摘要：冲压加工用油是汽车车身冲压生产过程中使用的一项重要材料，冲压加工用油对制件的冲压成型是必不可少的，冲压拉延油、钢板表面清洗油可有效改善制件的表面性能，提高模具寿命，大幅降低了废品率，可以节约10% -20%的金属成本。本文介绍了汽车冲压加工用油的组成与作用，分析了冲压加工用油对汽车涂装工艺的不良影响，并提出了相应的解决措施。
关键词：冲压；涂装；油
本文就冲压用油对涂装工艺造成的不良影响进行了总结，供同行参考。
1冲压加工用油的组成与涂装工艺
1、冲压加工用油的组成。冲压加工用油主要成分为基础油：分为矿物油类和油脂类。根据用途不同添加其他成分调制而成。防锈油添加的其他助剂有：防锈添加剂、油膜调整剂、其他；拉延油添加的其他助剂有：极性添加剂，包括醇类、胺类、羧酸类；钢板表面清洗油添加的其他助剂有：防锈添加剂、缓蚀剂、有机溶剂。
2、涂装前处理、电泳工艺
前处理工艺，涂装表面处理常用功能性工序有：除油脱脂、表面调整、磷化以及钝化等。主要功用是：清除被涂物表面的油脂、油污、腐蚀产物、残留杂质等，并赋予表面一定的化学、物理特性，达到增加涂漆层附着力，增加被涂物的保护性和装饰性的目的。
电泳工艺，电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，适用于电沉积涂料的涂装。它是将具有导电性的被涂物浸渍在用水稀释的、固体含量较低的电泳漆槽中作为阳极，槽中另设置与其相应的阴极，两电极间通直流电及一定时间，在被涂物表面析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。
2冲压加工用油对涂装工艺的影响
冲压加工用油的性能对冲压工艺是有利的，但是对涂装工艺反而产生不良作用，如油的防锈性好说明油的吸附性好，但是会影响清洗脱脂性；同时冲压用油的加工润滑属流体动压润滑，即黏性液体借助于运动表面的形状和相对运动形成压力油膜，使相对运动两表面隔开地润滑。在假设润滑剂是牛顿黏性流体，润滑油膜中流体作层流运动，流体惯性力忽略不计的条件下，可以认为润滑质量的好坏主要影响因素为：油膜厚度和润滑剂黏度。黏度越高，对钢板表面润滑越好，保证了钢板的成形性，但黏度增加，模具与被加工物之间的油量越多，对涂装的影响也越大。增加了前处理工艺的生产成本，降低了涂装漆膜质量。黏度与油量的公式如下：
1、对前处理的影响。如果脱脂工序对冲压用油去除不彻底会影响磷化质量。磷化过程要求磷化槽液与工件表面良好接触，如果工件表面的异物未被彻底除去干净，这些异物会对磷化起到一种机械屏障作用，延缓成膜速度，影响磷化晶体与工件表面的结合，甚至阻碍槽液与工件表面接触，导致不能成膜。如果脱脂不完全，虽然磷化膜形成了，但磷化膜不均匀，有些脏物被磷化膜覆盖住，使磷化膜与工件表面的结合力变差，易导致涂膜起泡、脱落，影响涂膜质量。
2、对电泳工艺的影响。前处理脱脂工序对冲压用油去除不彻底，在电泳湿涂膜中或表面形成陷穴中心，使烘干初期的流展能力不均衡，产生缩孔及陷穴等涂膜缺陷，产生缺陷时在湿的电泳漆膜上看不见，当烘干后漆膜表面出现。缩孔处漆膜偏薄，防腐能力差，易造成早期腐蚀。。
3、对防锈的影响。拉延油一般在较难成型的零件冲压过程使用，如侧围B柱加强板为满足侧面碰撞、顶部加压等NCAP要求，保证整车安全性使用高强钢冲压成型。由于高强钢成型困难，因此须使用拉延油对钢板表面润滑，提高材料成型性。但侧围B柱加强板装配成总成后形成相对封闭的内腔，由于静电屏蔽作用，电泳漆膜一般较薄，因此对磷化膜的质量要求高，希望此部位清洗洁净，磷化膜完整，以减轻锈蚀。如果拉延油清除不彻底导致磷化膜与工件表面的结合力变差，涂膜起泡、脱落，将加速产品的锈蚀。
3冲压加工用油解决措施
1、油液的选择。油的配方应充分考虑基础油的比例、黏度、摩擦系数等因素，尽量选择水基型油，因为水基型油具有良好的清洗性、环保型和冷却性，油基型油虽具有良好的润滑性，但其可清洗性差。对于使用的油液可先进行脱脂和附着力试验，一般由主机厂委托前处理配套厂家根据其企业标准进行实验室试验。实验室试验合格后可在主机厂涂装车间进行挂板试验，试验所经工序如前处理、电泳、中面涂，可以与主机厂技术人员根据实际生产情况确定，该项试验也是检验油液的脱脂性和漆面附着力性能，清洗脱脂性应符合企业要求。
脱脂试验，两块冷轧钢板，要求A4纸大小，使用无水乙醇进行表面清洁，晾干表面后称量W，将试验用油均匀地涂抹在钢板擦拭干净的一面，并对钢板进行称量W1。将试验钢板依据汽车生产厂家现有脱脂工艺进行脱脂处理，对试验钢板进行沾水面积检测，完全干燥后对试验钢板进行称量W2。除油率计算：
4试验结果确认
沾水面积及除油率应符合企业标准要求，一般要求至少大于95%。
1、配套试验。一般冲压用油均在前处理脱脂工序能够把其有效去除，为防止失效须进行冲压用油与电泳的配套试验。如某公司的冲压拉延油与电泳漆的配套试验如下。
向已检测合格的槽液中分别加入2.0×10-5、3.0×10-5、5.0×10-5的试验用油，电泳样板，检查缩孔。泳板条件为：30 ℃，20μm×2块，试验结果见表.
结论：①板面菊花状缩比较大，也比较严重；②油样难以溶入槽液中，会给脱脂造成压力。样品不宜在生产中使用。
2、涂油工艺的控制。涂油量以保证钢板不产生锈蚀和满足生产为准，涂油量越少越好。防锈油和拉延油使用的涂油机可精确控制涂油量，对不同规格的板料进行相应涂油，保证喷油量合格，酸洗带钢涂油量如图2 所示。并能够根据需要调整各种参数，包括涂油量，选择单、双面涂油，在工作中系统根据板材速度通过变频器自动调节涂油量以符合标准。
对于冲压生产时人工涂布拉延油，一般使用水性拉延油，主要在制件易开裂部位进行涂布，降低拉延油的用量。在使用过程中重要的是根据各条线体制件拉延的复杂程度制定不同的稀释比例和刷涂方式、频次。比如轮罩、挡泥板等拉延比较深的制件制定的拉延油稀释比例可能是1∶1，需要每个制件都进行刷涂拉延油；而有些拉延较浅的制件需要的拉延油稀释比例可能是1∶8，且不需要对每个制件进行刷涂，会选择每隔一批刷涂一次，或者仅在上下模具表面刷涂。
3、涂装工艺的控制。对脱脂的温度、喷淋压力和浓度进行监控，按照工艺文件对槽液含油量进行检测，当大于5 g/L时，对脱脂槽液进行更新，以保证除油效果。另外在冲压用油以及涂装前处理材料更换供应商或型号时，均要进行配套试验。选择合适的脱脂除油设备，目前国内应用较多的有加热破乳除油法、超滤UF再生法、过滤法等，均需要与现场设备配合以及工艺调整才能发挥最大的除油效果。
在开发使用冲压用油时应综合考虑冲压生产工艺和涂装工艺两个方面。冲压用油的性能、成分对冲压的效果越好，对涂装的负面影响越大。在选用油液时需要充足而完备的试验做基础，这样既有利于保证冲压零件的生产合格率，也能够满足涂装工艺的前处理、电泳工艺要求，从而保证整车的产品质量。
参考文献：
[1]蒋海珍.新型水溶性防锈抗磨多功能添加剂的研究[D].上海：上海大学，2012.
论文作者:李文祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/12
标签：工用论文; 涂装论文; 表面论文; 涂油论文; 工艺论文; 电泳论文; 钢板论文; 《基层建设》2018年第35期论文;