机械式停车设备表面处理工艺的探讨

1、机械式停车设备表面处理工艺的探讨、综述二、钢铁表面预处理工艺三、钢铁表面处理工艺四、结论五、参考文献 随着城市化进程的迅猛发展，随着人民生活水平的日益提高，城市车 辆飞速增长。居民拥有的私家车越来越多，又加之生活区、购物区、 公务区、景点区处在城市建筑密集的地段，车辆停放成了城市的难题。 据统计，目前我国共有轿车等几百万辆，这个数字还在随着生活水平 的提高与日俱增，而目前我国停车泊位只有几十万个。在土地资源紧缺的市区，大力发展城市立体停车设施是急待解 决的问题。从事停车行业研究的专家指出，“解决城市停车难应该充 分利用地下空间发展地下停车场，特别是立体停车业”。立体停车设备安装地域广泛，且制造

2、材料95淞及钢铁材质， 因此，钢铁的防锈、防蚀涂装质量成为决定立体停车设备全面质量好 坏的重要方面之一。产品外观质量不仅反映了产品防护、 装饰性能， 而且也是构成产品价值的重要因素。立体停车设备防锈、防腐蚀涂装工艺一般可分为涂装前表面 处理工艺和防锈底漆涂装工艺。据英国英国帝国化学公司介绍，涂层寿命受3方面因素制约：表面预处理占60%涂装方式占25%涂 料本身质量占15%。由此可知，立体停车设备防锈涂装质量在很大 程度上取决于表面预处理方式和涂装工艺的好坏。钢铁表面的预处理大致分为两种 化学方法和物理方法。化学预处理法工艺流程：除油-二道水洗-化学除锈-表 面调整-磷化-二道水洗-去离子水洗-

3、钢铁表面处理工艺（其中除锈和磷化工艺通常合并为除锈磷化工艺）；物理预处理法工艺流程：物理除锈T钢铁表面处理工艺。化学预处理法：低温除油工艺?定义：传统碱性除油工艺通常将除油液温度加至 6090C ,过 程需大量能源，挥发的碱雾危害人体健康，除油效率低，除油 不彻底，废水处理费用高等问题。低温除油工艺，对钢铁工件 的除油可以在室温条件下进行，从而达到节能、降耗、减污的 目的。? 低温除油工艺特点：除油温度20C （或10-20 C）；时间10min （或30min）;成本约0.095元/川，各项性能指标均达到国家 标准。化学除锈：?化学除锈定义：化学除锈是一种利用化学反应将金属表面氧化 物等有害

4、介质去除的过程。? 化学除锈磷化特点：处理温度45-50 C,能生成完整、均匀、 附着力好、耐蚀性强的银灰色或灰黑色磷化膜，膜层致密、均 匀。防腐层未经任何封闭处理的试件， 浸于3%NaC溶液中，温 度25±2C,浸泡1小时后，膜层完整，基体金属无腐蚀；经 处理的产品放置于室内几个月不锈蚀。经优化的除锈磷化液不燃、不爆、无刺激性气味，操作安全，溶 液不会影响金属材质性能。不但能除去结构件表面的油污、氧化皮和 铁锈，而且又能生成具有防腐性的磷化膜。降低了生产成本，缩短操作时间，提高了生产效率和经济效益。物理预处理法：物理除锈定义：物理除锈是一种利用物理作用将金属表面氧化物等有害介质去除

5、的过程。除锈的主要目的是去除不能牢固附 着于钢铁表面的氧化物，阻止钢铁的进一步腐蚀，对后续的涂 装良率及日后图层是否能有效保护钢铁极为重要。物理除锈方法：物理除锈方法可分为手工工具除锈、动力工具除锈、喷射除锈和高压水除锈等方法。这些除锈方法在钢结 构表面所能达到的表面清耐高温漆洁度和表面粗糙度是大不相 同的。（附表格）除锈方法工具劳动强 度生产效 率除锈效 果可除去物手工除锈钢丝刷、刮刀、 铲刀、凿刀、铲锤和纱布等简单工具和人力大低差钢结构物表面的较疏松 的铁锈和与钢表面结合 不牢的氧化皮动力工具 除锈以电动机带动 或以压缩空气 驱动的除锈工 具/、中中中所有松散的氧化皮、锈 斑和其他有害介质

6、喷射除锈喷射除锈设备低高优钢结构表面的铁锈、氧 化皮及其他污物，并使 刚接欧股表面获得一定 的表面粗糙度咼压水除 锈高压水除锈设 备低高优钢结构表面的铁锈、氧 化皮及其他污物物理除锈方法不仅能够去除钢铁表面的氧化物和其他有害介质等，同时也可去除油脂等杂质，但清洁水平要低于化学预处理方法。 由上表可知，因立体停车设备对除锈的精度要求为 Sa2.5级标准, 且零件表面积较大，其适用的除锈方法应为喷射除锈，喷射除锈可分 为喷砂除锈、抛丸除锈。喷砂除锈又可分为：干喷砂、湿喷砂、真空 喷砂等方法，较适用于薄板的表面预处理；抛丸除锈适用于较厚钢板 的表面预处理。立体停车行业的零配件具备表面积巨大、 表面预

7、处理要求精度适 中、钢板较厚的特点，因此通常选用抛丸除锈法达到除油除锈的双重 目的。钢铁表面预处理小结：综上所述，用于立体停车设备的钢铁表面的化学预处理方式宜采 用低温去油、除锈磷化的优化工艺；而物理与处理方式宜采用抛丸工 艺一次将表面处理完成，此两种预处理方式适用于后续对钢铁各种不 同的表面处理工艺。钢铁表面处理工艺分类：钢铁表面处理工艺有：喷漆烤漆、喷涂喷塑、热喷涂、电镀、热镀锌、发黑、电泳等。喷漆? 定义：用压缩空气将涂料喷成雾状涂在经过制备的基体表面自然干燥的工艺。? 工艺流程：除油T除锈T表面调整T磷化T清洗T喷涂T干燥? 工艺特点：操作简单、实用，对设备要求不高，主要用于装饰面板饰

8、面。漆面有纹路，不光滑，有桔皮现象，触摸有异感。烤漆? 定义：在基材上打三遍底漆、四遍面漆，每上一遍漆，都送入 无尘衡温烤房烘烤的工艺。烤漆分为两大类，一类低温烤漆固 化温度为140C-180 C,另外一类就称为高温烤漆，其固化温 度为 280C -400 C。?工艺流程：除油-除锈-表面调整-磷化-清洗-干燥-打磨吹尘喷涂补漆预热炉烘烤主炉烘烤?工艺特点：涂膜具有优良的耐热和耐低温特性，可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。表面不沾水和油质， 如粘有少量污垢，简单擦拭即可清除。在一定的负载下，具备 耐磨损和不粘附的双重优点。几乎不受药品侵蚀，可以保护零 件免于遭受任何种类的化学腐蚀。

9、但对设备要求高，且固化温 度较高，能耗高。热喷涂?定义：热喷涂是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的 金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到 一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。它是利用某 种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）将粉末状或丝状 的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留 本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积 而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。? 工艺流程：除油一除锈一表面调整 fA磷化一干燥一制造热涂层一涂料封闭处理喷砂抛丸 ? 工艺特点：应用范围广，设备轻便，可现场施工。操作程序少。涂层厚度可以控制（几十微米到

10、几毫米）。除喷焊外，对基材加 热温度较低，适用各种基体材料的零部件。但喷涂层与基体结 合强度较低、较脆；基体表面制备要求高Sa3.0以上，成本高； 热喷涂外需加防腐涂层封闭，且防腐涂层需定期维护。电镀（以电镀锌为例）?定义：利用电解工艺，在制件表面形成均匀、致密、结合良好 的金属或合金沉积镀层的表面处理技术。是利用电解作用使金 属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止 腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。? 工艺流程：（磨光t抛光）t上挂t除油t水洗t （电解抛光或 化学抛光）t酸洗活化t （预镀）t电镀T水洗T （后处理）T水 洗T干燥T下挂T检验包装? 工艺特点

11、：电镀应选择碱性锌酸盐镀锌（电流效率 90%优化 工艺，并以锌合金（如锌镍合金、铬合金等）代替镀单层锌， 三价铬钝化代替六价铬钝化。如上述操作，可明显提高镀层的 韧性、抗腐蚀性和耐二次加工的能力；且具有综合成本降低，能源效率提高等优势。电镀时间（ min）=镀层厚度（卩m*7.13*60/1.22/ 电流密度/电流效率（% /100。热镀锌? 定义：热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌，是将除锈后的钢件浸入 500 C左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防 腐的目的，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金 属结构设施上。? 工艺流程：除油t除锈t水洗t浸溶剂（触媒烘干 、A热镀锌t钝化

12、喷砂抛丸y? 工艺特点：热镀锌过程操作温度450-470C,镀锌时间0.5-1.5 分钟，热镀锌层一般厚度为 65-100卩m镀膜洁白，钝化过程 可染色（如黑色、绿色等）。镀锌具有成本低，抗腐蚀性好、美 观和耐贮存的优点。发黑? 定义：发黑又叫发蓝，工件在空气、水蒸气或化学药物的溶液 中在室温或加热到适当温度，在工件表面形成一层蓝色或黑色 氧化膜，以改善其耐蚀性和外观的表面处理工艺。? 工艺：化学除油T热水洗T冷水洗T酸洗T冷水洗（两次）t 氧化处理t回收t温水洗t冷水洗t浸肥皂水t干燥t浸油。? 发黑特点（以含碳量0.4%-0.7%为例）：氧化过程处理温度130-145 C,氧化处理时间20

13、-25分钟，控制合适的氢氧化钠、 亚硝酸钠和铁离子的含量，可生成蓝黑色致密氧化膜，表面无 花斑、未氧化斑点及锈迹等瑕疵。电泳涂漆（电泳）?定义：在直流电场作用下带电荷的树脂粒子到达相反电极，通 过放电（或得到电子）析出不溶于水的漆膜沉积在被涂物表面， 直到最后得到完全均匀的涂层为止。? 电泳涂漆工艺：除油T碱蚀T水洗T水洗T初回T水洗T阳极 氧化T水洗T水洗T电解着色T水洗T热纯水洗T高纯水洗T 沥干T电泳涂漆T循环水系T沥干T烘烤固化T冷却? 工艺特点：涂料几乎100%得到利用，解决了有机溶剂污染的 问题，有效抵御腐蚀，光泽保持时间较长。电泳膜一般为透明， 但也有彩色涂膜半透明技术。该技术对

14、设备要求较高。喷涂? 定义：喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分 散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。? 工艺流程：除油T除锈T磷化T钝化T喷涂T固化? 工艺特点：喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的 溶剂，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济 损失。喷涂作业生产效率高，适用于手工作业及工业自动化生 产，应用范围广主要有五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域， 是现今应用最普遍的一种涂装方式。喷塑? 定义：喷塑也就是我们常讲的静电粉末喷涂，它是利用静电发 生器使塑料粉末带电，吸附在铁板表面，然后经过180220C 的烘烤，使粉末熔化黏附在金属表面，喷塑

15、产品多用于户内使用的箱体,漆膜呈现平光或哑光效果。喷塑粉主要有丙烯酸粉末、聚酯粉末等。工艺流程：除油-除锈-磷化-钝化抛丸处理静电喷涂-高温固化工艺特点：不需稀料，施工对环境无污染，对人体无毒害；涂层外观 质量优异，附着力及机械强度强；喷涂施工固化时间短；涂层耐腐耐 磨能力高出很多；不需底漆；施工简便，对工人技术要求低；成本低 于喷漆工艺；有些施工场合已经明确提出必须使用静电喷塑工艺处理； 静电喷粉喷涂过程中不会出现喷漆工艺中常见的流淌现象；对设备要求高。钢铁表面处理工艺的探讨结论（1）喷漆烤漆喷涂喷塑热喷涂电镀（锌）热镀锌发黑电泳涂漆处理 时间自然干燥20-30min20-30min20-3

16、0min短30-120mi n5-10min20-25min3min处理温度可自然 干燥或 高温烘 烤需140-400 °C烘烤烘房内 固化温度 180-200 C烘烤过程 需 180-220 C 烘烤需加热至涂 料融化，约 1000-5000 C不等电镀锌的 能源消耗 要高于热镀锌热镀锌过 程需450-470 C高温氧化过程 需130-145 C漆膜需要 在160-180 C固化能耗空压机 带动，动力能 耗极低，可 自然晾 干需多次高温烘烤，能 耗高一次固化， 能耗较高静电喷涂 和固化过 程需高能耗需融化涂层 材料，能耗高电耗一般能耗较高能耗一般电泳及烘 烤固化过 程需高能 耗涂层

17、 原材 料特性油漆底漆和面漆塑粉粉末（主要 有丙烯酸 粉末、聚酯 粉末等）粉末或丝状 的金属或非 金属含金属阳 离子的电 镀液和镀 层金属锌溶液酸性或碱性溶液水溶性涂料（树脂粒子对基 体表 面要求要求较 低（不 需磷化 膜，因 底漆有 优良防 锈性 能）要求较低（不需磷 化膜，因底 漆有优良 防锈性能）打砂除锈，不能有油污要求高（需 有磷化膜， 以提高涂 膜的附着 力和耐腐 蚀能力）高，Sa3.0以上咼，Sa3.0以上咼，Sa3.0以上较高，基体 表面需除 油除锈后 干燥充分要求较高（可有磷 化膜，以提 高涂膜的 附着力和 耐腐蚀能力）覆盖率较好， 可均匀 覆盖 点、面，但多 孔、多 空隙工

18、件较难处理覆盖率 好，均匀覆盖率好， 均匀覆盖率 好，均匀不均匀覆盖率好， 均匀不均匀较好优秀，可均 匀覆盖每 个点、面、孔W力中高强中弱中高高高一次涂涂层装在厚度5-20 1m5-25 卩 m室内50-100 11m室外60-120 i m一次涂装在 50-300一次涂装在10-200 卩 m一次涂装小于10 1一次涂装在 65-100-5-0 卩 m一次涂装在 15-30钢铁表面处理工艺的探讨结论（2）喷漆烤漆喷涂喷塑热喷涂电镀 （锌）热镀锌发黑电泳涂 漆耐磨程 度涂层不耐冲击、划刻在一定负 载下耐磨 损，不粘 附，耐冲 击划刻耐磨性 好，耐冲 击性较好耐磨能力 高涂层可减磨耐磨，但受冲击

19、 易碎锌合金镀 层韧度较 高，并耐 二次加工不耐磨不耐磨涂层耐磨且耐冲击耐低温冷冻下不脆化冷冻下不脆化-50 C-50 C-450 C受不同涂 层材料的 影响不受温度影响不受温度影响不受温度影响不受温度影响耐咼温可承受短 时间300 C 咼温，在220-240 可正常使 用而不熔 化可承受短 时间300 C 咼温，在220-240 可正常使 用而不熔 化450 C450 C受不同涂 层材料的 影响耐咼温耐咼温耐咼温不怕火 烧，耐高 温防水性能普通优秀优秀优秀受不同涂 层材料的 影响优优一般优耐腐蚀耐腐蚀能力好不受药 品侵蚀， 耐化学腐 蚀不受药品 侵蚀，耐 化学腐蚀耐腐蚀能 力取决于 磷化膜好

20、坏需加防腐涂层封闭抗腐蚀 性能一 般，锌合 金镀层要 比单层锌 镀层抗腐 蚀抗腐蚀 性能好，耐贮存一般耐腐蚀性能好柔韧性好差差差好差中中好涂层是 否可修 补是否否否是是否否否设备投入设备简单设备要求高设备要求高设备要求高设备轻便设备要求高设备简单设备简单设备要求高钢铁表面处理工艺的探讨结论（3）喷漆烤漆喷涂喷塑热喷涂电镀 （锌）热镀锌发黑电泳涂 漆环保评估喷漆雾 状扩散， 溶剂易 挥发，污 染环境 危害人 体喷漆雾 状扩散， 溶剂易挥 发，污染 环境危害人体粉尘无需稀 料，无污染无毒 害，无流淌现象无需稀 料，无污染无毒 害，无流淌现象产生毒性 较大的废 水，可引 起中毒致死镀锌液可 反复使用，但易 产生锌蒸 汽和刺激 性气体， 有污染易污染涂料100%利用，无有 机溶剂污染生产周期长