金屬表面噴涂前處理的工藝流程很多,可根據(jù)具體情況,如廠房條件即空間位置大小、工件材質(zhì)(冷軋板、熱軋板、鍍鋅板、鋁合金、鎂合金、電解板等)、工件表面狀況(銹蝕、防銹油、拉伸油、沖壓油等)、生產(chǎn)批量、質(zhì)量要求等選擇,生產(chǎn)廠家的實(shí)力大小,工藝精度要求的不同采用的流程不盡相同.有手動(dòng)線與自動(dòng)線以及半自動(dòng)線的區(qū)別,一般大型設(shè)備、精 密工件、高 端產(chǎn)品用用的前處理生產(chǎn)線基本相同,金屬表面前處理流程一般有以下兩種:
??1、工件前處理
??典型的工藝流程:
??預(yù)脫脂→脫脂→水洗I→酸洗→水洗II→中和→水洗III→表調(diào)→磷化→水洗IV→鈍化
有些工廠是先酸洗后脫脂,這都是根據(jù)工廠的實(shí)際情況而發(fā)生的。
??作為有銹蝕工件的前處理,酸洗除銹是一般必不可少的.但在前處理過程中,將銹蝕件和非銹蝕件分開,銹蝕件進(jìn)行酸洗,非銹蝕件不要進(jìn)行酸洗.
??2、產(chǎn)品前處理
??產(chǎn)品前處理是將整個(gè)產(chǎn)品浸入槽液中進(jìn)行表面處理,目前已有不少廠家采用.工序間轉(zhuǎn)移有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種.比較*的是采用PLC程序自動(dòng)控制,能實(shí)現(xiàn)工序間自動(dòng)轉(zhuǎn)移.一般流程為: 脫脂→水洗→表調(diào)→磷化→水洗.
??噴涂前處理的常用設(shè)備是噴淋式聯(lián)合清洗機(jī),其清洗原理是借助于噴射機(jī)械力和化學(xué)作用,來完成去油、磷化、鈍化、清洗等工藝過程.
??噴淋式聯(lián)合清洗機(jī)典型工序是:脫脂、水洗、表調(diào)、磷化、鈍化、水洗、純水洗.
??其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:前處理生產(chǎn)線各工序噴淋管布置在隧道內(nèi),噴淋由各液槽的泵來提供.各工序間都有門洞板隔開,以防竄液.各加熱液槽的加熱形式有槽內(nèi)和槽外.內(nèi)加熱器有排管、蛇形管、波紋板等;外加熱器有列管、板式加熱器等.加熱介質(zhì)有熱水、蒸汽、導(dǎo)熱油等.在脫脂、磷化工序分別設(shè)有除油系統(tǒng)和除渣系統(tǒng).為防止各加熱段隧道頂部及門洞處溢出蒸汽,在隧道頂部設(shè)有排風(fēng)機(jī).
??各工藝控制要素分述如下:
??1、脫脂
??脫脂機(jī)理是通過脫脂劑對(duì)各類油脂的皂化、加溶、潤濕、分散、乳化等作用,從而使油脂從工件表面脫離,變成可溶性的物質(zhì)或被乳化、分散而均勻穩(wěn)定地存在于槽液內(nèi).脫脂質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要是以脫脂后工件表面不能有目視油脂、乳濁液等污物,水洗后表面應(yīng)被水完全潤濕為標(biāo)準(zhǔn).脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于游離堿度、脫脂液的溫度、處理時(shí)間、機(jī)械作用和脫脂液含油量等因素:
??(1)總堿度
??脫脂劑濃度適當(dāng)才能*更好效果.一般只需要檢測(cè)脫脂液的總堿度,總堿度低于工藝規(guī)定參數(shù),除油效果就會(huì)下降,變差;總堿度過高,不僅造成材料浪費(fèi),而且清洗 效果反而有可能不好,也給后道水洗增加負(fù)擔(dān),甚至還會(huì)污染后序的表調(diào)和磷化(皮膜).
??(2)脫脂液的溫度
??任何一種脫脂液都有合適的脫脂溫度,溫度低于工藝要求,不能充分發(fā)揮脫脂作用;溫度過低或過高,過低除油效果差,過高,不僅增加耗能,還能帶來一些副作用.如脫脂劑蒸發(fā)過快、工件脫離槽液時(shí)因表面干燥速度較快,而易造成工件返銹、堿斑、氧化、不易水洗等弊病,影響后道工序的磷化質(zhì)量.自動(dòng)溫控也需要定期進(jìn)行校核.
??(3)處理時(shí)間
??脫脂液須和工件上的油污充分接觸,有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間,才能*有良好的脫脂效果.但脫脂時(shí)間過長,工業(yè)鋁型材會(huì)增加工件表面的鈍性,影響磷化膜的生成.
??(4)機(jī)械作用的影響
??脫脂過程中,輔以機(jī)械作用,采用泵循環(huán)或工件移動(dòng)的方式,可以加強(qiáng)除油效果,縮短浸漬清洗的時(shí)間;噴淋脫脂的速度比浸漬脫脂速度快10倍以上.
??(5)脫脂液含油量:
??隨著槽液的循環(huán)使用,油污含量在槽液內(nèi)會(huì)不斷增加,當(dāng)達(dá)到一定比例時(shí),脫脂劑的脫脂效果及清洗效率會(huì)明顯下降,即使通過添加藥劑維持槽液高濃度,被處理工件表面的清潔度仍不會(huì)有所提升.已老化變質(zhì)的脫脂液,須全槽更換.產(chǎn)品生產(chǎn)一般根據(jù)槽液的使用時(shí)間及處理工作量適時(shí)進(jìn)行換槽.
??2、酸洗
??產(chǎn)品制造用鋼材在軋壓成型或貯藏運(yùn)輸過程中,表面會(huì)產(chǎn)生銹蝕.由于銹蝕層結(jié)構(gòu)疏松,與基材附著不牢,并且氧化物與鋁材鐵可組成原電池,進(jìn)一步促使鋁材腐蝕,使涂層很快被破壞,因此涂裝前須將其除凈.產(chǎn)品一般常用的是酸洗除銹,它不會(huì)使鋁材工件變形,每個(gè)角落的銹蝕都能清除干凈,除銹速度快,成本相對(duì)較低.酸洗質(zhì)量主要是以酸洗后的工件不應(yīng)有目視可見氧化物、銹及過蝕現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn),影響除銹效果的因素主要有:
??(1)游離酸度(FA)
??測(cè)定酸洗槽的游離酸度FA,是驗(yàn)證酸洗槽除銹效果高低的直接有效的評(píng)價(jià)方法.游離酸度低,除銹效果差.游離酸度過高時(shí),工作環(huán)境中的酸霧含量較大,不利于勞動(dòng)保護(hù);鋁材表面易產(chǎn)生“過蝕”現(xiàn)象;而且殘酸的清洗比較困難,易導(dǎo)致后續(xù)槽液的污染.
??(2)溫度、時(shí)間
??大多數(shù)酸洗是在常溫下進(jìn)行的,當(dāng)使用加熱酸洗時(shí),一般控制在40℃~70℃之間,雖然溫度對(duì)酸洗能力的提高影響較大,但溫度過高會(huì)加劇對(duì)工件、設(shè)備的腐蝕,對(duì)工作環(huán)境的影響也非常不利;并且在完全除去銹跡的前提下,酸洗時(shí)間應(yīng)盡可能短,以減少鋁材的腐蝕和氫脆的影響.因此處理過程中應(yīng)嚴(yán)格控制槽液的溫度和工件的處理時(shí)間.
??(3)污染老化
??酸液在除銹過程中,會(huì)不斷帶入油污或其它雜質(zhì),其中的懸浮雜質(zhì)可通過刮撈的方式進(jìn)行去除;當(dāng)可溶性的鐵離子超過一定含量時(shí),槽液的除銹效果不但會(huì)大大降低,而且過量的鐵離子隨工件表面的殘液混入磷化槽內(nèi),加速磷化槽液的污染老化,嚴(yán)重影響工件的磷化質(zhì)量,一般酸液的鐵離子含量應(yīng)控制在不超過6%~10%為宜.超過控制指標(biāo)時(shí)須更換槽液.
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??3、表調(diào)
??表面調(diào)整劑可以消除工件表面因堿液除油或酸洗除銹所造成的表面狀態(tài)的不均勻性,使鋁材表面形成大量的很細(xì)的結(jié)晶心,從而加快磷化反應(yīng)的速度,有利于磷化膜的形成.
??(1)水質(zhì)的影響
??槽液所用水質(zhì)中如所含水銹嚴(yán)重、鈣鎂離子含量較大,會(huì)影響表調(diào)液的穩(wěn)定性,槽液配制時(shí)可預(yù)先添加軟水劑以消除水質(zhì)對(duì)表調(diào)液的影響.
??(2)使用時(shí)間
??一般表調(diào)劑采用的是膠體鈦鹽,其存在膠體活性,當(dāng)使用時(shí)間較長或所含雜質(zhì)離子較多時(shí)膠體活性會(huì)喪失,此時(shí)膠體的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞,槽液沉淀分層,呈絮狀,此時(shí)須更換槽液.
??4、磷化
??磷化是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程,所形成的磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜.客車涂裝常用的是低溫鋅系磷化液.磷化的主要目的是給基體鋁材提供保護(hù),在一定程度上防止鋁材被腐蝕;用于涂漆前打底,提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力.磷化是整個(gè)前處理工藝為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),其反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜且影響因素較多,因此磷化槽液相對(duì)于其它槽液的生產(chǎn)過程控制要復(fù)雜得多.
??(1)酸比(總酸度與游離酸度的比值)
??提高酸比可加快磷化反應(yīng)速度,使磷化膜薄而細(xì)致,但酸比過高會(huì)使膜層過薄,易引起磷化工件掛灰;酸比過低,磷化反應(yīng)速度緩慢,磷化晶體粗大多孔,耐蝕性低,磷化工件易生黃銹.一般來說磷化藥液體系或*不同其酸比大小要求也不同.
??(2)溫度
??槽液溫度適當(dāng)提高,成膜速度加快,但溫度過高,會(huì)影響酸比的變化,進(jìn)而影響槽液的穩(wěn)定性,同時(shí)膜層晶核粗大,槽液出渣量增加.
??(3)沉渣量
??隨著磷化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,槽液內(nèi)的沉渣量會(huì)逐漸增多,過量的沉渣會(huì)影響工件表面的界面反應(yīng),導(dǎo)致磷化膜發(fā)花、掛灰嚴(yán)重,甚至不成膜,因此槽液須根據(jù)處理的工件量和使用時(shí)間適時(shí)進(jìn)行倒槽,進(jìn)行清渣除淤.
??(4)亞硝酸根NO-2(促進(jìn)劑濃度)
??NO-2可加快磷化反應(yīng)速度,提高磷化膜的致密性和耐腐蝕性,含量過高時(shí)使膜層易出現(xiàn)白點(diǎn)或發(fā)彩現(xiàn)象;過低,成膜速度緩慢,磷化膜易生黃銹.
??(5)硫酸根SO2-4
??酸洗液濃度過高或水洗控制不好都易導(dǎo)致磷化槽液內(nèi)硫酸根離子增高,過高的硫酸根離子會(huì)減慢磷化反應(yīng)速度,使磷化膜晶粒粗大多孔,掛灰嚴(yán)重,磷化膜的耐蝕性降低.
??(6)亞鐵離子Fe2+:
??磷化溶液中含亞鐵離子量過高時(shí),會(huì)使常溫磷化膜防腐能力下降;會(huì)使中溫磷化膜晶粒粗大,表面浮白灰,防腐能力下降;會(huì)使高溫磷化液沉渣量增加,溶液變混濁,同時(shí)游離酸度升高.
??5、鈍化(封閉)
??鈍化的目的是封閉磷化膜孔隙,提高磷化膜耐蝕性,特別是提高漆膜的整體附著力和耐腐蝕性.目前一般采用含鉻處理和無鉻處理兩種方式,然而有一些用堿性無機(jī)鹽型鈍化(大部分含磷酸鹽,碳酸鹽,亞硝酸鹽,磷酸鹽等),這些物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p害漆膜的長期附著力和耐蝕性.
??6、水洗
??水洗的目的是清除工件表面從上一道槽液所帶出的殘液,水洗質(zhì)量的好壞可直接影響工件的磷化質(zhì)量和整個(gè)槽液的穩(wěn)定性.水洗槽液一般控制以下內(nèi)容:
??(1)淤泥殘?jiān)坎荒苓^高.含量過高易出現(xiàn)工件表面掛灰.
??(2)槽液表面應(yīng)無懸浮雜質(zhì).一般水洗方式采用溢流水洗,以*槽液表面無懸浮油污或其它雜質(zhì).
??(3)槽液PH值應(yīng)接近于中性.PH值過高或過低都容易引起槽液串槽,從而影響后續(xù)槽液的穩(wěn)定性.
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