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鋁材噴涂前處理工藝流程

來源:佳華 日期:2018-06-02

  鋁材噴涂前處理的工藝流程很多
,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、玻璃鋼等)
、工件表面狀況(銹蝕
、防銹油、雜物)
、生產(chǎn)批量
、質(zhì)量要求等選擇。要根據(jù)具體情況來分析
,不同的生產(chǎn)廠家采用的流程不盡相同
,如客車生產(chǎn)的整體流程及質(zhì)量要求基本相同,前處理流程一般有以下兩種:
  1
、制件前處理
  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
,廠家可根據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
  作為制件前處理
,酸洗除銹是必不可少的
。但在前處理過程中,最好將銹蝕件和非銹蝕件分開
,銹蝕件進(jìn)行酸洗
,非銹蝕件最好不要進(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
。比較先進(jìn)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:
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。?)游離堿度(FAL)
  脫脂劑濃度適當(dāng)才能保證最佳效果
。一般只需要檢測脫脂液的游離堿度,F(xiàn)AL過低
,除油效果相對較差
;FAL過高,不僅造成材料浪費(fèi)
,也給后道水洗增加負(fù)擔(dān)
,嚴(yán)重者還會污染后序的表調(diào)和磷化。
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。?)脫脂液的溫度
  任何一種脫脂液都有最佳的脫脂溫度
,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
  脫脂液必須和工件上的油污充分接觸
,有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間
,才能保證有良好的脫脂效果。但脫脂時(shí)間過長
,會增加工件表面的鈍性
,影響磷化膜的生成。
 ?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?)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
 ?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?)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有所提升
。已老化變質(zhì)的脫脂液
,必須全槽更換。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,因此涂裝前必須將其除凈
。產(chǎn)品一般常用的是酸洗除銹
,它不會使鋁材工件變形,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)
  測定酸洗槽的游離酸度FA
,是驗(yàn)證酸洗槽除銹效果高低的最直接有效的評價(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,雖然溫度對酸洗能力的提高影響較大
,但溫度過高會加劇對工件
、設(shè)備的腐蝕,對工作環(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)必須更換槽液
           
  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極細(xì)的結(jié)晶中心
,從而加快磷化反應(yīng)的速度
,有利于磷化膜的形成。
 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?)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)必須更換槽液
 
  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?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?蛙囃垦b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)前處理工藝最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)
,其反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜且影響因素較多
,因此磷化槽液相對于其它槽液的生產(chǎn)過程控制要復(fù)雜得多。
 ?div id="m50uktp" class="box-center"> 。?)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配方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,槽液出渣量增大
 ?div id="m50uktp" class="box-center"> 。?)沉渣量
  隨著磷化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,槽液內(nèi)的沉渣量會逐漸增多
,過量的沉渣會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
,因此槽液必須根據(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
 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?)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)
,會使常溫磷化膜防腐能力下降
;會使中溫磷化膜晶粒粗大,表面浮白灰
,防腐能力下降
;會使高溫磷化液沉渣量增大,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:
 ?div id="m50uktp" class="box-center"> 。?)淤泥殘?jiān)坎荒苓^高
。含量過高易出現(xiàn)工件表面掛灰;
 ?div id="m50uktp" class="box-center"> 。?)槽液表面應(yīng)無懸浮雜質(zhì)
。一般水洗方式采用溢流水洗
,以保證槽液表面無懸浮油污或其它雜質(zhì);
 ?div id="d48novz" class="flower left">
。?)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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