汽车壳体前处理工艺（PPT59页).ppt

前处理培训教材 了解SGMW项目前处理设备的基本构造 了解涂装前处理的功能设备 了解涂装前处理的内容及方法 了解SGMW项目前处理设备的基本原理 培训目标 SGMW重庆项目的设备构造部分 参见前处理设备总图 SGMW重庆项目的原理部分 参见前处理设备原理图 基础理论部分 培训主要内容 涂装前处理的工艺内容 涂装前处理的目的 涂装前处理的设备构成 基础理论部分 预清理 预脱脂 脱脂 一水洗 二水洗 表调 磷化 三水洗 四水洗 RO1 RO2 洪流洗 基础理论部分 涂装前处理工艺流程 涂装前处理的目的1 去除被涂物表面上的所有污物 如浊污 铁锈 氧化皮 灰尘 型砂 焊渣 盐碱斑等 2 用化学的方法生成一层有利于提高涂层的防腐蚀性的非金属转化膜 3 保证涂层具有良好的防腐蚀性能和装饰性能 基础理论部分 涂装前处理的目的及内容 涂装前处理包括的主要内容1 预清理2 脱脂3 表调4 磷化5 水洗 1 预清理一般来讲 任何材质的工件在进入前处理之前 均应进行预清理 用于除去那些采用清洗的方式不能除去的过度的污物 预清理可以大大地降低对其后的前处理的污染 减轻前处理各工艺槽的负担 预清理一般是采用人工的方法进行 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 2 脱脂脱脂就是将工件表面上的油污除去 工件上的各种油污不仅阻碍了磷化膜的形成 而且还影响涂层的结合力 干燥性能 装饰性能和耐蚀性能 脱脂去油和磷化处理对整个涂层的性能是非常最要的 2 1 油污的性质化学性质根据油污能否与脱脂剂发生化学反应而分为可皂化油污和不可皂化油污 物理性质根据油污粘度或滴落点的不同 其形态有液体和半固体的 根据油污对基体金属的吸附作用 可分为极性油污和非极性油污 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 2 2 脱脂的方法根据去油污机理的不同 汽车涂装中 脱脂方法主要有以下两种 1 溶剂清洗即依靠有机溶剂对油污的浸透 溶解等作用达到去除油污的目的 2 碱液清洗利用含有表面活性剂的碱性物质对动物油的皂化及表面活性剂的浸润 分散 乳化及增溶作用达到去除油污的目的 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 2 3 影响脱脂的因素脱脂温度脱脂时间机械作用脱脂剂对脱脂效果的影响 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 3 表面调整利用表面调整剂对金属表面进行调整 可以消除碱液除油或酸洗除锈等过程造成的表面状态的不均匀性 使金属表面形成大量的极细的结晶中心 从而加快磷化反应速度 有利于磷化膜的形成 对于高质量的汽车涂装 磷化前的表面调整已成了不可缺少的工序 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 4 磷化所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触 发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面化学处理方法 所生成的膜称为磷化膜 磷化膜具有微孔结构 在通常大气条件下比较稳定 具有一定的防锈能力 用作漆膜的底层 可以显著地提高涂层的附着力和耐蚀性能 磷化膜作为电泳涂漆之底层 在汽车行业中得到几乎百分之百的应用 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 磷化处理分类 1 根据组成磷化液的磷酸盐分类 有磷酸锌系 磷酸锰系 磷酸铁系 其中磷酸锌系磷化应用最为广泛 2 根据磷化温度分类 有高温磷化 80 以上 中温磷化 50 70 和低温磷化 40 以下 3 按磷化施工方法分类 有喷淋式磷化 浸渍式磷化 喷浸结合式磷化 4 按磷化膜的质量分类 有重量型 7 5g m 以上 中量型 4 3g m 7 5g m 轻量型 1 1g m 4 3g m 和特轻量型 0 3g m 1 1g m 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 磷化膜的组成 Me表示碱金属离子 磷化膜的成膜机理以锌系磷化为列来说明磷化膜成膜机理 锌系磷化液中通常含有磷酸 磷酸二氢锌 氧化剂和促进剂等成分 其磷化基本反应如下 Fe 2H3PO4 Fe H2PO4 2 H2 基体 磷化液 2H O2 H2O 氧化剂 Fe H2PO4 2 O2 FePO4 H3PO4 H2O 氧化剂 沉淀 当铁与磷化液接触时 铁不断溶解 H3PO4不断消耗 并放出氢 这使铁与磷化液接触的界面处的酸度下降 pH值上升 处理液中成分发生如下反应3Zn H2PO4 2 4H2O Zn3 PO4 2 4H2O 4H3PO4 磷化液 膜的成分 Fe 2Zn H2PO4 2 4H2O O2 Zn2Fe PO4 2 4H2O 2H3PO4 H2O 磷化液 膜的成分 生成的不溶于水的Zn3 PO4 2 4H2O及Zn2Fe PO4 2 4H2O覆盖在金属表面上即形成了磷化膜 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 影响磷化的因素 1 总酸度 2 游离酸度 3 酸比 4 磷化温度 5 磷化时间 6 促进剂 7 P比5 水洗在涂装前处理工序中 水洗的主要目的 一是洗净前一道工序的残余药品 避免带入下一道工序 二是为了防止工件处理后工序间干燥引起质量不良 采用常温水洗 基础理论部分 涂装前处理的主要内容 涂装前处理设备构成涂装前处理设备属于专用设备的范畴 一般由各工序槽体 各槽循环管路 各槽喷射管路 加热槽温度自动控制系统 铁粉去除装置 脱脂液油水分离系统 磷化除渣系统 磷化换热器酸洗装置 药液自动补给装置 脱脂磷化转移系统 前处理室体及平台 送排风装置 电气控制柜等专用装置 系统 组成 结合输送系统构成前处理生产线得到合格的工件设备安全可靠槽液稳定性的要求 基础理论部分 涂装前处理设备 涂装前处理设备构成图 基础理论部分 涂装前处理设备 前处理系统 PT系统 电控系统 输送系统 一 前处理各工序槽 转移槽和室体1 浸槽1 1形状 船形或矩形 由输送方式决定 一般连续式生产线采用船形槽 但RODIP和SHUTTLE的浸槽也可以是矩形的 矩形槽一般应用于间歇式生产线1 2浸槽结构 型钢 不锈钢板或型钢 碳钢板 防腐层1 3设计槽体注意事项在满足工艺条件和通过性的前提下 应尽量减小槽体的容积 以缩短槽液的更新周期和配槽投料资金 对加热槽能减少槽液的热容量及升温时间 降低热能的消耗 槽体的横断面形状应与槽液搅拌流向相适应 以增强搅拌效果 槽体底板应向槽端或向中部倾斜 并在槽底最低处设置槽液排放口 尽量避免槽内产生死角 在转角处应以圆弧或斜板过渡 过渡圆弧半径应大于150mm 在槽体的端部或中部应设置辅槽 辅槽和主槽之间应设置不锈钢双层过滤网 泵的吸入口应设置在附槽内的双层过滤网之后 以保证不会将大的异物吸入泵内 辅槽的底部应高于主槽底200 300mm以上 尖角部分用大圆弧过渡 并保证附槽内的溶液在排放时也能够全部排净 基础理论部分 涂装前处理设备 2 喷槽1 1形状 一般均为矩形1 2喷槽结构 型钢 不锈钢板或型钢 碳钢板 防腐层1 3设计槽体注意事项应根据泵的流量确定喷槽的容积 喷槽的容积应不小于泵每分钟流量的2 5倍 槽体底板也应倾斜 并在槽底最低处设置槽液排放口 在槽体的侧面也应设置辅槽 在辅槽和主槽之间设置不锈钢双层过滤网 泵的吸入口应设置在附槽内的双层过滤网之后 以保证不会将大的异物吸入泵内 辅槽的底部应高于主槽底200 300mm以上 尖角部分用大圆弧过渡 并保证附槽内的溶液在排放时也能够全部排净 基础理论部分 涂装前处理设备 3 转移槽供清理 维修脱脂和磷化槽时储存槽液用 其形状取决于安置的场所 可以是长方形 槽车或圆柱形 转移槽的容量应能容纳全部槽液 并留有足够的余量 转移槽材质可采用 型钢 不锈钢板或型钢 碳钢板 防腐层 4 室体在各工序槽上设置一个封闭的防尘通道 又称为室体 该室体一般可采用不锈钢板或镀锌钢板 最好用不锈钢材料制成 如果用普通碳素结构钢板 必须涂环氧涂层以满足防腐的要求 室体上留有玻璃窗 照明装置和供人员出入的检修门 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 二 循环系统1 所有浸槽均应设有循环搅拌管路 以不断更新与工件表面相接触的槽液 从而加速工件表面的化学反应速度 缩短工艺时间和提高前处理的质量 2 槽液的循环次数 一般可取1 3次 h 并以此来选用循环泵的流量 3 管道口径根据管道流量计算流速来选择 4 管道用水泵阀门的选择 前处理电泳生产线上 主要分手动阀门和自控阀门 用的数量最多的是蝶阀和球阀 主要有 蝶阀 球阀 止回阀 截止阀 隔膜阀 调节阀 安全阀 疏水阀等在涂装前处理电泳生产线上主要采用的水泵有如下种类 卧式离心泵 立式液下泵 卧式直联泵 管道泵 立式多级泵 计量泵 气动隔膜泵等 基础理论部分 涂装前处理设备 蝶阀 基础理论部分 涂装前处理设备 球阀 基础理论部分 涂装前处理设备 止回阀 基础理论部分 涂装前处理设备 截止阀 基础理论部分 涂装前处理设备 隔膜阀 基础理论部分 涂装前处理设备 调节阀 基础理论部分 涂装前处理设备 安全阀 基础理论部分 涂装前处理设备 浮球式疏水阀 螺纹连接 法兰连接 基础理论部分 涂装前处理设备 卧式离心泵该类泵性能稳定 规格齐全 安装维护方便 是前处理设备上的主导型用泵形式 单台泵流量一般在400m3 h之内 常用流量范围为30 300m3 h 扬程范围一般在16 50m不等 20 32m扬程范围使用较多 转速一般选择1450rpm 也就是要求配4级电机 材质一般为 脱脂及脱脂后水洗碳钢 内部元件SUS304 表调 磷化后水洗及钝化SUS304 磷化SUS316磷化工序一般采用双机械密封形式 其它工序一般采用单机械密封形式 基础理论部分 涂装前处理设备 立式液下泵和卧式离心泵相比 立式液下泵可以安装在槽体上 能减少占地面积 防泄漏性能好 但投资相对较高 维修不方便主要用于一些小型工件的全喷式前处理设备上 如摩托车 家电 汽车零部件等流量一般在200m3 h以内扬程不宜太高 一般在20m以内 以防工序间串水和小工件掉落由于立式液下泵的防漏特点以及喷射槽尺寸通常较小 转速多采用2900rpm 也就是要求配2级电机 同时转速2900rpm相比1450rpm的泵尺寸较小 故也能降低成本 但颗粒含量较多的场合仍宜选用1450rpm的转速 泵的材质 钢铁件前处理线 立式液下泵的材质和卧式离心泵的基本相同 塑料件前处理线 泵的材质全部为SUS304 基础理论部分 涂装前处理设备 卧式直联泵该泵结构简单 成本低 与标准的卧式离心泵相比 主要取消了电机与泵体之间的连轴器 缩短了泵的长度尺寸主要用于化学品补液 油水分离清液输送等需要结构紧凑型布置的系统使用流量范围主要在5m3 h以内材质均为SUS304或SUS316 基础理论部分 涂装前处理设备 管道离心泵 简称管道泵 管道离心泵为立式结构 进出口径相同 且位于同一中心线上 可象阀门一样安装在管路上 外形紧凑 占地面积小 成本投入低 在前处理设备中 该泵主要用于磷化加热系统中的一级换热 用于热水循环管路 同时方便管道的布置 流量一般在200m3 h以内 材质为碳钢也可用于小件前处理设备 空间较紧张时 作为各工序加热循环用泵 流量一般在100m3 h以内 材质为碳钢和不锈钢 具体依据各工序介质的酸碱性而定 基础理论部分 涂装前处理设备 立式多级泵它的特点是小流量高扬程 占地面积小 外观美观大方 设计时方便布置切管路紧凑 前处理设备主要用于轴封管路系统 向一些双机械密封的泵提供外冲洗用水 以保证双机械密封的安全性 每台双机械密泵所需提供的轴封用水一般为200 300l h 可根据双机械密泵的数量确定轴封泵的流量轴封泵的扬程应大于双机械密泵的最高扬程 以保证对双机械密端面的清洗 冷却和润滑材质均选择为SUS304轴封泵一般同时选择2台并联 一用一备 以保证轴封水的连续输送 基础理论部分 涂装前处理设备 计量泵主要用于前处理化学品的连续定量补充计量泵分为柱塞计量泵和隔膜计量泵由于隔膜计量泵的良好的运行特性 方便维护性以及低成本 在前处理补液系统上采用较多计量泵的流量一般选择在300l h以内 可根据药品的消耗量确定 基础理论部分 涂装前处理设备 气动隔膜泵可输送高黏度或含有固体颗粒的介质 可干吸 空打 干转 自吸能力强无需电控 只需要控制气源 配备上气动三原件可调节流量和压力 可移动用于不同地方 也可做成移动泵车气动隔膜泵主要用于化学品的添加和转移 也用于残液转移 以及磷化渣输送等材质可为PVC SUS304或SUS316不锈钢 具体根据使用介质选择确定 三 喷射系统1 所有喷洗工序均是通过水泵将槽液喷射到工件表面 借助于机械冲刷 加速工件表面的化学反应速度 缩短工艺时间和提高前处理的生产效率 2 喷洗槽的容积一般都较小 一次投料少 设备占地面积小 3 所有浸槽的出槽端也均应设置出槽喷射管路 它可以进一步地提高工件前处理的清洗效果 4 前处理电泳生产线上 使用的喷嘴主要类型分喷射和搅拌两大类 基础理论部分 涂装前处理设备 四 温度控制系统1 槽液温度是影响前处理质量的重要参数之一 不同的槽液会要求不同的工作温度 只有将温度控制在所要求的的范围内 才能够充分发挥各槽液的处理作用和保证工件质量的稳定性 2 温度控制方式分为手动控制和自动控制 在现今的涂装生产线上大都采用温度自动控制方式 3 前处理生产线上基本上都是加热的形式 采用自动调节阀来进行温度控制 加热方式根据所用能源的不同而不同 分为槽内直接加热 槽内间接加热和槽外间接加热三种形式 4 前处理电泳生产线上 主要采用的是板式换热器和波纹板热交换器 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 板式换热器 基础理论部分 涂装前处理设备 波纹板热交换器 基础理论部分 涂装前处理设备 五 铁粉去除系统1 铁粉去除系统通常是设置在前处理生产线的前一道或前两道工序中 通常是预脱脂和脱脂工序 2 当工件进入前处理设备时侯 工件的表面和内部可能会带有非常多的铁粉 铁屑 泥沙和灰尘等杂质 经过清洗绝大部分的杂质会留在第一道和第二道工序的槽液中 为了将这些杂质从槽液中分离出来 以延长槽液的使用寿命和更新周期 设置铁粉去除系统是非常有效的方法 3 目前比较流行的方法就是采用悬液分离器 纸袋过滤机来进行分离 该装置效率高 清除效果好 所得到的铁粉干燥型高 对于铁粉以外的固体颗粒也能有效清除 基础理论部分 涂装前处理设备 旋液分离器 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 磁性过滤器 基础理论部分 涂装前处理设备 纸带过滤机 六 油水分离1 脱脂槽液经长时间生产以后 槽内会产生积聚大量油脂 由工件带来 滞留在槽内 当浓度增大到一定程度会严重影响脱脂效果 影响工件处理质量 2 采用频繁更换槽液即会造成浪费 又会带来大量污水处理问题 设置油水分离系统用于去除脱脂槽内的油脂是非常必要的 3 目前 油水分离的形式和种类很多 如 吸附法脱脂装置 超滤法脱脂 热油分离器 离心分离 静置法 斜板法等 4 但是在通常情况下 仅仅单纯采用某一种油水分离设备是很难达到理想的除油效果的 因为脱脂槽内的油脂是很难被顺利地收集到油水分离设备当中去的 5 应根据不同的生产线情况设置油水分离辅助系统 结合专用的油水分离设备 以达到较好的去除油污的效果 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 油水分离器 七 磷化除渣1 磷化是一种化学反应 伴随着磷化膜的生成 磷化沉渣也产生 这是不可避免的 2 磷化渣对工件的磷化膜质量又是有害的 当磷化渣在溶液中含量过高时 就会附着在工件上 影响涂膜的性能 同时 对于喷射系统 沉渣过多 易造成喷嘴堵塞 进而引起处理不充分而生锈 因此 要求溶液中磷化渣含量不超过一定量 3 目前 磷化除渣采用的形式和设备也很多 如 斜板式沉淀 带式过滤 旋液分离 板框压滤机 真空过滤机 全自动脱水压滤机等 4 由于全自动脱水压滤机的自动化程度高 磷化渣的脱水效果好 环保型 在具有一定规模的涂装线上被较多的采用 基础理论部分 涂装前处理设备 基础理论部分 涂装前处理设备 磷化除渣设备 基础理论部分 涂装前处理设备 八 磷化换热器酸洗装置1 换热器经长时间使用后 磷化渣会在换热器内表面凝结 降低换热器换热效率 2 酸洗装置是用以定期清洗磷化换热器的内壁 除去结垢 以保证换热器的热效率 主要由酸洗槽 酸洗泵和循环管路组成 连接在换热器的磷化液通路的出入口上 一般多采用硝酸清洗或磷酸清洗 九 补液系统1 随着生产的进行 前处理各药剂槽液的有效成分不断被消耗 需要进行补加 2 根据涂装面积 生产情况和实际测定的结果 给出相应的药剂补给量和补给周期 3 靠人工补加频度是有限的 得到的浓度曲线必然是大起大落 不同时间里的浓度悬殊很大 结果使质量不稳定 为此 需要用自动补加方式 保持质量的稳定 4 目前 补液系统应用较多的有定时定量补加和随生产线连续补加等方式 在大型生产线上通常采用连续补加方式 它可以保证各药剂槽液成份的稳定 以保证产品质量的稳定性 基础理论部分 涂装前处理设备 十 槽液转移系统槽液转移系统 是在脱脂或磷化槽需要检修和维护时