以汽车涂层质量检测为例。汽车的油漆涂层在整个汽车的构成中是非常重要的,不但要好看,还是耐用,经得起风吹雨打,日晒雨淋,好比对老婆的要求:上得厅堂、下得厨房、杀得了病毒、斗得过小三,撑得面子,还要少钱花,更重要的是不用天天保养,买车时选了又选,看了又看,比了又比,才舍得送出彩礼娶回家,所以为啥汽车是男人的小老婆。
介绍油漆涂层检测前,必须要先了解汽车的涂装的生产工艺。
汽车车身焊接完进入涂装线:清洗-->除油-->磷化-->清洗-->电泳-->烘干-->底漆-->烘干-->中涂-->烘干--->面漆-->烘干-->下线--->检查。
以上是通常的三层涂层的工艺,不同厂家,不同车型有不同的工艺,常用的涂装工艺体系按涂层来分可分为二涂层体系(底漆+面漆);三涂层体系(底漆+中涂+面漆或金属闪光漆/罩光清漆);四涂层体系(底漆+中涂+面漆+罩光清漆,适用于对涂装要求更高的豪华车)。

油漆涂层的检测项目有几十种,下面就讲一些主要的检测项目:
1、漆膜厚度:使用如下图的漆膜厚度仪,以μm(微米)为单位,从电泳、底涂、中涂、面漆都要定期的抽查检测,每个涂层的漆膜厚度都有不同的工艺要求,20-70μm之间。一般2小时或4小时抽查一次,一台车需要检不同的部位,每个检测点还有距离的要求20-50cm不等。

漆膜厚度仪
2、附着力测试:检测涂层与底层(基材)的附着能力,防止涂层脱落。国内的附着力测试方法一般采用以下3种:划圈法(GB/T 1720)、划格法(GB/T 9286)和拉开法(GB/T 5210)。常用的是画格法,俗称百格测试。
用百格刀在测试样品表面划10×10个1mm*1mm的小网格,每条划线触及素材,用粘附力350g/cm2-400g/cm2的胶带(3M610号胶纸或等同效果的胶纸)进行3次百格拉扯测试,在划线的边缘及交叉点均无油漆脱落为合格。关于百格测试的标准有两个,分别为:ASTM D3359 Method B和ISO 2409,国标GB/T 9286-98等效采用于ISO 2409。
质量最好的是0级,无脱落,目前基本上都要求是0级。
3、涂层硬度测试:目前漆膜硬度的测定有以下四种方法:摆杆硬度测定法、斯华特硬度测定法、克利曼硬度测定法和铅笔硬度测定法。《GB/T 1730-2007 色漆和清漆 摆杆阻尼试验》《GB/T 6739-2006 色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》,现场常用的是铅笔法测定。
仪器如下图,铅笔标准规定有个牌子,中华牌绘图铅笔或三菱牌绘图铅笔,铅笔冒牌货比较多,不要买到假货。
铅笔硬度由代号标识:H指的是铅笔的硬度(hard),B(Black)值越大。H值越大,铅芯便愈坚硬,颜色也越浅;B值越大,铅芯越软,颜色也越深。HB和F均表示中等,其中HB属于中等略偏黑(常用),F属于中等略偏硬(少见)。
4、落锤冲击测试:1kg的重锤从50cm高度自由落下冲击漆面看看涂层有没有损坏。标准《GB-T1732-1993漆膜耐冲击测定法》
5、盐雾测试:盐雾测试是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。
这是油漆涂层性能检测最重要的一个测试。
盐雾试验包括以下三种:中性盐雾试验(NSS)、酸性盐雾试验(AASS)、铜加速酸性盐雾试验(CASS)、交变盐雾试验。
中性盐雾试验(NSS试验)是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液,溶液PH值调在中性范围(6~7)作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃,要求盐雾的沉降率在1~2ml/80cm·h之间。国家标准《GBT1771-2007-色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。在里面呆1天相当自然界的1年。
盐雾测试时间一般480H,720H,1000H,不同的厂家,不同的产品各有不同的要求。
实验后不生锈、不起泡、不脱落等不良现象为合格。
盐雾试验箱
6、高低温测试
高低温试验是高温试验和低温试验的的简称,试验目的是评价高低温条件对涂层的性能影响。通过高低温测可以知道涂层能够经受什么样的温度极限。因为汽车在夏天要经受60-80度的高温,冬天-40度。在这种极限天气下,涂层会不会出现起泡、开裂、脱落等问题。
7、冷热冲击测试
冷热冲击试验又名温度冲击试验或高低温冲击试验,是用于考核产品对周围环境温度急剧变化的适应性,是汽车设计定型的鉴定试验和批产阶段的例行试验中不可缺少的试验。在冬天车内温度有20多度,车外温度有零下几十度,这样的温差对产品有非常大的影响。
在温度冲击试验中,最为关键的是建立起不同材料热胀冷缩不一致造成的应力。实际热冲击最可能发生在受试产品的外部,有关资料指出不必达到整个产品温度稳定,而只要受试产品外表而温度与试验温度一致就行。
8、氙灯老化测试
自然界的阳光和湿气对涂层的破坏,所造成的损害主要包括褪色、发黄、变色、强度下降、脆化、氧化、亮度下降、龟裂、变模糊及粉化等。对于曝露在直接或透过玻璃窗后的阳光下的产品和材料来说,其受到光破坏影响的风险最大。长期曝露在荧光灯、卤素灯或其他发光灯下的材料,同样也会受到光降解的影响。
试验用的灯管是有寿命的,一般1500小时左右,一台设备3条灯管以上。国产灯管一条300多,进口灯管要1000多以上,试验的成本是比较高的,
9、紫外光老化测试:
紫外光是太阳光中的一种光线,油漆颜色褪色、失光、变黄、变暗很大程度是紫外线照射引起的,紫外线破坏了涂层中的树脂。紫外光耐气候测试适用于非金属材料的耐阳光和人工光源的老化试验。试验模拟阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用;材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。紫外光老化试验箱通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿,试样在模拟的环境中试验几小时甚至几天的时间,可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。
测试标准:《GBT14522-2008-机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯》,ASTMD4329-2005 ,ASTM-G154 , D4587
试验用的灯管是有寿命的,一般1500小时左右,一台设备3条灯管以上。国产灯管一条300多,进口灯管要1000多以上,试验的成本是比较高的,
10、耐酸碱性测试
油漆的耐酸碱指的是漆膜对酸碱侵蚀的抵抗能力,即在规定的条件下,将油漆试板侵泡在一定浓度的碱液中或酸液中,置之规定时间无泛白、失光、起泡、脱落等现象。
11、耐车用化学品性
12、耐水性
13、耐鸟粪
14、抗石击
抗石击试验(Stone chip resistance test for Surface coating)主要是通过压缩空气驱动碎石冲击涂层,评定汽车油漆或类似涂层受碎石冲击的坚韧性。
涂层抗石击试验是对整个涂层体系的力学性能进行的综合评价,能够反映涂层柔韧性、各层间附着力和配套性的优劣,也是评价涂层二次力学性能极为重要的检测项目之一。
冲击方法参考 [2] SAE J400美国表面覆层的耐剥落试验 [2] ,根据试样、仪器所处的温度分A(零下)、B(低温)、C(室温)三种 [3] ,冲击后涂层表面出现损伤斑点。对各试验方法,用涂层最大剥离斑点直径对应的评级和剥离斑点频次对应的评级,来综合评价涂层耐石击能力。
剥离斑点直径对应的评级分七个等级,分别为10、9+、9、8、7、6、很差。剥离斑点频次对应的评级分九个等级,分别为0、1、2、3、4、5、底、中、高。
试样的规格为101.6*304.8mm(4*12in),测试准备3块试板,试验开始前,漆膜应在温度(23±2)℃,湿度(50±5)% 的标准条件下放置48h。
15、耐溶剂擦拭性测试
测定色漆,清漆或相关产品的单一涂层或复合涂层体系耐溶擦拭性的试验方法.
《GB-T 23989-2009 涂料耐溶剂擦拭性测定法》
16、杯突测试
杯突试验(又叫压陷试验)是指评价漆膜涂层在标准条件下使之逐渐变形后,其抗开裂或与金属底材分离的性能的试验,《GB-T 9753-2007 色漆和清漆杯突试验》。
按规定的冲压深度进行试验时,当达到规定深度后取出试板,观察涂层有无出现开裂或从底材上分离,评定通过或不通过。
杯突实验样板(非汽车油漆)
17、鲜映度的测定
鲜映性指标(DOI)来表示涂膜的漫反射程度。鲜映性指标是反映反射图像清晰度的指标。它是光泽、表面光滑度等的一种综合指标,能较好的表征光学装饰性。
18、光泽度检测
光泽是指漆膜表面把投射其上的光线向镜面反射出去的能力,反射光量越大,则光泽越高。
参考标准<GBT 9754-2007色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定>、《ISO 2813-2014色漆和清漆-在20°、60°和85°非金属色漆漆膜镜面光泽的测定》
通常用光泽计以不同的角度测定相对的反射率来判断光泽。即将平行光以一定的角度投射到表面,测定由表面以同样的角底反射出来的光,不同的角度下测得的反射光强是不同的,一般用45度或60度角测量,按60度光泽计 测量的结果,可将涂料分为如下等级:
高光泽:70%以上
半光泽或中光泽 : 30-70%
蛋壳光 :6%-30%
蛋壳光-平光 :2%-6%
平光:2%以上
行业通常也分为 哑光、半哑、亮光
19、色差检测
色差测量即是使用专门的颜色检测仪器(色差仪),测量两个物体表面的颜色,然后进行比较而得到的这两个物体表面颜色的差值,就是色差测量。
自动比较样板与被检品之间的颜色差异,输出 L、a、b三组数据和比色后的△E、△L、△a、△b四组色差数据。
△ E总色差的大小
△ L大表示偏白,△L小表示偏黑
△ a大表示偏红,△a小表示偏绿
△ b大表示偏黄,△b小表示偏蓝
色差仪检测是比较科学、数据化检测的仪器,减少人与人之间对色差的评判差异,特别是在有争议的时候。
但色差检查在现场很多时候是靠人工对照颜色样板进行对比检查,检查是对环境和人的要求是特别高,如灯光的亮度、光线的色照、人的视力、人与产品的距离与角度等等。
小样板可以在对色灯箱下进行,对色灯箱的光线是标准化的。
20、外观检查
最后的总体外观检查,是也最重要的。
以上讲的都是靠设备仪器来检测的,是内在的,总体外观检查只能靠人工来检查了。
外观检查对人和环境的要求是比较高的。
人:视力要正常,没有差盲和色弱。
环境:光照度、色温要在要求范围内,宽敞,温度22-25度左右等等,反正要让人舒服,减少人的疲劳。
油漆外观缺陷种类是比较多 的,主要有:针孔、颗粒、缩孔、流挂、橘皮、起泡、色差、划伤...等。
外观缺陷的大小、距离不同厂家、产品的不同部位也有不同的标准,
以上就是以汽车为案例介绍油漆涂层的检验相关项目,有不足或错误的请同行指正,一起交流学习。
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