附着物，热水温度50℃，清洗时间60s。
脱脂处理。向脱脂槽内注入约3/4的水，按照每1000升槽液加30kg脱脂剂(gardocleans5166/1)和2.0kg表面活性剂(gardobondadditiveh7354/1)。将擦拭后冷轧板和热轧板放入脱脂槽内，启动循环泵，循环泵压力0.3mpa；温度50℃下进行脱脂处理，处理时间120s。处理后，测得槽液中脱脂游离碱为17.9点，脱脂总碱为20.50点，薄膜氟离子为29ppm，薄膜活化点9.34pt，槽液ph值4.5。相对于磷化过程主要控制总酸度、游离酸度、促进剂浓度相比，上述脱脂处理过程中，槽液的检测参数和控制点更多。为了保证脱脂效果，上述脱脂处理可以分为两步进行：预脱脂和浸脱脂。预脱脂是利用喷淋设备将脱脂槽的槽液喷淋至工件表面；预脱脂后将板材进入脱脂槽中再进行浸脱脂处理；两步脱脂处理的时间均为60s。
在脱脂处理后设置两级过车喷淋，喷淋压力0.1-0.3mpa，喷淋时间60s(喷淋时间可随节拍适当调整，保持板材处于全湿状态)。其中，第一级喷淋用软水或自来水冲洗，喷淋后水洗槽槽液的碱污染点数≤7ml(消耗0.1mol/l盐酸溶液的毫升数即为碱污染点数)。第二级喷淋用水为纯水，喷淋后槽液的电导率≤50μs/cm。经两级喷淋处理，脱脂板材静置10min，发现热轧板和冷轧板均出现返锈问题。由于生产线上脱脂喷淋段至薄膜制备之间的工艺衔接时间超过10min，因而若脱脂板材返锈时间过短会影响后续薄膜板制备过程。为了延缓脱脂板材的生锈时间，在第二级喷淋水洗程序后增加两个防锈剂加药管路及喷淋设备，用于喷淋防锈剂。所用防锈剂为chemetallprotexo1125；喷淋过程采用计量泵控制防锈剂喷淋量，计量泵设定功率0.55kw，流量控制0.25m3/h。
制备薄膜板。在薄膜槽体顶部设置喷淋装置，控制槽体循环泵压力0.3mpa和喷嘴方向，薄膜槽内槽液由薄膜主剂(oxsilan9832)、补充剂e3(oxsilan9832e3)和补充剂e4(oxsilan9832e4)组成；控制温度15℃，处理150s。所述薄膜主剂、补充剂e3和补充剂e4通过计量泵控制流加速度，三个计量泵的流量均为0.25m3/h，功率设定0.55kw。在薄膜板制备过程中，若反应时间过长，会使锆含量增加，导致薄膜膜厚增加，影响电泳的附着力、抗氧化能力与耐腐蚀性。经前期试验室验证，发明人确定薄膜表面锆含量的最佳范围为60～70pt，因而在薄膜板工艺中处理时间选择150s。
将热水洗-脱脂-薄膜槽工序处理后板材静置1h，发现薄膜板材边缘及板材下部干燥较晚部位出现水迹流痕及返锈。薄膜工艺后有两道水洗及转弯段，因而，在水洗工艺前增加两个防锈剂加药管路及喷淋设备，按照流量0.25m3/h喷淋防锈剂溶液；所述防锈剂溶液的有效成分为：磷酸140g/l、磷酸二氢锌85g/l、配位剂15g/l。
喷淋防锈剂后设置第三级和第四级过车喷淋水槽，控制喷淋压力0.1-0.3mpa、喷淋时间60s。其中，第三级喷淋水洗槽内用纯水冲洗，冲洗后槽液的电导率≤50μs/cm；第四级喷淋水洗槽内也为纯水，冲洗后槽液的电导率≤30μs/cm。
经过上述处理的薄膜板材经干燥进入电泳涂装处理；上述工艺路线的图示见图2。
实施例2
由于本发明工艺中所得薄膜的厚度比现有技术中的磷化膜薄，因而膜层阻抗低于磷化膜，为了满足内腔电泳成膜状态，需配套使用高泳透力电泳漆。
利用关西公司ht8000c、ppg公司ht7010两种高泳透力电泳漆，对实施例1中所得薄膜板进行电泳涂装，具体过程参数和控制标准如表1和表2所示：
表1ht8000c高泳透力电泳漆涂装参数和控制标准
表2ht7010c高泳透力电泳漆涂装参数和控制标准
将按照上述控制参数电泳涂装后的冷轧板和热轧板进行耐盐雾测试，测试标准参照国标gb\t1771：2007。每个板材选择三个平行，测试结果取平均值。不同板材的耐盐雾测试结果见表3；
表3不同板材电泳涂装处理后的耐盐雾测试结果
从上表可以看出，经薄膜板 电泳板复合涂层性能验证，本发明所述工艺处理后所得冷轧板和热轧板满足1000h板材单边扩蚀≤2mm的标准；说明利用该工艺处理的冷轧板和热轧板均可满足前处理电泳“双五百”标准(耐盐雾500小时)。
在实际生产中，车身和车架可由同一种板材制造而成，也可分别由不同板材制造。无论是否采用同一板材制造车身和车架，均可利用本发明所述前处理电泳工艺进行处理，大大简化了生产工艺，实现了车架和车身前处理共线的生产目的。
1.一种同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
1）预处理：将待处理工件打磨除锈进行预清理后，水洗去表面杂质；
2）脱脂处理：将步骤1）所得工件进行脱脂处理，脱脂处理条件40~60℃，处理时间40~120s；脱脂槽内槽液的有效成分为：每1000l槽液含有20~40kg脱脂剂和1.0~3.0kg表面活性剂；
3）水洗：设置两步喷淋水洗，第一步喷淋水洗后水洗液碱污染点数≤10ml；第二步喷淋水洗后水洗液电导率≤70μs/cm；
4）防锈处理：对经水洗的工件喷淋防锈剂；防锈剂的喷淋流速0.1~0.5m3/h；
5）薄膜板制备：将步骤4）处理后工件置于薄膜槽内，10~20℃，处理时间120~180s；薄膜槽内槽液由薄膜主剂和补充剂组成；
6）防锈处理：利用喷淋设备对步骤5）所得薄膜板喷淋防锈剂；防锈剂的喷淋流速0.1~0.5m3/h；
7）水洗：将步骤6）防锈处理后薄膜板进行水洗，水洗后水洗液电导率≤30μs/cm；
8）电泳涂装：步骤7）所得工件干燥后，于30~35℃、固体份20~25%的电泳槽中处理150~210s；所用电泳漆为高泳透力电泳漆；
上述步骤中的工件由热轧板和/或冷轧板制成。
2.如权利要求1所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于：步骤2）中脱脂处理包括预脱脂处理和浸脱脂处理；预脱脂处理利用喷淋设备将脱脂槽的槽液喷淋至工件表面，槽液温度50℃，处理时间60s；浸脱脂处理将工件浸入脱脂槽槽液内，温度50℃，处理时间60s。
3.如权利要求2所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于：所述脱脂剂为gardocleans5166/1；表面活性剂为gardobondadditiveh7354/1。
4.如权利要求1所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于：步骤4）和步骤6）处理后工件的返锈时间不小于10min。
5.如权利要求1所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于：步骤5）薄膜槽内槽液由薄膜主剂、补充剂e3和补充剂e4组成；三种成分通过计量泵控制添加量，计量泵的流量设定为0.25m3/h。
6.如权利要求1所述同时适用于多种板材的汽车前处理电泳工艺，其特征在于：所述步骤8）中高泳透力电泳漆为ht8000c或ht7010。
技术总结