汉高技术讲座.ppt

磷化工艺理论与应用 汉高表面技术 中国 典型的喷淋前处理线 喷淋前处理典型工艺 工位时间温度压力1 预脱脂1 3分钟50 65 1 5 3bar2 脱脂1 3分钟50 65 1 5 3bar3 水洗0 5 1分钟常温1 5 2 5bar4 水洗0 5 1分钟常温1 2bar5 表调0 5 1分钟常温1 2bar6 磷化1 5 2分钟40 55 0 8 1 2bar 7 水洗0 5分钟常温1 2bar8 水洗1分钟常温1 2bar9 纯水洗 钝化 1分钟常温1 2bar10 新鲜纯水喷淋0 5分钟常温0 5 1 5bar 辉煌前处理工艺 1 热轧板 酸洗工艺 浸渍 工位时间温度1 酸洗 30 40 2 水洗1分钟常温3 水洗1分钟常温4 中和1分钟常温5 水洗1分钟常温6 水洗1分钟常温7 吹水后续工艺 磷化处理 辉煌前处理工艺 2 冷轧板 磷化工艺 喷淋 工位时间温度1 预脱脂3分钟50 60 2 脱脂3分钟50 60 3 热水洗1分钟35 50 4 水洗1分钟常温5 表调1分钟常温6 磷化3分钟50 60 7 水洗1分钟常温8 流动水水洗1分钟常温9 吹水后续工艺 喷粉处理 氧化皮的组成 CRACKSINSCALE FeO HEMATITE FeO MAGNETITE FeO WUSTITE MIXEDOXIDE METAL METAL ANDMETAL 2 3 3 4 FeO HEMATITE CONTAINS30 OXYGENANDISSLIGHTLY FeO MAGNETITE CONTAINS28 OXYGENANDISINSOLUBLEIN FeO WUSTITE CONTAINS22 OXYGENANDISSOLUBLEINACID 2 3 3 4 SOLUBLEINHYDROCHLORICACIDANDINSOLUBLEINSULFURICACID SULFURICACIDANDSOLUBLEINHYDROCHLORICACID 酸洗处理 脱脂与清洗 预清洗剂 Parcopreclean2960软化车身表面的油污 帮助后续清洗 提供人工预擦洗 帮助去除表面老油垢 配合研磨布去除表面浮锈 脱脂剂 Ridoline7163碱 无机盐Ridosol550表面活性剂除去表面的油 污物 清除表面的金属颗粒 铁屑 为后续磷化提供一个清洁 干净的表面 无水花 污物的种类及来源 金属加工电镀和酸洗 金属盐 铁粉末 轧制和预润滑油 脂肪酸 蜡 金属氧化物表面碳粉 退火处理 CRS的碳化物冲压和装配环境和运输平板清洗冷凝和金属氧化冲压润滑油 拉伸液运输油和热处理操作防锈油焊接 焊接剂 铜焊研磨 擦洗 金属污物粘合剂和密封胶金属记号笔印 脱脂剂的组成 无机盐和碱分散作用 对已脱去的油污部分乳化 碱高的pH值皂化作用 硅酸盐改善负荷能力 在表面能形成硅酸盐膜 有缓蚀作用 磷酸盐除去色料 形成磷酸盐膜 硼酸盐铝材的清洗 碳酸盐稳定pH值 弱碱性产品中的主要碱性成分有机成分 脱脂剂的组成 无机盐和碱有机成分 消泡剂 缓蚀剂 络合剂 表面活性剂 阴离子表面活性剂CH3 CH2 n CH2 SO3 Na 非离子表面活性剂CH3 CH2 n CH2 OCH2CH2 10 OH 阳离子表面活性剂CH3 CH3 CH2 10 CH2 N CH3CL CH3 表面活性剂的 卷裹 机理 卷裹 影响清洗效果的因素 化学品 机械作用 处理温度 处理时间 处理方法 浸渍 喷淋 处理时间槽液污染程度 清洗剂的种类浓度 处理稳定基材和污染物 化学品 浓度控制 游离碱总碱P Cl 1523R S的比例 机械作用 喷淋的压力槽液的循环量 处理温度 车身表干脱脂能力泡沫问题 处理时间 时间与脱脂效果槽液的老化 油污 氯 硫酸根离子 金属离子 HDG的白锈 碱比 2CL 340ppm 脱脂液的碱比 碱比 总碱 游离碱 泡沫问题 引起泡沫的因素 温度 阴离子乳化剂的带入 喷淋压力 非离子乳化剂的带入 非离子型消泡剂的分解 例如 油水分离器 离心分离器 表面调整 表调剂 FixodineZN固体表调剂 纯水配置控制磷化膜膜重 使磷化膜结晶细致 致密 缩短磷化膜的成膜时间 使磷化膜均匀 完整 表调剂对磷化的影响 无表调的磷化膜 经过表调的磷化膜 放大倍率 400X 影响表调效果的因素 水质的影响 浓度的控制 pH 总钛 滤过性钛 槽液的老化 温度的影响 槽液的循环 磷化工艺 磷化剂 Bonderite6001三元离子 锌 镍 锰 磷化体系 与阴极电泳配套 能同时处理不同材质的板材 借助氟添加剂 能处理铝材 不同磷化膜的晶貌 冷轧板上磷化晶貌 1500X CRS 铝合金板材的磷化晶貌 磷化反应机理 一 微阴极 钢板 Fe Fe2 2e 微阳极 2H 2e H2 扩散层 磷化液 Fe2 Zn H2PO4 2 锌磷化的反应机理 二 阴极区域 Fe Fe2 2e阳极区域 2H 2e H2orO H2O 2e 2 OH 成膜反应 H3PO4 Zn H2PO4 2 Fe H2PO4 2 Fe Zn3 PO4 2 Zn2Fe PO4 2 ZnHPO4 FePO4磷化膜 Zn3 PO4 2 Zn2Fe PO4 2 4份水 磷化渣 ZnHPO4 FePO4Zn2 2ZnPO4 Zn3 PO4 2 Hopeite Fe2 2ZnPO4 Zn2Fe PO4 2 Phosphophylite 喷淋 反应1 反应2 浸渍 反应2 反应1 铁磷化反应机理 三 铁磷化反应平衡 6Fe 8NaH2PO4 3 2O2 3H2O 4FePO4 2Fe OH 3 6H2 4Na2HPO4铁磷化膜的主要成分 Fe3 PO4 2 8H2OFe3O4其它化合物 磷化液的成分 一 阳离子 Zinc Zn2 Nickel Ni2 Manganese Mn2 Calcium Ca2 Magnesium Mg2 Copper Cu2 Iron Fe2 Cobalt Co2 磷化液的组成 二 阴离子 Phosphat PO43 Nitrate NO3 Sulfate SO42 Chloride Cl CitrateTartrateFluoride F ComplexFluoride SiF62 磷化液的组成 三 促进剂 Nitrate NO3 Nitrite NO2 Chlorate ClO3 Hydrogenperoxide H2O2 NitrobenzenesulfonateHydroxylammoniumsulfate NH3OH 2SO4Hydroxylamine NH2OH 促进剂的作用机理 氢气的去极化防止在工件表面形成阻碍磷化膜生成的氢气泡 使磷化膜均匀 致密 Fe2 的氧化Fe2 被氧化成Fe3 然后形成磷化渣被除去 磷化工艺对膜重的影响 Totalacid总酸Freeacid游离酸Acidratio酸比Accelerator促进剂Phosphate Nitrateratio磷酸根 硝酸根的比Temperature温度Treatmenttime处理时间Activation表调作用 影响因素 油漆对磷化膜的要求 均匀 细小的磷化膜封闭 致密的磷化层无挂灰和二次磷化层柔软性耐腐蚀性 磷化槽液的分析 分析项目 Freeacid游离酸Totalacid总酸Accelerator e g Nitrite 促进剂Zinc锌离子Manganese锰离子Nickel镍离子Iron铁离子Fluoride Aluminium 氟离子 铝离子 控制渣含量 10ml L渣的测量方法 imhoff锥形量筒法 干渣 固体份重量法理论产渣量2 3g m2磷化渣主要成分Zn3 PO4 2 FePO4注意事项1 注意游离酸的变化 特别是超出0 2pt day shift 2 当磷化添加剂与促进剂的消耗比例低于3 1 3 磷化添加剂与促进剂的添加位置有足够的距离 4 定期进行除渣比例和含渣量的测定 5 热交换的热水温度 70 6 中和剂的添加方法 磷化槽液中的渣 不同磷化处理的腐蚀试验 磷化工艺膜重 g m2 油漆扩蚀 薄膜铁磷化0 2 0 410 20厚膜铁磷化0 4 1 03 7厚膜铁磷化 钝化0 4 1 01 4锌磷化 钝化2 5 1 504小时盐雾 DIN50021 后的结果 在磷化 粉末涂料的基板上划叉 不同的铁系磷化 膜重为0 3g m2的 簿 铁磷化膜放大倍率 32 000 x 膜重为0 8g m2的 厚 铁磷化膜放大倍率 16 700 x 钝化的机理 由钝化封闭磷化膜孔隙 基材 基材 磷化膜 孔隙的底部被钝化磷化膜表面铬化反应 最后水洗的类型 无铬钝化剂 Parcolene90原理 在磷化膜表面形成一层100埃的聚合物覆盖膜 这层覆盖膜能与磷化膜螯合 并与油漆交叉连接 作用 1 封闭磷化膜孔隙 提高耐腐蚀性能 2 为后续油漆提供一个微酸性的表面 加强油漆与底材的结合力 钝化剂与油漆的结合机理 O N n H Me H O Me O H O Me O Zr Ti 金属表面 与油漆的结合 与金属的络合中心 无铬钝化剂 优点 无致癌物质不需单独的废水处理具有同含铬钝化剂相当的处理效果对铝材的处理效果更佳通过离子交换处理 水洗水能循环使用 特性 含锆化学品配槽浓度 0 25 在室温下也能工作须用不锈钢设备 Deoxylyte54NC 水洗水 举例 m 10ml m2表面Co 25g lCx 0 01g l稀释比例 1 2500 消耗量 1个水洗槽25 00l m2表面2个水洗槽0 50l m2表面3个水洗槽0 14l m2表面 水洗水的作用 洗净工件表面的化学残留物 避免对下道工位的不良影响 降低工件的温度 使工件保持湿润 水质的影响 溢流量的控制 更新周期 前处理对自来水水质的要求 工位时间温度压力1 脱脂1 2分钟60 65 1 5 2bar2 水洗0 5 1分钟常温1 5 2bar3 磷化3分钟40 55 1 1 5bar 4 水洗0 5分钟常温1 2bar5 纯水洗 钝化 1分钟常温1 2bar 1345工艺适用于含油量轻的板材 铁系磷化典型工艺 喷淋 3工位铁系磷化喷淋线 锰系磷化工艺 工艺步骤石油类清洗剂碱性清洗剂 ParcoCleaner ParcoCleaner3 5分钟 浸渍2 5分钟 浸渍室温70 82 喷淋水洗 浸渍水洗1分钟 室温 ParcoleneM 选择 1分钟 70 80 浸渍水洗1分钟 85 95 70 80 ParcoLubrite浸渍 10 15分钟 95 98 浸渍水洗1分钟 60 70 浸油处理30 60秒65 70 锰系磷化晶相结构 Flat V 喷嘴的类型 45 60 30CM Whirl W Misting 脱脂 水洗工位磷化 铬化工位新鲜水 淌水段 处理方式 工件的形状 尺寸线速度 淌水段通风系统槽液的循环 搅拌喷淋系统 压力 喷嘴类型 喷淋方向 加料系统加热系统除渣系统水质 水洗水污染度 设备对前处理的影响 基材对处理质量的影响 金属基材的影响 钢铁 锌板 铝材 变更基材表面状态 氧化 钝化表面油 污的影响 油 生产周期 胶 黏合剂 铁屑等 化学品的推荐 推荐化学品应考虑的因素产品类型 处理方式加工 质量要求设备特性资源特性环保要求价格性能比 对价格的认同 消耗量 年销售额 产品的相对集中基于对化学品的熟悉和了解 前处理化学品 PaintShop