金屬零件在涂裝前表面上通常含有來(lái)自前加工工藝以及金屬切削或防腐保護(hù)的有機(jī)污染物，如潤(rùn)滑油，防銹油，切削油等。因此，進(jìn)一步涂裝前必須把表面的油脂等污染物清洗干凈，否則會(huì)影響金屬表面和涂層之間的粘合效果，也會(huì)顯著降低它們的粘合強(qiáng)度。

污染物的危害

零件表面的油污和油脂可形成隔離膜，這將導(dǎo)致所噴涂的涂層失去所具備的功能。因此后續(xù)必要進(jìn)行維修，從而導(dǎo)致高昂的維護(hù)成本。

高質(zhì)量的粉末涂層的先決條件 — 保證零件表面的高清潔度

在粉末涂料中，將帶靜電的粉末涂料噴涂到電接地零件上，粉末涂料由于靜電吸引力而粘附在該零件上。隨后通過(guò)液體后，在烘箱中進(jìn)行粉末涂料的交聯(lián)。這形成了封閉的涂膜，其作用在于良好的耐腐蝕性和機(jī)械抗性。

而高質(zhì)量粉末涂層的先決條件是對(duì)表面進(jìn)行預(yù)處理，除了化學(xué)轉(zhuǎn)換膜(例如磷化)外，還涉及到脫脂除油。其中，后者是必要的，因?yàn)榉勰┩繉釉诮饘俨考系母哒澈蠌?qiáng)度要求其表面具有合格的清潔度。

脫脂又稱除油，通常通過(guò)壓力噴射脫脂、浸漬脫脂或使用含有表面活性劑的堿液進(jìn)行脫脂。在這種情況下，符合規(guī)定的清洗槽參數(shù)，例如表面活性劑濃度和溫度是提高工藝可靠性和實(shí)現(xiàn)零件表面足夠清潔度的先決條件。一般，特別是在零件上具有較小腐蝕性應(yīng)力的情況下，省去了轉(zhuǎn)換膜的應(yīng)用并且僅進(jìn)行金屬表面的脫脂。在這種情況下，脫脂過(guò)程對(duì)于涂層的粘合強(qiáng)度更為重要。

根據(jù)行業(yè)和應(yīng)用并且取決于后續(xù)工藝，通過(guò)采用不同的合格值來(lái)定義金屬表面是否含有油脂。例如，對(duì)于涂有液體涂料的所謂“重腐蝕防護(hù)”中 DIN 技術(shù)報(bào)告 28“涂層對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)”要求限值(表面碳 C)為 50 mg / m² 。 另一方面，汽車行業(yè)要求表面碳含量小于 15mg / m²作為涂覆前無(wú)油/有油脂鋼表面的區(qū)分值。

出現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題

近年來(lái)，德累斯頓腐蝕防護(hù)研究所(IKS)已經(jīng)針對(duì)失效情況發(fā)表了大量報(bào)告，其中零件表面缺少脫脂除油工藝會(huì)導(dǎo)致涂裝涂層分離。 在大多數(shù)情況下，這些情況出現(xiàn)在由低碳鋼或鍍鋅鋼制成的機(jī)器零件中。例如，用半平方米的刮刀可以將鋼基材上的涂層完全提起，

測(cè)定高達(dá) 1000mg / m²的烴。 典型的失效情況如下圖 1 和 2 所示。這些例子說(shuō)明了脫脂除油不充分造成的影響。

圖1和圖2生產(chǎn)中零部件的粉末涂層黏膠強(qiáng)度不夠，出現(xiàn)脫落問(wèn)題

解決方法對(duì)比

出現(xiàn)這種質(zhì)量問(wèn)題會(huì)造成很高的修復(fù)成本, 并且造成了涂層以及圖像的丟失。零件必須重新返回到涂布工藝，去除油漆后, 需要對(duì)表面進(jìn)行密集清潔, 并對(duì)表面進(jìn)行后續(xù)的表面清洗, 以確保新涂層擁有足夠的附著力。在 ICS，通過(guò)表面碳分析儀分析表面碳含量。由于分

析儀的測(cè)量尺寸(最大直徑為 30 毫米，長(zhǎng)度為 140 毫米)，樣品必須從較大的部件中切出。懸浮在樣品表面上的烴化合物在450至850攝氏度的溫度下在氧氣流中燃燒成二氧化碳。 紅外傳感器測(cè)量氣流中二氧化碳的濃度。 分析儀由此計(jì)算表面上存在的碳量。

在當(dāng)前的報(bào)告處理中，除了上述方法外，還使用到另一個(gè)測(cè)量?jī)x器來(lái)處理，它可以非破壞性地檢測(cè)并量化表面的雜質(zhì)。來(lái)自德累斯頓 SITA Messtechnik GmbH 公司新開(kāi)發(fā)的 SITACleanoSpector 表面清潔度儀(見(jiàn)圖 3)通過(guò)用紫外線激發(fā)熒光來(lái)檢測(cè)含有碳?xì)浠衔锏奈廴疚?。在這種激發(fā)中，有機(jī)物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的熒光反應(yīng)，從而檢測(cè)油脂膜和腐蝕抑制劑。熒光強(qiáng)度取決于測(cè)量點(diǎn)處的污染程度，并由傳感器的光電二極管進(jìn)行測(cè)量。新型熒光測(cè)量?jī)x根據(jù)共焦測(cè)量原理工作。激發(fā)光和由熒光物質(zhì)發(fā)射的光遵循相同的平行光束路徑。從測(cè)量結(jié)果來(lái)看，傳感器的定位沒(méi)有問(wèn)題，并且表面粗糙度對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。集成的紅外點(diǎn)輔助用戶瞄準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)。靈活和便攜的測(cè)量?jī)x器和工具箱的設(shè)計(jì)可在生產(chǎn)線和實(shí)驗(yàn)室中使用。事實(shí)證明，Sita CleanoSpector 是一種使用簡(jiǎn)便的測(cè)試設(shè)備，適用于多種行業(yè)應(yīng)用。測(cè)量?jī)x器可在干凈的零件表面上進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。校準(zhǔn)值可存儲(chǔ)在測(cè)量設(shè)備中，另外，測(cè)量和校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量是可根據(jù)用戶需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

SITA表面清潔度測(cè)量?jī)x

SITA Cleanospector 測(cè)量清潔度單位：百分比(% )

該儀器的測(cè)量結(jié)果以百分比作為顯示單位。 100%的清潔度意味著表面沒(méi)有熒光污染物。污染十分嚴(yán)重顯示為 0%的清潔度。測(cè)量清潔度的百分之幾就足夠了，設(shè)備用戶可以單獨(dú)定義清潔過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

使用 SITA 表面清潔度儀進(jìn)行清潔度控制結(jié)果與表面碳含量的分析值相關(guān)。這通過(guò) ICS損傷分析的背景下的測(cè)量結(jié)果以及基于確定污染測(cè)試表的分析結(jié)果來(lái)確定的。通過(guò)溶解在乙酸乙酯形成和防腐蝕油中進(jìn)行測(cè)試片的污染，然后用該溶液潤(rùn)濕測(cè)試板。在溶劑揮發(fā)后，油

留在表面上，用上述表面碳分析儀測(cè)定在測(cè)試板上的表面碳含量，用 SITA CleanoSpector 測(cè)量熒光值。這是在表面上的幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行的，隨后計(jì)算平均值。

圖4表面清潔度與碳含量的的關(guān)系

圖 4 顯示了使用 Sita CleanoSpector表面清潔度測(cè)量?jī)x測(cè)量測(cè)試片清潔度的結(jié)果與作為測(cè)量表面碳含量的關(guān)系。圖 5 中的圖表證實(shí)了兩種方法的測(cè)量結(jié)果擁有良好的相關(guān)性，并表明分析中使用的油脂可以用 Sita CleanoSpector 進(jìn)行檢測(cè)，至少達(dá)到每平方米 9 毫克碳的表面碳含量。

Sita CleanoSpector表面清潔度儀可實(shí)現(xiàn)非接觸式量化測(cè)試，與破壞分析相比，它的優(yōu)勢(shì)在于其適用于不允許被破壞的零部件。例如，該儀器用于研究亞洲生產(chǎn)車間中具有涂層缺陷的復(fù)雜系統(tǒng)組件。隨后，立即進(jìn)行缺陷涂層的修復(fù)。建議使用 Sita CleanoSpector 在涂裝前檢查零件的表面清潔度，從而量化監(jiān)控清潔過(guò)程。這確保了零件表面的高清潔質(zhì)量，高效避免由于脫脂除油不充分引起的涂層脫落。