周杰陈慕祖
【摘要】分别从车身板材、油漆材料，涂装工艺及喷涂设备等方面对油漆桔皮的影响因素进行了分析和讨论，并提出了防治油漆桔皮的方法。
一、前言
目前轿车竞争日益激烈，各大汽车厂为了给客户留下良好的第一印象，对涂装质量也愈加重视。油漆桔皮是评价涂装表面质量的一个重要指标，桔皮的好坏将显著影响人们的视觉效果。绝大多数汽车厂将油漆桔皮列为Audit检查的必检项目之一。由于影响因素众多，控制难度高，因而降低油漆桔皮是各大汽车厂都会碰到的一个棘手的问题。 当光线聚焦在高光泽涂膜表面时，可以看到光亮区和非光亮区的反差。当出现0.1mm~10mm 大小的波纹结构，就会出现亮/暗的波纹，这种类似桔子皮表面的波纹俗称油漆桔皮。以前桔皮的判定都是通过检验人员用肉眼观察进行的，虽然这样可以判断桔皮的好坏，但难以定量描述，并带有一定的主观性和随机性。现在油漆桔皮可以用激光桔皮仪进行定量测定。该仪器利用60℃激光聚焦在涂层表面，模拟人的
视觉，在10cm的距离内定量测定出表面波纹的光学轮廓，获得一组组的准确数据。为了模拟人眼的分辩率，我们将结构尺寸＞0.6mm的测量数据归纳为长波，代表了表面较长波幅的变化；将结构尺寸＜0.6mm的数据归纳为短波，代表较短波幅的变化，有时短波会叠加在长波上。桔皮仪采用数理统计的方法会将他们分别正确统计后，给出准确的数值。数值低的，自然表示涂层表面的桔皮少，表面质量好。
油漆桔皮，既长短波的影响因素众多，车身板材、电泳、中涂、漆及清漆对长短波都有影响，其中车身板材、电泳及中涂对短波的影响最为明显，而中涂、漆及清漆对长波的影响明显。本文将从车上板材、油漆材料、涂装工艺及喷涂设备等方面对油漆桔皮的运行和防治方法进行分析和推论。
二、车身板材
白车身钢板粗糙度对油漆短波有较大的影响，控制钢板粗糙度是降低短波的有效措施。钢板粗糙度的衡量指标很多，主要有高度参数如算术平均偏差Ra，轮廓微观不平度10点高度值Rz，轮廓最大高度值Ry等，间距参数如轮廓单峰的平均间距S等，形状参数如轮廓的峰点数Pc等。
Ra为在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离（y1,y2,...,yn，取其绝对值）的总和的平均值。
Rz为在取样长度内，5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之差。
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Ry为在取样长度内，轮廓峰顶线到谷底线的距离。
Pc为在取样长度内，峰高超出设定范围（如-0.5µm～0.5µm）的峰的数量。
汽车厂以往一般对高度参数较为重视，以高度参数Ra作为粗糙度的衡量指标，有些轿车厂要求板材粗糙度Ra为1.0～1.5µm。但板材的形状参数Pc同样不容忽视，国外某些轿车在重视Ra 同时，还要求Pc为60～100个/cm。
某厂生产的轿车车顶及后盖处油漆短波明显偏高，为了分析钢板粗糙度对短波的影响，对100辆车的钢板粗糙度及短波进行了测量，结果如下：
通过测量，车身各部位板材的粗糙度Ra均为1.0～1.5µm，车顶及后盖两处Pc值较低，而此两处短波偏高。因此可以认为在Ra符合要求时，油漆短波主要受Pc值的影响。
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（图）
将钢板粗糙度Ra控制为1.0～1.5µm，Pc为60～100个∕cm可显著降低短波，这当然还要与钢铁制造厂家共同协商解决。
三、电泳
改善电泳流平性，从而降低电泳粗糙度也是降低油漆桔皮的重要措施。
笔者对电泳粗糙度对油漆（魔力黑）桔皮的影响进行过试验，结果如下：
将电泳粗糙度作为常检项目之一，并且规定电泳粗糙度应<0.4。
为了改善电泳流平性，除使用高平滑性电泳漆以外还应注意以下几点：
（1）注意槽液的更新周期，以免槽液老化，造成电泳漆膜粗糙。
（2）降低电泳颜基比，同时可适当添加抗缩孔剂，以免颜基比过低而产生缩孔。当然还应注意电泳漆对白车身打磨及划痕部位的遮盖力。
（3）为了改善电泳漆的流平性，可适当添加溶剂，如乙二醇丁醚等
（4）由于槽液杂质离子过多，电导率过高会造成电泳漆膜粗糙，因此排放适量的超滤液对于降低电泳粗糙度有利。
（5）优化电泳槽液循环，循环管道的布置、喷嘴型号、喷嘴数量以及喷射方向等都是值得重视的问题。
（6）应确保电泳输送链运转正常，在电泳过程中由于停链会造成漆膜粗糙。
四、中涂
中涂漆的选择应视电泳底材的粗糙程度而定。电泳漆膜粗糙度较低时，应选择流平性好的中涂；而电泳漆膜粗糙度较高时，应选择对底材覆盖性好，即填充性好的中涂。
某轿车厂由于电泳更新时间较长，造成三平面电泳漆粗糙度高达0.8，平面长短波明显偏高，侧面粗糙度为0.4。后改用填充性好的中涂后，平面长短波有了较明显的改善，如表2所示：
c1,c2：由于溶剂的挥发而减少的膜厚t,t+a：湿膜膜厚。
粗糙度残留率=涂装后干膜表面振幅b∕底材表面振幅a=(c1-c2)∕a
t×(100-VN)∕100 （t+a）×(100-VN)∕100
隐蔽微型摄像机=─────────－─────────────=(100-VN)∕100
a a
其中：VN为中涂涂料的固体分。
从上式可知如VN提高，即采用高固体份中涂，可使粗糙度残留率低，即可降低中涂漆膜的粗糙度，从而可将降低油漆长短波，特别是短波值。采用高固体份的中涂，还可延长漆膜的流动时间，提高流平性。
为了提高中涂的流平性，还可将喷涂流量提高，直至达不到不产生流挂的极限厚度。
五、面漆
在面漆方面，可从以下几方面进行调整，达到降低油漆桔皮的目的：
煤气化炉（1）中涂的颜应尽可能与面漆颜一致或相近，这样可提高漆的遮盖力，降低漆的膜厚。一
般来说可以选择白、红、深灰及浅灰四种中涂，不同的漆配以不同的中涂，使相互之间的颜尽可能接近。
(2）金属漆的喷涂，应在满足遮盖力的前提下尽量少喷，一般要求金属漆的膜厚为12～18µm。金属漆通常采用高速自动静电旋杯喷涂机（ESTA）及自动空气喷（Spramate）相结合进行喷涂，一般ESTA喷涂的膜厚应为金属漆总膜厚的60%～70%，Spraymate喷涂的膜厚为总厚的30%～40%，每种金属漆的喷涂比例都不同，需在实践中出最佳配比。金属漆的膜厚及ESTA与Spramate的喷涂比例对差均有影响，因此应注意协调桔皮与差的关系。
（3）降低漆的黏度，提高漆的流平性，可减少油漆桔皮。
（4）目前绝大多数喷漆室均不是恒温恒湿，冬季有加热装置，但夏季无冷却装置，对于南方地区，夏季喷漆室温度高达35℃以上，相对湿度高达80%以上，在这种条件下进行喷涂，对桔皮有不利影响。需调整油漆配方，添加高沸点助剂如二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸脂、羟基醋酸脂等，可改善在喷涂过程中由于溶剂挥发过快而引起的漆膜流平差，桔皮大等弊端病。
（5）由于采用湿喷湿工艺，因此金属漆漆膜的干燥也非常重要，在喷清漆前，金属漆的干燥程度达85%为最佳，在不干的金属漆上罩清漆，会显著增加油漆长波。
（6）提高清漆的喷涂流量，使清漆膜厚达到最大，提高流平性，可降低油漆桔皮，特别是降低长波的数量。
珠宝制造六、高速自动静电旋杯喷涂机（ESTA）
现代化的轿车，车身外表面的中涂、漆及清漆均采用ESTA的喷涂参数，对油漆桔皮的改善起着非常重要的作用：777sao
（1）旋杯的转速是对ESTA雾化粒径影响最大的因素。转速过低时涂料雾化不良，会导致漆膜粗糙。转速越大，涂料的雾化粒径越小，漆膜平滑性越好，但雾化过细会导致漆雾损失，而且会造成透平轴承的过度磨损。对于溶剂型涂料，中涂及漆ESTA转速应控制为30000～35000r∕min，清漆ESTA转速为35000～40000r∕min。
（2）成形空气量可控制喷漆扇面，成形空气量越低，喷扇面越大。适当减少成形空气量，可减低油漆长波，但成形空气量过低，会造成旋杯的污染。
（3）喷杯与车身的距离一般应控制在250～300mm，如距离过大，不仅会影响油漆的利用率，而且会对油漆平滑性造成不利的影响。
（4）喷涂流量是影响漆膜厚度的重要因素，有些轿车厂采用二套中涂ESTA或二套清漆ESTA，使中
涂和清漆漆膜达到最大，可提高油漆丰满度，有效降低油漆桔皮。事实上，当喷涂量达到流挂的临界状态时，漆膜的表面效果最佳。先进的ESTA侧喷机有三个运动轴，顶喷机有五个运动轴，这样通过编程，可以达到很好的仿形效果，使车身各部位的膜厚基本均匀一致。目前国内绝大部分汽车厂的喷漆室只有加温无降温装置，喷漆室的温度一般控制在18℃∽36℃，在生产过程中可根据喷漆室的温度确定几套不同的喷涂参数，保证喷涂量始终达到似流非流的状态。
（5）ESTA的喷涂静电电压对油漆桔皮也有影响，以下是清漆ESTA的喷涂电压对桔皮的影响数据：
七、其它工艺条件
（1）中涂和面漆在喷涂后及进烘房之前，要保证有足够的流平时间。一般地讲以达到7分钟以上为佳，以保证湿起膜有足够的流平时间和溶剂的充分挥发。
（2）对于中涂和清漆烘箱，应保证有足够的升温时间，升温曲线应平缓，升温时间应在7∽10分钟为宜，否则会产生针孔及起皱等弊端，对桔皮，特别是长波产生不良影响。
（3）喷漆室内的输送系统应确保稳定可靠并保持平缓，不晃动。在喷涂过程中，应尽量避免人为的生产停止，喷涂过程中连续平稳地生产是改善涂装质量及降低桔皮的保证。
（4）尽量减少ESTA喷涂后的外表面的手工补喷，手工补喷的边角区应尽可能在ESTA喷涂之前完成。因为手工补喷的油漆雾化效果及补喷漆和气流对ESTA喷涂表面会产生十分不良的影响。
（5）电泳或者中涂重打磨是降低长、短波的有效方法。
某轿车厂在生产起步阶段三平面粗糙度高达0.8，造成三平面长短波明显偏高，重打磨后，长短波有了较明显的改善，如表4所示：
显然不是长久之计，因此应从材料、工艺及设备等方面采取措施，降低电泳粗糙度。
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