以汽車塗層質量檢測為例。汽車的油漆塗層在整個汽車的構成中是非常重要的,不但要好看,還是耐用,經得起風吹雨打,日曬雨淋,好比對老婆的要求:上得廳堂、下得廚房、殺得了病毒、鬥得過小三,撐得面子,還要少錢花,更重要的是不用天天保養,買車時選了又選,看了又看,比了又比,才捨得送出彩禮娶回家,所以為啥汽車是男人的小老婆。
介紹油漆塗層檢測前,必須要先了解汽車的塗裝的生產工藝。
汽車車身焊接完進入塗裝線:清洗-->除油-->磷化-->清洗-->電泳-->烘乾-->底漆-->烘乾-->中塗-->烘乾--->面漆-->烘乾-->下線--->檢查。
以上是通常的三層塗層的工藝,不同廠家,不同車型有不同的工藝,常用的塗裝工藝體系按塗層來分可分為二塗層體系(底漆+面漆);三塗層體系(底漆+中塗+面漆或金屬閃光漆/罩光清漆);四塗層體系(底漆+中塗+面漆+罩光清漆,適用於對塗裝要求更高的豪華車)。

油漆塗層的檢測項目有幾十種,下面就講一些主要的檢測項目:
1、漆膜厚度:使用如下圖的漆膜厚度儀,以μm(微米)為單位,從電泳、底塗、中塗、面漆都要定期的抽查檢測,每個塗層的漆膜厚度都有不同的工藝要求,20-70μm之間。一般2小時或4小時抽查一次,一臺車需要檢不同的部位,每個檢測點還有距離的要求20-50cm不等。

漆膜厚度儀
2、附著力測試:檢測塗層與底層(基材)的附著能力,防止塗層脫落。國內的附著力測試方法一般採用以下3種:劃圈法(GB/T 1720)、劃格法(GB/T 9286)和拉開法(GB/T 5210)。常用的是畫格法,俗稱百格測試。
用百格刀在測試樣品表面劃10×10個1mm*1mm的小網格,每條劃線觸及素材,用粘附力350g/cm2-400g/cm2的膠帶(3M610號膠紙或等同效果的膠紙)進行3次百格拉扯測試,在劃線的邊緣及交叉點均無油漆脫落為合格。關於百格測試的標準有兩個,分別為:ASTM D3359 Method B和ISO 2409,國標GB/T 9286-98等效採用於ISO 2409。
質量最好的是0級,無脫落,目前基本上都要求是0級。
3、塗層硬度測試:目前漆膜硬度的測定有以下四種方法:擺杆硬度測定法、斯華特硬度測定法、克利曼硬度測定法和鉛筆硬度測定法。《GB/T 1730-2007 色漆和清漆 擺杆阻尼試驗》《GB/T 6739-2006 色漆和清漆 鉛筆法測定漆膜硬度》,現場常用的是鉛筆法測定。
儀器如下圖,鉛筆標準規定有個牌子,中華牌繪圖鉛筆或三菱牌繪圖鉛筆,鉛筆冒牌貨比較多,不要買到假貨。
鉛筆硬度由代號標識:H指的是鉛筆的硬度(hard),B(Black)值越大。H值越大,鉛芯便愈堅硬,顏色也越淺;B值越大,鉛芯越軟,顏色也越深。HB和F均表示中等,其中HB屬於中等略偏黑(常用),F屬於中等略偏硬(少見)。
4、落錘衝擊測試:1kg的重錘從50cm高度自由落下衝擊漆面看看塗層有沒有損壞。標準《GB-T1732-1993漆膜耐衝擊測定法》
5、鹽霧測試:鹽霧測試是一種主要利用鹽霧試驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來考核產品或金屬材料耐腐蝕性能的環境試驗。
這是油漆塗層性能檢測最重要的一個測試。
鹽霧試驗包括以下三種:中性鹽霧試驗(NSS)、酸性鹽霧試驗(AASS)、銅加速酸性鹽霧試驗(CASS)、交變鹽霧試驗。
中性鹽霧試驗(NSS試驗)是出現最早目前應用領域最廣的一種加速腐蝕試驗方法。它採用5%的氯化鈉鹽水溶液,溶液PH值調在中性範圍(6~7)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃,要求鹽霧的沉降率在1~2ml/80cm·h之間。國家標準《GBT1771-2007-色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》。在裡面呆1天相當自然界的1年。
鹽霧測試時間一般480H,720H,1000H,不同的廠家,不同的產品各有不同的要求。
實驗後不生鏽、不起泡、不脫落等不良現象為合格。
鹽霧試驗箱
6、高低溫測試
高低溫試驗是高溫試驗和低溫試驗的的簡稱,試驗目的是評價高低溫條件對塗層的性能影響。通過高低溫測可以知道塗層能夠經受什麼樣的溫度極限。因為汽車在夏天要經受60-80度的高溫,冬天-40度。在這種極限天氣下,塗層會不會出現起泡、開裂、脫落等問題。
7、冷熱衝擊測試
冷熱衝擊試驗又名溫度衝擊試驗或高低溫衝擊試驗,是用於考核產品對周圍環境溫度急劇變化的適應性,是汽車設計定型的鑑定試驗和批產階段的例行試驗中不可缺少的試驗。在冬天車內溫度有20多度,車外溫度有零下幾十度,這樣的溫差對產品有非常大的影響。
在溫度衝擊試驗中,最為關鍵的是建立起不同材料熱脹冷縮不一致造成的應力。實際熱衝擊最可能發生在受試產品的外部,有關資料指出不必達到整個產品溫度穩定,而只要受試產品外表而溫度與試驗溫度一致就行。
8、氙燈老化測試
自然界的陽光和溼氣對塗層的破壞,所造成的損害主要包括褪色、發黃、變色、強度下降、脆化、氧化、亮度下降、龜裂、變模糊及粉化等。對於曝露在直接或透過玻璃窗後的陽光下的產品和材料來說,其受到光破壞影響的風險最大。長期曝露在熒光燈、鹵素燈或其他發光燈下的材料,同樣也會受到光降解的影響。
試驗用的燈管是有壽命的,一般1500小時左右,一臺設備3條燈管以上。國產燈管一條300多,進口燈管要1000多以上,試驗的成本是比較高的,
9、紫外光老化測試:
紫外光是太陽光中的一種光線,油漆顏色褪色、失光、變黃、變暗很大程度是紫外線照射引起的,紫外線破壞了塗層中的樹脂。紫外光耐氣候測試適用於非金屬材料的耐陽光和人工光源的老化試驗。試驗模擬陽光、潮溼和溫度對材料的破壞作用;材料老化包括褪色、失光、強度降低、開裂、剝落、粉化和氧化等。紫外光老化試驗箱通過模擬陽光、冷凝、模仿自然潮溼,試樣在模擬的環境中試驗幾小時甚至幾天的時間,可再現戶外可能幾個月或幾年發生的損壞。
測試標準:《GBT14522-2008-機械工業產品用塑料、塗料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法熒光紫外燈》,ASTMD4329-2005 ,ASTM-G154 , D4587
試驗用的燈管是有壽命的,一般1500小時左右,一臺設備3條燈管以上。國產燈管一條300多,進口燈管要1000多以上,試驗的成本是比較高的,
10、耐酸鹼性測試
油漆的耐酸鹼指的是漆膜對酸鹼侵蝕的抵抗能力,即在規定的條件下,將油漆試板侵泡在一定濃度的鹼液中或酸液中,置之規定時間無泛白、失光、起泡、脫落等現象。
11、耐車用化學品性
12、耐水性
13、耐鳥糞
14、抗石擊
抗石擊試驗(Stone chip resistance test for Surface coating)主要是通過壓縮空氣驅動碎石衝擊塗層,評定汽車油漆或類似塗層受碎石衝擊的堅韌性。
塗層抗石擊試驗是對整個塗層體系的力學性能進行的綜合評價,能夠反映塗層柔韌性、各層間附著力和配套性的優劣,也是評價塗層二次力學性能極為重要的檢測項目之一。
衝擊方法參考 [2] SAE J400美國表面覆層的耐剝落試驗 [2] ,根據試樣、儀器所處的溫度分A(零下)、B(低溫)、C(室溫)三種 [3] ,衝擊後塗層表面出現損傷斑點。對各試驗方法,用塗層最大剝離斑點直徑對應的評級和剝離斑點頻次對應的評級,來綜合評價塗層耐石擊能力。
剝離斑點直徑對應的評級分七個等級,分別為10、9+、9、8、7、6、很差。剝離斑點頻次對應的評級分九個等級,分別為0、1、2、3、4、5、底、中、高。
試樣的規格為101.6*304.8mm(4*12in),測試準備3塊試板,試驗開始前,漆膜應在溫度(23±2)℃,溼度(50±5)% 的標準條件下放置48h。
15、耐溶劑擦拭性測試
測定色漆,清漆或相關產品的單一塗層或複合塗層體系耐溶擦拭性的試驗方法.
《GB-T 23989-2009 塗料耐溶劑擦拭性測定法》
16、杯突測試
杯突試驗(又叫壓陷試驗)是指評價漆膜塗層在標準條件下使之逐漸變形後,其抗開裂或與金屬底材分離的性能的試驗,《GB-T 9753-2007 色漆和清漆杯突試驗》。
按規定的衝壓深度進行試驗時,當達到規定深度後取出試板,觀察塗層有無出現開裂或從底材上分離,評定通過或不通過。
杯突實驗樣板(非汽車油漆)
17、鮮映度的測定
鮮映性指標(DOI)來表示塗膜的漫反射程度。鮮映性指標是反映反射圖像清晰度的指標。它是光澤、表面光滑度等的一種綜合指標,能較好的表徵光學裝飾性。
18、光澤度檢測
光澤是指漆膜表面把投射其上的光線向鏡面反射出去的能力,反射光量越大,則光澤越高。
參考標準<GBT 9754-2007色漆和清漆 不含金屬顏料的色漆漆膜的20°、60°和85°鏡面光澤的測定>、《ISO 2813-2014色漆和清漆-在20°、60°和85°非金屬色漆漆膜鏡面光澤的測定》
通常用光澤計以不同的角度測定相對的反射率來判斷光澤。即將平行光以一定的角度投射到表面,測定由表面以同樣的角底反射出來的光,不同的角度下測得的反射光強是不同的,一般用45度或60度角測量,按60度光澤計 測量的結果,可將塗料分為如下等級:
高光澤:70%以上
半光澤或中光澤 : 30-70%
蛋殼光 :6%-30%
蛋殼光-平光 :2%-6%
平光:2%以上
行業通常也分為 啞光、半啞、亮光
19、色差檢測
色差測量即是使用專門的顏色檢測儀器(色差儀),測量兩個物體表面的顏色,然後進行比較而得到的這兩個物體表面顏色的差值,就是色差測量。
自動比較樣板與被檢品之間的顏色差異,輸出 L、a、b三組數據和比色後的△E、△L、△a、△b四組色差數據。
△ E總色差的大小
△ L大表示偏白,△L小表示偏黑
△ a大表示偏紅,△a小表示偏綠
△ b大表示偏黃,△b小表示偏藍
色差儀檢測是比較科學、數據化檢測的儀器,減少人與人之間對色差的評判差異,特別是在有爭議的時候。
但色差檢查在現場很多時候是靠人工對照顏色樣板進行對比檢查,檢查是對環境和人的要求是特別高,如燈光的亮度、光線的色照、人的視力、人與產品的距離與角度等等。
小樣板可以在對色燈箱下進行,對色燈箱的光線是標準化的。
20、外觀檢查
最後的總體外觀檢查,是也最重要的。
以上講的都是靠設備儀器來檢測的,是內在的,總體外觀檢查只能靠人工來檢查了。
外觀檢查對人和環境的要求是比較高的。
人:視力要正常,沒有差盲和色弱。
環境:光照度、色溫要在要求範圍內,寬敞,溫度22-25度左右等等,反正要讓人舒服,減少人的疲勞。
油漆外觀缺陷種類是比較多 的,主要有:針孔、顆粒、縮孔、流掛、橘皮、起泡、色差、劃傷...等。
外觀缺陷的大小、距離不同廠家、產品的不同部位也有不同的標準,
以上就是以汽車為案例介紹油漆塗層的檢驗相關項目,有不足或錯誤的請同行指正,一起交流學習。
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