淺析拋光工藝對(duì)汽車(chē)深色漆表面霧影炫紋的影響

王 威 （赫美斯（上海）磨料有限公司，上海 201712）

0 引言

汽車(chē)噴上油漆涂料，不僅能夠美化車(chē)身，還可以在車(chē)體表面形成一層保護(hù)膜，使車(chē)身不容易被腐蝕、延長(zhǎng)汽車(chē)的使用壽命。近年來(lái)，伴隨汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，汽車(chē)外觀從最初的黑白色逐漸演變至更多元化的顏色，根據(jù)2021 年《全球量產(chǎn)汽車(chē)色彩流行統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，深顏色汽車(chē)的銷(xiāo)量依然占整個(gè)汽車(chē)銷(xiāo)量的50 %以上，由于深顏色車(chē)的油漆層鮮映度（DOI）較高，在光照射下出現(xiàn)折射的過(guò)程中攜帶漫反射，體現(xiàn)在視覺(jué)上很鮮艷，同時(shí)也更容易出現(xiàn)霧影或者炫紋等，所以深顏色油漆的施工工藝控制過(guò)程更為嚴(yán)格，同時(shí)隨著涂料品種的發(fā)展以及環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，汽車(chē)涂料也從此前的單組分溶劑型涂料發(fā)展到如今的雙組分水性涂料，在此背景下對(duì)汽車(chē)噴涂工藝的控制以及涂層表面的拋光工藝提出了更高的要求，特別是解決深顏色油漆層在拋光時(shí)易出現(xiàn)霧影、炫紋等問(wèn)題。

本研究通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，分析了不同的拋光工藝控制流程對(duì)深色漆表面霧影的影響，并探尋適合的拋光工藝流程。

1 霧影的描述

霧影指油漆層在強(qiáng)光的照射下表面局部區(qū)域呈現(xiàn)霧狀暈圈的情況，它反映了光從有規(guī)則的反射變成無(wú)規(guī)則的折射并出現(xiàn)漫反射的強(qiáng)光，它對(duì)漆膜表面質(zhì)量有很大的影響，與汽車(chē)噴涂中漆膜表面狀況、顏料的類(lèi)型與分散、拋光工藝方法等有關(guān)。由于霧影反映的是反射角周?chē)穆瓷涔饩€的強(qiáng)度，因此只有在能夠反映出影像的高光澤表面才能觀察到霧影，所以淺色車(chē)身不容易出現(xiàn)霧影的情況。

2 拋光原理以及影響因素

拋光，即拋光液依附于拋光盤(pán)上通過(guò)拋光機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)在汽車(chē)油漆層表面做一定的圓周運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，拋光液中的磨料將打磨痕跡拉平填滿，最終達(dá)到高光澤度的表面效果，同時(shí)拋光液中的磨料顆粒隨著拋光時(shí)間的延長(zhǎng)由大變小。在此過(guò)程中，不同的拋光設(shè)備、拋光液、拋光盤(pán)以及拋光手法、拋光工藝流程等都對(duì)最終漆膜的表面質(zhì)量有重要影響。

2.1 拋光機(jī)

拋光機(jī)分為同心拋光機(jī)、自由偏心拋光機(jī)，以及強(qiáng)制偏心拋光機(jī)。其中同心拋光機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是拋光效率高，缺點(diǎn)是拋光面積小，易造成局部溫度偏高，容易拋疲，最終的表面效果是炫紋較多、亮度低；偏心拋光機(jī)（偏心距1.8~2.7 mm）的優(yōu)點(diǎn)是不容易燒傷，拋光面積大，缺點(diǎn)是拋光效率低，呈現(xiàn)的效果是亮度高，炫紋少；強(qiáng)制偏心拋光機(jī)的偏心磨頭可按照設(shè)定好的軌跡運(yùn)動(dòng)，其切削力更大，能得到更好的表面效果。目前車(chē)廠主流的拋光設(shè)備為同心拋光機(jī)和自由偏心拋光機(jī)。

2.2 拋光液

拋光液的成分為微米或者亞微米級(jí)的氧化鋁或者氧化硅磨料，以及硬脂酸、軟脂酸、油酸、松香等可溶性粘接劑。應(yīng)盡量選擇不帶填充劑的拋光液，因?yàn)樘畛鋭╇m可以短暫地達(dá)到一定的光亮度，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，砂痕中的填充劑會(huì)逐漸揮發(fā)，最終導(dǎo)致霧影或者炫紋以及砂痕再現(xiàn)。

2.3 拋光盤(pán)

拋光盤(pán)分為羊毛球和海綿球，其中羊毛球根據(jù)羊毛的材質(zhì)分為天然和人造的，根據(jù)羊毛的長(zhǎng)度分為長(zhǎng)毛與短毛，其中短毛的天然羊毛效果更好?？傮w來(lái)說(shuō)，羊毛球具有較好的切削效率，但缺點(diǎn)是拋出的表面亮度不高；海綿球具有很好的拋光效果，拋出的表面亮度較高，但其效率稍低且有可能出現(xiàn)拋不干凈的情況，而且生產(chǎn)成本會(huì)上升。

2.4 拋光手法

采用井字形或者8 字形在油漆表面走對(duì)應(yīng)的軌跡往復(fù)進(jìn)行拋光，直至漆膜表面瑕疵完全被拋除且肉眼觀察拋光區(qū)域與周邊呈現(xiàn)自然相接。

拋光工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 拋光工藝流程示意圖Figure 1 Schematic diagram of polishing process flow

3 試驗(yàn)部分

3.1 試驗(yàn)器材

汽車(chē)油漆板、氣動(dòng)點(diǎn)打磨機(jī)、氣動(dòng)自由偏心拋光機(jī)、粗拋光蠟、中拋光蠟、細(xì)拋光蠟、羊毛球、海綿球、擦拭布、酒精、擦拭紙等；

德國(guó)BYK 微型光澤儀4561：測(cè)量范圍20°，0~180 光澤單位；精度，0~100 光澤單位范圍內(nèi)≤1。

3.2 試驗(yàn)方法

選取黑色車(chē)、棕色車(chē)分別按照?qǐng)D1 工藝進(jìn)行打磨拋光100 個(gè)點(diǎn)，直至完全拋光為鏡面后用擦拭布擦拭、噴灑酒精后再用擦拭紙擦拭，選擇10 個(gè)點(diǎn)觀察拋光后的漆膜表面狀況，并采用德國(guó)BYK 微型光澤儀4561 測(cè)量光澤度，測(cè)量5 次，取平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Test results

表1 結(jié)果表明，采用圖1a、圖1c 工藝，在剛剛拋光后的漆膜表面沒(méi)有霧影炫紋，符合質(zhì)量要求，而采用圖1b 工藝拋光的漆膜表面有霧影炫紋，表明羊毛球無(wú)法一次性達(dá)到質(zhì)量要求。

進(jìn)一步驗(yàn)證油漆面在日常環(huán)境中的表現(xiàn)情況。模擬淋雨以及130 ℃烘烤環(huán)境，然后放置于室外，一周后再次測(cè)量同樣的10 個(gè)點(diǎn)并觀察漆膜表面情況，數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。

由表2 可以看出，采用圖1a 工藝拋光的10 個(gè)點(diǎn)中有5 個(gè)點(diǎn)是有霧影的，采用圖1b 工藝拋光的所有點(diǎn)都有霧影和炫紋的情況，采用圖1c 工藝拋光的10個(gè)點(diǎn)全部合格。

結(jié)論：

（1） 采用兩步拋光工藝流程拋光，雖然在當(dāng)時(shí)能解決漆膜表面的霧影情況，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，霧影會(huì)再次顯現(xiàn)，表明海綿球無(wú)法完全消除前道羊毛球留下的細(xì)微拋光痕，導(dǎo)致霧影、炫紋再現(xiàn)。

（2） 海綿球一步拋光工藝流程能在一定程度上解決深色車(chē)出現(xiàn)霧影的情況，即使放置很長(zhǎng)一段時(shí)間依然保持完美的鏡面效果，從根本上避免汽車(chē)流轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)霧影返現(xiàn)的情況，可從根本上解決傳統(tǒng)兩步法拋光帶來(lái)的霧影問(wèn)題。

（3） 在汽車(chē)油漆拋光過(guò)程中應(yīng)盡量避免采用羊毛球進(jìn)行漆膜表面的拋光，因?yàn)檠蛎蛟趻伖膺^(guò)程中雖然可以去除砂紙留下的砂痕跡，但同時(shí)也會(huì)在漆膜表面留下新的炫紋。

4 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)面漆拋光的影響因素很多，拋光工藝亦有很多，各有各的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)涂料的性能、烘烤溫度等選擇合適的拋光工藝，只有選擇合適的砂紙、設(shè)備、耗材和拋光工藝才能避免霧影炫紋的產(chǎn)生。