摘要：随着环保要求的不断提高，铸件用底漆逐渐由油性漆切换为水性漆。在后续加工清洗过程中铸件出现脱漆问题。本文从丙烯酸水性漆成分、施工工艺、环境影响及清洗工艺等方面开展水性漆附着力影响分析，优化工艺，减少脱漆问题。
　　关键字：水性漆；附着力；铸铁件
　　目前国家对生产过程的环保要求越来越高，严格控制生产过程VOCs 的排放，促进制造业从传统涂料向绿色涂料的转型，实现制造业的绿色化与清洁化，是制造业涂料的技术发展趋势。水性漆是以无毒无害无污染的水做溶剂或分散剂，与油性漆相比，杜绝了有机溶剂的浪费，也大大降低了涂料中VOC的排放量，是绿色环保高科技涂料^[1]。
　　机体类铸件作为发动机零部件，在生产过程中需要喷涂底漆进行铸件防锈。大型机体类铸件结构复杂，加工周期长，为保证装配前清洁度需要反复清洗。使用水性漆后铸件非加工面出现脱漆问题，影响防锈性能及后续涂装。本文从水性漆成分、施工工艺、环境影响及清洗工艺等方面开展水性漆附着力影响分析，优化工艺，减少脱漆问题发生。
　　1缺陷分析
　　1.1生产工艺
　　我公司现生产的铸件需在铸件表面涂装水性防锈自干底漆，生产的铸件为铸铁材质，使用的单组份丙烯酸水性漆，施工时在喷漆房内进行喷涂作业。
　　喷漆工艺过程为：
　　前处理→清吹→喷漆→自干→补漆→检验
　　1.2缺陷分析
　　成品铸件在加工清洗过程中，毛坯非加工面出现不同程度的脱漆问题，见图1。脱漆后容易导致加工过程中非加工面锈蚀，需要采用除锈处理。
　　丙烯酸水性漆附着力受多种因素影响，比如组份成分、施工工艺及环境因素等，脱漆问题是由于水性漆附着力下降在清洗过程中受冲刷脱落，但脱漆位置不固定，且同批机体在不同加工单位呈现不同的脱漆情况，分析认为加工清洗工艺同样也对水性漆附着力产生影响。

　　图1 脱漆问题具体图片

　^{2验证分析
　　2.1铸件表面清洁度影响分析}
　　水的表面张力比有机溶剂高，导致对被涂基底的浸润较差，所以铸件表面清洁度对于喷漆后的附着力影响显著，对于加工面来讲，加工后的表面粗糙度等级在Ra0.2，表面光滑，需要进行脱脂和形成致密磷化膜后才能保证漆膜附着力^[2]。铸件表面非加工面的粗糙度在Ra50-Ra100之间，相比于加工面，漆膜附着力更易形成，但在前处理和转运过程中，铸件表面易留存铁屑、灰尘，导致漆膜下存在异物，在加工清洗过程中破坏漆膜，形成点状脱落。因此在喷漆施工前要对铸件进行清吹，以保证铸件表面清洁度。
　　2.2水性漆组份影响验证分析
　　验证两种不同组份的丙烯酸水性漆A、B对于铸件脱漆问题的影响，具体组份含量见表一。
　　采用这两种不同组份的水性漆进行喷涂试验，喷涂样板及同批次铸件，对样板进行漆膜厚度及附着力检测，铸件投同一加工厂进行加工验证，跟踪并统计脱漆率情况，结果见表二。

表一 水性漆A、B组份表

　　表二 检测结果

　　从验证结果上分析，不同组份的水性漆在厂内施工时均能保证其附着力达到0级的标准，但由于组份不同，可能与后续加工清洗过程中的切削液、清洗剂发生反应^[3]，降低其附着力，导致脱漆，需要结合加工清洗工艺进行分析。
　　2.3水性漆施工工艺影响分析
　　2.3.1喷涂及刷涂影响分析
　　验证水性漆施工采用喷涂及刷涂工艺对漆膜附着力的影响，使用样板进行试验验证，喷涂和刷涂各4块样板，检测附着力。样板漆膜厚度及附着力见表三。

　表三 样板漆膜厚度及附着力情况

　　从结果上看，喷漆和刷漆两种工艺对于漆膜附着力无明显影响。在进行测量过程中发现刷漆工艺的漆膜厚度均匀性要差于喷漆工艺，同时，水性漆喷漆雾化过程有利于水分的蒸发，更有助于漆膜的快速干燥，提高漆膜性能，所以施工过程优先选择喷漆工艺。
　　2.3.2漆膜厚度影响分析
　　分析漆膜厚度对附着力的影响，采用机体进行试验，选用同一台机体两侧分别喷漆一层和两层，厂内检验附着力均为0级，进行加工清洗试验，观察其脱漆情况，见图2。

　　                                                                                           a）一层                                                      b）两层

                                                                                                                图2 不同喷漆层数的脱漆情况                                                                                             
　　从图2a)中可以看出喷涂一层漆膜的脱漆边缘不清，属于渐进式脱漆；从图2b）中可以看出喷涂两层漆膜的脱漆边缘清晰，呈现起皮状脱漆。分析认为，喷涂两层漆膜成片脱落原因可能为内部一层漆膜与铸件间存在空隙，且两层漆膜自重较大，受高压水枪清洗过程中，受冲刷振动及自重影响，发生成片脱落。因此漆膜厚度对附着力的形成影响不大，但对加工清洗过程的附着力保持存在影响。
　　2.4环境因素影响验证分析
　　水性漆的溶剂是水，由于水的汽化热很高，因此水性漆的干燥过程受环境的温度和湿度影响更大，继而影响水性漆成膜后的附着力。从图4中可以看到，温度在10℃到35℃，相对湿度在40%到70%，是水性漆的最佳喷涂施工环境，必须对水性漆喷涂过程进行温度与湿度控制^[4]。

　　图4 水性漆施工窗口

　　在实际喷漆过程中，我们使用的水性漆属于铸件防锈自干涂料，我们的喷漆房控制环境温度在25℃，喷漆完成后自干15分钟。我们对后续提高烘干温度能够提高漆膜质量进行试验验证^[5]。
　　对于同一批铸件10件，在喷漆房内进行施工作业后，5件采用自干，5件采用70℃热风烘干。经过加工清洗后热风烘干机体非加工面未发生脱漆问题。
　　分析认为，喷漆施工完成后，高温烘干能够有效促进漆膜固化，减小漆膜与铸件间间隙，减少了加工清洗过程附着力的变化，从而减少脱漆问题的发生。
　　2.5清洗工艺影响验证分析
　　丙烯酸水性漆属于热塑性材料，即便漆膜已经完全干燥，当其再次经受高温水煮或者烘烤时还是会变软，导致附着力下降，因此铸件加工清洗时的温度是影响附着力的主要因素。
　　我们分析汇总了不同加工单位的加工清洗工艺与脱漆情况的对比，见表四。

　　表四 不同加工单位加工清洗工艺与脱漆情况

　　a)1号手持喷枪清洗   b）4号固定多喷头
　　图5 现场清洗图片

　　结合表四及图5现场清洗图片中可以分析得出，加工清洗过程的清洗温度、压力及清洗设备对于脱漆问题均有影响。清洗温度越高越容易导致漆膜软化，附着力下降；清洗压力过高则会超过漆膜本身的附着力，直接将漆膜冲刷破碎脱落；清洗设备采用固定式喷头，长期冲刷固定位置，容易导致局部温度过高，漆膜软化脱漆。因此尽可能采用旋转式清洗设备，控制清洗压力和清洗温度，可以有效避免脱漆问题的发生。
　　3结语
　　通过对水性漆附着力变化及脱漆问题产生的原理的分析和试验对比，针对此问题，可以通过以下方面着手解决。
　　（1）做好铸件清吹，提高铸件表面清洁度；
　　（2）调整水性漆组份，避免与后续加工清洗过程各类试剂发生反应，造成附着力降低。
　　（3）选择合适的漆膜厚度，不易过厚，避免成片脱落。
　　（4）施工后高温烘干可以有效提高漆膜附着力和质量。
　　（5）尽可能采用旋转式清洗设备，控制清洗压力和清洗温度，可以有效避免脱漆问题的发生。
　　参考文献：略