粉末涂装过程中的缺陷分析及对策

表面缩孔

1 引言

本文论述涂装过程中的表面缩孔，包括气孔、针孔、水孔等产生的原因、

解决办法及预防措施。与表面颗粒不同，表面缩孔被视为涂装过程中的严重表

面缺陷，既使降低其质量级别，也是不允许继续使用的，必须打磨后进行复喷

或通过脱塑后重新进行涂装。

缩孔产生的原因是多方面的，既有基材方面的原因，也有前处理、粉末、

容易与表面颗粒相混淆，此时仔细观察表面颗粒会发现在其中央有一小孔。更

大的气孔多发生于工件的夹缝和折弯处，会使涂层发生中断而不连续。

气孔产生的主要原因是，在固化条件下，涂层下面的空气、水汽、其它物

质分解产生的气体等冲破涂层而引起的。当涂层下面的气体较少时，气体无法

冲破涂层而形成鼓泡。

所谓针孔，又叫针眼，是指孔的直径如针尖大小，既无凸起，也无凹陷，

而是与涂层在一个平面上。针孔一般都露底，即露出底板。针孔产生的主要原

因是，涂料还没有熔融时，下面的气体冲出涂层，即冲出气体部位的涂料被冲

走，所以固化后会露出底板，显然针孔是由于基材的自身质量引起的。当涂层

下面的气体较少时，气体无法冲破涂层而形成鼓泡。

缝处由于有空气，涂装固化后可能会引起涂层中断而不连续，即产生较大的气

孔；米粒大小的气孔是由于钢板表面有锈蚀物、或污物没有处理干净引起的；

针尖大小的气孔是由于前处理残液或磷化挂灰引起的。

厚度大于1mm的冷轧板，在折弯处出现涂层中断或不连续，说明钢板被折伤

（在折弯的内侧出现凹槽），凹槽内存有空气；如果在折弯处出现米粒大小的

气孔，说明被折伤程度不严重或钢板上的污物未除干净，此时可能伴随出现表

面颗粒；如果在折弯处出现针尖大小的气孔，说明在折弯处有污染物，如除油

不干净、前处理的残液、磷化挂灰等，此时会伴随出现较小的表面颗粒。

对于热轧板，由于其表面有较厚的氧化皮，磷化前需要除去，涂装后出现

气孔，是由于钢板酸洗是过腐蚀或钢板自身质量问题；如果出现针孔，则是钢

酸洗时这种缺陷更严重，这是由于在铸造时出现气孔和砂眼在所难免，所以铸

铁件的前处理经常通过喷砂或抛丸来实现。

对于采用硫酸脱塑后的钢铁工件，尤其是经过多次脱塑的钢铁工件，由于

基材本身受到了不同程度的腐蚀，所以涂装后频繁出现气孔和针孔，很不好解

决。可以采用二次脱水的方法，或增加磷化膜的厚度来解决，必要时可以涂抹

原子灰。

2.2 锌及锌合金工件

热镀锌及电镀锌工件，由于镀锌层比较致密，所以涂装后一般不会出现针

孔，而冷镀锌板，尤其是质量比较差的冷镀锌板，镀锌层比较疏松，涂装后有

时会出现针孔。如果在折弯处出现涂层中断或不连续，说明钢板被折伤（在折

存在虚焊或有砂眼，或焊点处有锈蚀；如果出现针尖大小的气孔，说明焊点处

氧化皮厚，未经打磨或打磨不彻底，或磷化时此处挂灰，此时会伴随出现较小

的表面颗粒。

对于采用硫酸脱塑后的锌及锌合金工件，尤其是经过多次脱塑的锌及锌合

金工件，由于镀锌层被全部腐蚀掉，而且基材本身也受到了不同程度的腐蚀，

所以涂装后频繁出现气孔和针孔，很不好解决。可以采用二次脱水的方法，或

增加磷化膜的厚度来解决，必要时可以涂抹原子灰。

2.3 铝及铝合金工件

纯铝工件，尤其是板材，一般表面质量优良，涂装后不会出现针孔，但针

尖大小的气孔经常出现，主要是前处理等其它工序不良等引起的。

喷砂或抛丸来实现。

对于采用硫酸脱塑，尤其是经过多次脱塑的铝及铝合金工件，由于基材本

身受到了不同程度的腐蚀，所以涂装后频繁出现气孔和针孔，很不好解决。可

以采用二次脱水的方法，必要时可以涂抹原子灰加以解决。如果采用有机溶剂

脱塑，涂装后可能会出现涂层抽缩等其它表面问题，所以铝及铝合金的脱塑应

慎用有机溶剂。

工件上有铜铝焊接点时，如果焊剂清除不干净，涂装后会出现涂层不连续

或米粒大小的气孔。

3 前处理引起的表面颗粒

前处理的好坏不会导致涂装后针孔出现，但会导致气孔和水孔的出现。仅

由于钢铁工件比较耐强碱腐蚀，所以脱脂的碱度和温度可以高一些，有利

于如拉伸油等顽固油污的去除。所以对于钢铁工件来说，涂装后出现水孔的机

会不是很多，也就是说钢铁工件出现的水孔对脱脂的依赖程度并不强烈。但是

如果水孔出现时还伴随有鱼眼出现，则表明脱脂严重不合格。此时不管是有水

夹缝处的涂层中断或不连续与前处理无关。如果局部出现米粒大小的气孔，则

表明基材表面的锈蚀物没有清除干净或污物没有处理干净，此时可能伴随出现

表面颗粒；如果在折弯处出现针尖大小的气孔，说明在折弯处有污染物，如除

油不干净、前处理的残液、磷化挂灰等，此时会伴随出现较小的表面颗粒。

如果工件脱脂后表面有黑膜，即用手擦有黑灰出现，应按以下两种方法进

基脱脂剂脱脂；对于第二种情况，基材表面经常会有锈蚀物，所以酸洗时应加

由于锌及锌合金工件不耐强碱腐蚀，所以脱脂的碱度应低一些，但这样做

不利于如拉伸油等顽固油污的去除，只能通过提高脱脂温度或使用高性能的脱

脂剂来满足除油要求。

锌及锌合金工件涂装后出现水孔的机会相对来说比钢铁工件多，也就是对

脱脂的依赖程度相对高一些。但是如果水孔出现时还伴随有鱼眼出现，则表明

脱脂严重不合格。此时不管是有水孔的工件，还是无水孔的工件，涂层的附着

力都不好，所以应注重锌及锌合金的脱脂问题。

夹缝处的涂层中断或不连续与前处理无关。如果局部出现米粒大小的气孔

，则表明在脱脂时基材表面受到腐蚀，此时可能伴随出现表面颗粒；如果局部

出现针尖大小的气孔，是由除油不干净、前处理的残液、磷化时基材被腐蚀或

气孔，说明折伤程度不严重或折弯处在脱脂时受到腐蚀，或折弯处的污物未除

干净，此时可能伴随出现表面颗粒；此时会伴随出现较小的表面颗粒。如果在

折弯处出现针尖大小的气孔，则说明此处油污未除干净、前处理的残液未洗净

、磷化时基材被腐蚀或磷化挂灰等，还可能伴随出现表面颗粒。

由于铝是两性金属，而且化学性质非常活泼，所以脱脂时的碱度应更低一

些，以避免铝受到腐蚀，但这样做不利于如拉伸油等顽固油污的去除，只能通

过提高脱脂温度或使用高性能的脱脂剂来满足除油要求。

铝及铝合金工件涂装后出现水孔的机会相对来说比钢铁工件多得多，也就

是强烈地依赖于脱脂。但是如果水孔出现时还伴随有鱼眼出现，则表明脱脂严

重不合格。此时不管是有水孔的工件，还是无水孔的工件，涂层的附着力都不

好，所以应特别注重铝及铝合金的脱脂问题。

铝及铝合金的磷化处理工艺方式有以下两种

：

浸泡线：

脱脂—水洗—水洗—碱蚀—水洗—水洗—出光—水洗—水洗—表调—磷化

—水洗—（纯）水洗

在浸泡线，碱蚀的目的是除去铝及铝合金表面上的氧化膜，这时会在表面

出现一层黑膜。出光的目的是使用氧化性的酸，将这层黑膜除去，以得到新鲜

光滑的表面。

在喷淋线，由于无法设定出光工序，所以必须通过适当的脱脂剂，既能完

成脱脂任务，又能部分除去表面的氧化膜，而且又不能腐蚀严重，表面产生的

黑膜通过喷淋的机械外力作用冲洗干净。因此，在喷淋线上，对脱脂剂的要求

更高一些。

两种工艺产生的黑膜如果不除干净直接进行磷化，黑膜会依然存在，涂装

后不但产生表面颗粒，而且还会产生米粒或针尖大小的气孔，更严重的是涂层

的附着力很差，不能满足要求。

最后一道水洗最好采用纯水，否则水中的杂质与铝反应，脱水后会在工件

铝及铝合金的脱塑最好采用硫酸。如果使用有机溶剂脱塑，将会产生严重

后果，尤其是在喷淋线上，涂层不但出现水孔，还会出现抽缩（发笑），使生

产不能正常进行。这时只能停止生产，彻底吹扫脱水炉和固化炉，最好将前处

理的各种药液和水洗的水全部更换。在浸泡线上，由于有碱蚀和出光工序，可

象。

采用硫酸脱塑的铝及铝合金工件，尤其是经过多次脱塑的铝及铝合金工件

，基材本身受到了不同程度的腐蚀，所以涂装后频繁出现气孔和针孔，很不好

解决。可以采用二次脱水的方法加以解决，必要时可以涂抹原子灰。

致涂层的附着力不好；铝及铝合金工件，会导致水孔出现，并使磷化挂灰，严

重影响涂层的附着力。

3.5 消泡剂

脱脂剂在使用中有泡沫出现，尤其在喷淋线上泡沫更多，这时往往需要加

入消泡剂来抑制炮沫的生成，使生产能够正常进行。

消泡剂的主要成份是有机硅，它对钢铁工件影响不大，对锌及锌合金工件

有较大影响，对铝及铝合金工件有严重影响。这是因为铝及铝合金强烈吸附有

机硅，最终导致涂层出现缩孔和抽缩。解决办法是最好少用或不用有机硅消泡

剂或使用聚醚型消泡剂。

3.6 最后一道水洗

由于铝及铝合金的化学性质非常活泼，前处理最后一道水洗如果有杂质，

现象，给涂层的附着力带来负面影响，所以铝及铝合金件的前处理的最后一道

水洗尽量使用纯水。

4 粉末涂料引起的表面颗粒

有些针孔的产生是由于粉末本身的原因造成的

。其特征之一是边缘部位

较多，特征之二是当一次喷涂较厚时，其它部位也有出现。出现针孔的部位一

次喷涂厚度在150μm 以上，有些性能较差的粉末涂料甚至在100μm 以下也会

出现针孔。环氧一聚酯粉末或聚酯粉末都有这种情况。粉末涂层产生针孔的原

因涉及到其组成树脂的熔融温度和分解温度的差异，如果二者很接近，在固化

未做任何变动的前提下，偶尔发现不同批次粉末涂料混合时也能出现缩孔现象

，其原因可能是由于粉末涂料原材料性质不一致性引起的。因为粉末涂料用的

聚酯树脂是以多元酸、多元醇聚合而成的，工艺合成过程不可避免存在着操作工艺

条件的差异，带来批次间的质量不同，从而导致批次间的粉末涂料相容性下降

、增大缩孔产生的可能性。因此，建议使用厂家根据喷涂数量定量订购粉末涂料，

集中某批次粉末涂料的使用，尽可能避免不同批次粉末涂料的混合使用。

其主要原因在于粉末涂料中混进胶化、难熔性粒子和杂质等所造成的。制造粉

末涂料过程中，由于颜料或固化剂分散不好，使颜料产生凝聚物。在熔融混合

过程中有部分树脂进行固化反应产生胶化粒子，粉末中的尘粒和粉碎的纤维，

以及粉末生产中挤出部位局部温度过高产生的焦化物质等，当粒径大于涂层厚

后出现不漏底的水孔。铝及铝合金件亲水性强，带水多，可能会出现漏底的水

孔。一般情况下，脱水温度135~150℃，脱水时间15~20分钟。

6 空气带水或油污引起的表面缩孔

空气带水或油，会随涂料喷到工件上，涂装后出现漏底的水孔。解决办法

是，对空气储罐勤放水或油，以及在储罐后增加干燥和除油罐，清理空气中的

水时，必须一并清理空气管路。

7 环境引起的表面缩孔

当喷粉环境相对湿度大于75%时，会导致不漏底的水孔出现。

8 管理不善引起的表面缩孔

8.1 悬链、挂具带水

8.3 脱水后的工件接触到污物

如手上有汗、油、润肤霜等污物，或手套上有油污、灰尘等接触到工件，

涂装后出现水孔或抽缩，铝及铝合金工件尤为严重。

8.4 脱水炉或固化炉内有异物

脱水炉或固化炉内掉入异物，如橡胶、塑料、化纤等高分子物质，钢铁工

件涂装后出现窜烟现象，锌及锌合金工件可能出现水孔及轻微的抽缩，而铝及

铝合金工件出现大量水孔并伴随严重的表面抽缩。