摘要：隨著環保要求的不斷提高，鑄件用底漆逐漸由油性漆切換為水性漆。在后續加工清洗過程中鑄件出現脫漆問題。本文從丙烯酸水性漆成分、施工工藝、環境影響及清洗工藝等方面開展水性漆附著力影響分析，優化工藝，減少脫漆問題。
　　關鍵字：水性漆；附著力；鑄鐵件
　　目前國家對生產過程的環保要求越來越高，嚴格控制生產過程VOCs 的排放，促進制造業從傳統涂料向綠色涂料的轉型，實現制造業的綠色化與清潔化，是制造業涂料的技術發展趨勢。水性漆是以無毒無害無污染的水做溶劑或分散劑，與油性漆相比，杜絕了有機溶劑的浪費，也大大降低了涂料中VOC的排放量，是綠色環保高科技涂料^[1]。
　　機體類鑄件作為發動機零部件，在生產過程中需要噴涂底漆進行鑄件防銹。大型機體類鑄件結構復雜，加工周期長，為保證裝配前清潔度需要反復清洗。使用水性漆后鑄件非加工面出現脫漆問題，影響防銹性能及后續涂裝。本文從水性漆成分、施工工藝、環境影響及清洗工藝等方面開展水性漆附著力影響分析，優化工藝，減少脫漆問題發生。
　　1缺陷分析
　　1.1生產工藝
　　我公司現生產的鑄件需在鑄件表面涂裝水性防銹自干底漆，生產的鑄件為鑄鐵材質，使用的單組份丙烯酸水性漆，施工時在噴漆房內進行噴涂作業。
　　噴漆工藝過程為：
　　前處理→清吹→噴漆→自干→補漆→檢驗
　　1.2缺陷分析
　　成品鑄件在加工清洗過程中，毛坯非加工面出現不同程度的脫漆問題，見圖1。脫漆后容易導致加工過程中非加工面銹蝕，需要采用除銹處理。
　　丙烯酸水性漆附著力受多種因素影響，比如組份成分、施工工藝及環境因素等，脫漆問題是由于水性漆附著力下降在清洗過程中受沖刷脫落，但脫漆位置不固定，且同批機體在不同加工單位呈現不同的脫漆情況，分析認為加工清洗工藝同樣也對水性漆附著力產生影響。

　　圖1 脫漆問題具體圖片

　^{2驗證分析
　　2.1鑄件表面清潔度影響分析}
　　水的表面張力比有機溶劑高，導致對被涂基底的浸潤較差，所以鑄件表面清潔度對于噴漆后的附著力影響顯著，對于加工面來講，加工后的表面粗糙度等級在Ra0.2，表面光滑，需要進行脫脂和形成致密磷化膜后才能保證漆膜附著力^[2]。鑄件表面非加工面的粗糙度在Ra50-Ra100之間，相比于加工面，漆膜附著力更易形成，但在前處理和轉運過程中，鑄件表面易留存鐵屑、灰塵，導致漆膜下存在異物，在加工清洗過程中破壞漆膜，形成點狀脫落。因此在噴漆施工前要對鑄件進行清吹，以保證鑄件表面清潔度。
　　2.2水性漆組份影響驗證分析
　　驗證兩種不同組份的丙烯酸水性漆A、B對于鑄件脫漆問題的影響，具體組份含量見表一。
　　采用這兩種不同組份的水性漆進行噴涂試驗，噴涂樣板及同批次鑄件，對樣板進行漆膜厚度及附著力檢測，鑄件投同一加工廠進行加工驗證，跟蹤并統計脫漆率情況，結果見表二。

表一 水性漆A、B組份表

　　表二 檢測結果

　　從驗證結果上分析，不同組份的水性漆在廠內施工時均能保證其附著力達到0級的標準，但由于組份不同，可能與后續加工清洗過程中的切削液、清洗劑發生反應^[3]，降低其附著力，導致脫漆，需要結合加工清洗工藝進行分析。
　　2.3水性漆施工工藝影響分析
　　2.3.1噴涂及刷涂影響分析
　　驗證水性漆施工采用噴涂及刷涂工藝對漆膜附著力的影響，使用樣板進行試驗驗證，噴涂和刷涂各4塊樣板，檢測附著力。樣板漆膜厚度及附著力見表三。

　表三 樣板漆膜厚度及附著力情況

　　從結果上看，噴漆和刷漆兩種工藝對于漆膜附著力無明顯影響。在進行測量過程中發現刷漆工藝的漆膜厚度均勻性要差于噴漆工藝，同時，水性漆噴漆霧化過程有利于水分的蒸發，更有助于漆膜的快速干燥，提高漆膜性能，所以施工過程優先選擇噴漆工藝。
　　2.3.2漆膜厚度影響分析
　　分析漆膜厚度對附著力的影響，采用機體進行試驗，選用同一臺機體兩側分別噴漆一層和兩層，廠內檢驗附著力均為0級，進行加工清洗試驗，觀察其脫漆情況，見圖2。

　　                                                                                           a）一層                                                      b）兩層

                                                                                                                圖2 不同噴漆層數的脫漆情況                                                                                             
　　從圖2a)中可以看出噴涂一層漆膜的脫漆邊緣不清，屬于漸進式脫漆；從圖2b）中可以看出噴涂兩層漆膜的脫漆邊緣清晰，呈現起皮狀脫漆。分析認為，噴涂兩層漆膜成片脫落原因可能為內部一層漆膜與鑄件間存在空隙，且兩層漆膜自重較大，受高壓水槍清洗過程中，受沖刷振動及自重影響，發生成片脫落。因此漆膜厚度對附著力的形成影響不大，但對加工清洗過程的附著力保持存在影響。
　　2.4環境因素影響驗證分析
　　水性漆的溶劑是水，由于水的汽化熱很高，因此水性漆的干燥過程受環境的溫度和濕度影響更大，繼而影響水性漆成膜后的附著力。從圖4中可以看到，溫度在10℃到35℃，相對濕度在40%到70%，是水性漆的最佳噴涂施工環境，必須對水性漆噴涂過程進行溫度與濕度控制^[4]。

　　圖4 水性漆施工窗口

　　在實際噴漆過程中，我們使用的水性漆屬于鑄件防銹自干涂料，我們的噴漆房控制環境溫度在25℃，噴漆完成后自干15分鐘。我們對后續提高烘干溫度能夠提高漆膜質量進行試驗驗證^[5]。
　　對于同一批鑄件10件，在噴漆房內進行施工作業后，5件采用自干，5件采用70℃熱風烘干。經過加工清洗后熱風烘干機體非加工面未發生脫漆問題。
　　分析認為，噴漆施工完成后，高溫烘干能夠有效促進漆膜固化，減小漆膜與鑄件間間隙，減少了加工清洗過程附著力的變化，從而減少脫漆問題的發生。
　　2.5清洗工藝影響驗證分析
　　丙烯酸水性漆屬于熱塑性材料，即便漆膜已經完全干燥，當其再次經受高溫水煮或者烘烤時還是會變軟，導致附著力下降，因此鑄件加工清洗時的溫度是影響附著力的主要因素。
　　我們分析匯總了不同加工單位的加工清洗工藝與脫漆情況的對比，見表四。

　　表四 不同加工單位加工清洗工藝與脫漆情況

　　a)1號手持噴槍清洗   b）4號固定多噴頭
　　圖5 現場清洗圖片

　　結合表四及圖5現場清洗圖片中可以分析得出，加工清洗過程的清洗溫度、壓力及清洗設備對于脫漆問題均有影響。清洗溫度越高越容易導致漆膜軟化，附著力下降；清洗壓力過高則會超過漆膜本身的附著力，直接將漆膜沖刷破碎脫落；清洗設備采用固定式噴頭，長期沖刷固定位置，容易導致局部溫度過高，漆膜軟化脫漆。因此盡可能采用旋轉式清洗設備，控制清洗壓力和清洗溫度，可以有效避免脫漆問題的發生。
　　3結語
　　通過對水性漆附著力變化及脫漆問題產生的原理的分析和試驗對比，針對此問題，可以通過以下方面著手解決。
　　（1）做好鑄件清吹，提高鑄件表面清潔度；
　　（2）調整水性漆組份，避免與后續加工清洗過程各類試劑發生反應，造成附著力降低。
　　（3）選擇合適的漆膜厚度，不易過厚，避免成片脫落。
　　（4）施工后高溫烘干可以有效提高漆膜附著力和質量。
　　（5）盡可能采用旋轉式清洗設備，控制清洗壓力和清洗溫度，可以有效避免脫漆問題的發生。
　　參考文獻：略