无铬前处理铝合金建筑型材性能初探.doc

无铬前处理铝合金建筑型材性能初探1前言由于六价铬可能导致皮肤过敏，造成遗传性基因的损害，吸入还可能致癌，目前已被公认是导致肺癌的诱因，因此在欧盟的ROHS指令中对于Cr6+的含量有严格的规定，要求电子电器设备中六价铬(Cr6+)的最大允许含量为0.1%(1000ppm)。为此，全世界都在研究无铬处理工艺，当前，无铬钝化处理主要包括无机物钝化处理和有机物钝化处理两类。据说有些无铬钝化后获得的膜层耐蚀性已经接近甚至在某些方面已经超过了铬酸盐钝化处理，有很好的发展前途。无铬处理工艺在电子行业已有广泛的应用，而且据说效果很好，但无铬处理工艺在铝合金建筑型材上应用的工程实例还比较少，而且在工程应用中也出现了一些问题，因此，我国铝合金建筑型材生产企业对于无铬处理工艺的应用还有些保留。近十几年来我国对环保要求越来越严格，各地政府对于Cr6+的控制也都相继出台了一些强制性的规定，作为提供铝合金建筑型材的生产企业，面临着产品无铬化处理要求的巨大压力。为响应政府节能减排，产业提升的号召，引导企业进行技术改造提升。南海铝型材行业协会于今年8月和9月在南海连续举办了两次“铝型材无铬处理技术研讨会”，邀请表面处理专家到会作报告，会议期间，与会代表就无铬处理相关问题进行了热烈的讨论，踊跃发言。在会议中我们可以看到，无铬处理产品的性能是大家最为关心的一个问题。本文针对无铬处理产品和铬化处理产品进行对比试验，以期了解无铬前处理喷涂产品的性能，从而探讨无铬处理工艺的可行性。2试验部分2.1试样制备本专题试验共进行了11次试验。试样的前处理工艺包括铬化处理工艺、磷-铬化处理工艺、钛-锆系无铬处理（简称无铬处理）工艺和硅烷无铬处理（简称硅烷处理）工艺四种，其中铬化处理样品和磷-铬化处理样品是根据正常的生产工艺进行处理，钛-锆系无铬处理样品是按照钛-锆系无铬处理剂供应商的工艺要求进行处理，而硅烷处理样品是根据硅烷处理工艺开发单位提供的工艺要求进行处理。对于钛-锆系无铬处理样品和硅烷处理样品这两种样品的处理方式，我们模拟了卧式线的浸泡处理方式和立式线的喷淋处理方式，而对于铬化处理样品和磷-铬化处理样品由于生产实践证明浸泡和喷淋处理两种处理方式都可以达到预期的效果，因此本专题试验只采用了浸泡处理方式进行制样。试样的喷涂处理工艺包括粉末喷涂处理工艺和氟碳漆喷涂处理工艺两种，其中粉末涂料包括平光粉粉末涂料和砂纹粉粉末涂料两种。所有样品的喷涂处理都是随着正常的产品生产进行喷涂处理，其喷涂处理工艺是按照涂料供应商的要求进行控制。2.2试验操作2.2.1涂层附着性2.2.1.1干附着性和湿附着性：参照GB5237.5-2008附着性试验方法的规定，对粉末喷涂层和氟碳漆喷涂层进行干附着性和湿附着性试验，然后进行评级。2.2.1.2沸水附着性：按GB/T9286的规定进行划格，划格间距为1mm，将样品置于烧杯中煮沸1h，烧杯底部放有清洁的瓷片。试验后采用粘胶带测试样品是否有涂层脱落现象，并按GB/T9286的规定进行评级，要求达到0级为合格。2.2.2耐盐雾腐蚀性2.2.2.1AASS试验AASS试验参照GB/T10125中乙酸盐雾试验的规定进行试验，然后按GB5237.4的有关规定进行检查。其试验溶液配制如下：将氯化钠溶于蒸馏水中，其浓度为50g/L5g/L，并加入适量的冰乙酸，使溶液初配制时的pH值为3.03.1。试验前先在试样受检面上划两条深至金属基体的交叉线，线段不贯穿对角。试验采用上海奇珊检测设备有限公司的盐雾箱进行测试，试验温度为352，试验时间设定为1000h。2.2.2.2NSS试验NSS试验参照GB/T10125中的中性盐雾试验的规定进行试验，然后按GB5237.5的有关规定进行检查。其试验溶液配制如下：将氯化钠溶于蒸馏水中，其浓度为50g/L5g/L，配制后确保溶液的pH值为6.57.2之间。试验前先在试样受检面上划两条深至金属基体的交叉线，线段不贯穿对角。试验采用东莞全壹检测设备有限公司的盐雾箱进行测试，试验温度为352，试验时间设定为4000h（由于本次报告时，中性盐雾试验还未结束，因此本次试验中将列出各样品的实际试验时间）。2.2.3耐湿热性耐湿热性试验是参照GB/T1740和GB5237.5的规定进行，试验时间设定为4000h（由于本次报告时，耐湿热性试验还未结束，因此本次试验中将列出各样品的实际试验时间）。其具体操作方法是：将试样悬挂于东莞全壹检测设备有限公司的湿热试验箱中，将试验温度设定为47，相对湿度设定为96%，然后进行连续试验。2.2.4马丘试验本试验参照Qualicoat进行试验。采用刀具在试样上划两条宽约1mm的切割线，然后将试验置于马丘溶液中（马丘溶液：氯化钠50g/L，冰乙酸10mL/L，过氧化氢5mL/L，pH值为3.03.3），试验温度保持在371，当浸泡24h后，加入过氧化氢5mL/L，再浸泡24h后将试样拿出，清洗后进行评价。2.3试验结果本次试验样品进行的试验有：干附着性、湿附着性、沸水附着性、AASS试验、NSS试验、湿热试验和马丘试验，其试验结果如下表1所示。3试验结果分析（1）铬化处理或磷铬化处理样品的干附着性、湿附着性和沸水附着性分别检测了11个样品，所有样品都为0级；AASS试验共检测了13个样品，所有样品的检测结果都达到GB5237.4-2008和Qualicoat规范中的规定；NSS试验共检测了11个样品，该批试样还在进行试验，目前所有样品都试验了1000h以上的时间，样品表面的腐蚀都很少，有的样品还未出现明显腐蚀；耐湿热性共检测了11个样品，该批试样还在进行试验，目前所有样品都试验了1000h以上的时间，所有样品都未出现明显腐蚀；马丘试验共检测了4个样品，所有样品都未出现明显腐蚀，达到Qualicoat规范中的规定。（2）硅烷处理样品的干附着性、湿附着性和沸水附着性分别检测了12个样品，所有样品都为0级；AASS试验共检测了12个样品，该批样品已进行了768h试验，目前有2个样品腐蚀比较严重，其余样品的检测结果都达到GB5237.4-2008和Qualicoat规范中的规定；NSS试验共检测了12个样品，该批试样还在进行试验，目前所有样品表面的腐蚀都很少，有的样品还未出现明显腐蚀；耐湿热性共检测了12个样品，该批试样还在进行试验，目前所有样品都试验了1000h以上的时间，所有样品都未出现明显腐蚀；马丘试验共检测了12个样品，所有样品都未出现明显腐蚀，达到了Qualicoat规范中的规定。（3）钛-锆系无铬化处理样品的干附着性检测了36个样品，所有样品都为0级；湿附着性检测了33个样品，所有样品都为0级；沸水附着性分别检测了36个样品，其中有5个样品有脱膜现象，其余样品为0级，合格率为86.1%；AASS试验共检测了39个样品，其中有22个已完成1000h试验，所有样品的检测结果都达到GB5237.4-2008和Qualicoat规范中的规定，有17个样品还未完成1000h试验，按GB5237.4-2008进行评价，目前已有4个不合格；NSS试验共检测了32个样品，该批试样还在进行试验，目前只有1个样品表面出现两个较大的气泡，其余样品表面的腐蚀都很少，有的样品还未出现明显腐蚀；耐湿热性共检测了32个样品，该批试样还在进行试验，目前所有样品都试验了1000h以上的时间，所有样品都未出现明显腐蚀；马丘试验共检测了24个样品，其中有3个样品按Qualicoat规范判断为不合格，其余样品都合格，合格率为87.5%。（4）针对第10次试验中采用喷淋方式进行的无铬处理样品出现异常结果的情况，我们怀疑是由于槽液配制后长时间未使用以及操作时的人为因素所造成，因此我们采用同样的喷淋工艺进行了第11次试验，结果发现第11次试验的样品比第10次试验的喷淋无铬处理的样品有很大的改善，目前所有试验结果都未出现异常现象。（5）对于氟碳漆喷涂产品，如果前处理工艺采用钛-锆系无铬处理工艺，底漆采用无铬底漆，结果发现两次沸水附着性试验都不合格。4结论通过以上试验结果，我们可以得出以下结论：（1）在科学的生产管理情况下，大部分钛-锆系无铬处理产品应该可以达到或接近于传统的铬化处理、磷-铬化处理产品