引言
涂裝工藝包括前處理和涂裝兩大部分。表面處理的質(zhì)量直接影響涂層對(duì)被涂工件基材的附著力及材料的耐腐蝕性能。因此,要獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,必須嚴(yán)格涂裝前的表面處理作業(yè)。通過(guò)前處理,是工件達(dá)到下列要求:①無(wú)油污及水分;②無(wú)銹跡及氧化物;③無(wú)酸、堿等殘留物;④工件表面達(dá)到一定的粗糙度。
工件表面處理合格后,經(jīng)干燥除去水分,即可進(jìn)入涂裝(陰極電泳前不一定干燥除去水分)。
1 涂裝前處理工藝
根據(jù)工件材質(zhì)不同如銅、鐵、鋁及鋁合金或塑料等,其前處理工藝條件是有區(qū)別的。
1.1鋼鐵件前處理工藝
鋼鐵表面的預(yù)處理一般包括除油、除銹、磷化等工藝過(guò)程,具體為:脫脂→二道水洗→表調(diào)處理→磷化→二道水洗→去離子水洗。
1.1.1脫脂
將工件表面油污除去。除油的方法有堿性溶液除油、乳化劑除油、溶劑除油及超聲波除油等。堿性溶液是一種常用的除油劑,它是利用強(qiáng)堿對(duì)植物油的皂化反應(yīng),形成溶于水的皂化物達(dá)到除油脂的目的。純粹的強(qiáng)堿液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉礦物油脂。因此人們通過(guò)在強(qiáng)堿液中加入表面活性劑,利用活性劑的乳化作用達(dá)到去除礦物油的目的。堿性溶液除油劑一般采用NaOH、Na2CO3、Na3PO4、焦磷酸及Na2SiO3等,如采用浸漬法,溶液濃度控制在3%~6%;采用噴淋法時(shí),溶液濃度可控制在0.5%~3%。堿性溶液的除油能力隨pH的升高而增強(qiáng)。
溫度將影響除油速度,一般來(lái)講溫度高能加快除油速度,但溫度太高會(huì)使表面活性劑分解,影響除油效果。
堿性溶液除油一般在鋼鐵槽中進(jìn)行,溫度為50~80℃之間,除油次數(shù)取決于產(chǎn)量和油污程度,一般為1~2次,對(duì)于大批量的零件可采用壓力噴射的施工工藝。
乳化劑除油:利用乳化劑的潤(rùn)濕、乳化、增溶和分散等能力,除去工件表面的油污,如OP乳化劑等。溶劑除油:利用有機(jī)溶劑對(duì)油脂的溶解能力,除去工件表面的油污,常用的有機(jī)溶劑有汽油、煤油、松香水等。
1.1.2水洗
水洗為主要輔助工序,在脫脂、磷化后都采用,以清除殘存在工件上的各種溶液的殘?jiān),水洗徹底與否直接影響工件涂層的質(zhì)量和防腐能力。為節(jié)約能量,此二道水洗可采用逆流漂洗技術(shù)。在磷化后的最后一道水洗應(yīng)采用去離子水洗以確保磷化質(zhì)量。
1.1.3表面調(diào)整
磷化前的表面調(diào)整處理可消除由于堿性脫脂而造成的表面狀態(tài)不均勻性,經(jīng)磷酸鈦鹽溶液(膠體鈦)預(yù)處理的零件表面(界面)能產(chǎn)生電位,活化表面,從而產(chǎn)生大量的自由能,增加了磷化晶核數(shù)目,使晶粒變得更加微細(xì),加速成膜反應(yīng)。
表面調(diào)整劑主要有兩類:一種是酸性表調(diào)劑,如草酸,另一種是膠體鈦。兩者應(yīng)用都非常普及,兩者兼?zhèn)溆谐p銹的作用,在磷化前處理中是否選用表調(diào)工序和選用哪一種表調(diào)劑視由工藝和磷化膜的要求決定的。
一般原則是涂漆前打底磷化、快速低溫磷化需要表調(diào)。如果工件在進(jìn)入磷化槽時(shí),已經(jīng)二次生銹,最好采用酸性表調(diào),但酸性表調(diào)只適合于>/50℃的中溫磷化。一般中溫鋅鈣系不表調(diào)也行,鐵系不需要表調(diào)。
1.1.4磷化
將工件浸入磷化液中,在一定溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),使其表面生成一層難溶的磷酸鹽保護(hù)膜,磷化膜可顯著提高涂料對(duì)金屬的附著力,提高耐腐性。
磷化處理基本方法有浸入法和噴淋法兩種,磷化質(zhì)量雖然在很大程度上取決于除油、除銹的質(zhì)量,但噴淋法對(duì)于提高磷化質(zhì)量也是一種有效的工藝手段,并且能縮短工藝時(shí)間,但存在如下缺點(diǎn):①由于飛濺容易腐蝕設(shè)備;②工序間容易生銹;③結(jié)晶粗大。浸入法的優(yōu)點(diǎn)有:①只要液體能達(dá)到的地方都能實(shí)現(xiàn)處理目標(biāo);②易形成含鐵量較高的顆粒狀結(jié)晶磷化膜,與陰極電泳具有良好的配套性。浸入法的缺點(diǎn)有:①?zèng)]有沖刷輔助作用;②處理速度慢。
目前在國(guó)外汽車行業(yè)一般采用噴浸相結(jié)合的工藝。磷化一般按成分、溫度或厚度進(jìn)行分類:①按溶液成分分類:鋅系、鋅鈣系、鋅鐵系、鋅錳系、鐵系等;②按處理溶液的溫度分類:高溫磷化(80~90℃)、中溫磷化(50~70℃)、低溫磷化(30~50℃)、室溫磷化(節(jié)能);③按磷化膜厚度分類:厚型磷化:σ≥10μm,膜質(zhì)量/>7.5g/m2(適合于冷擠壓、防銹浸油、電絕緣);中厚型磷化:5μm<σ<10μm,膜質(zhì)量4.3~7.5g/m2(適用于手工噴漆);薄型磷化:11μm<σ<4μm,膜質(zhì)量1.1~4.3g/m2(適用于電泳涂漆、靜電噴涂、粉末噴涂);特薄型磷化:0.3μm<σ<1μm,膜質(zhì)量0.3~1.1g/m2(適用于高裝飾性電泳底漆)。
1.2鋁及鋁合金表面處理工藝
由于鋁和鋁合金底材表面涂膜的附著力較差,因此必須經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理,使其表面形成一層轉(zhuǎn)化膜。這不僅能增強(qiáng)涂膜的結(jié)合力,而且使耐腐蝕性能也大大提高。鋁及鋁合金的表面處理一般為:堿洗→熱水清洗→冷水清洗→去氧化膜→冷水清洗→冷水清洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→冷水清洗→冷水清洗→去離子水清洗→瀝干→干燥。
鋁及鋁合金表面處理工藝與鋼鐵件的表現(xiàn)處理有以下不同。
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