前处理基础知识.doc

1、1金 属 表 面 処 理 技 術 専 門 金 属 表 面 処 理 技 術 専 門 日 本 株 式 会 社B a s i c & N e w 事 業 部涂装前处理基础介绍涂装前处理基础介绍南京南京凯凯密特密特尔尔表面技表面技术术有限公司有限公司2013年年2月月2为什么要进行涂装前处理为什么要进行涂装前处理?- 清洁基材表面清洁基材表面!- 工序工序间间防锈防锈!- 改善涂装性能改善涂装性能!3前处理和未进行前处理的比较前处理和未进行前处理的比较划痕疤没有前处理划痕SCAB (CCT)有前处理4为什么前处理能使涂料附着力更好为什么前处理能使涂料附着力更好?磷化层为结晶体磷化层为结晶体基体

2、基体前处理区前处理区未处理区未处理区磷化层磷化层涂后涂后涂层涂层接触面加大，涂层附着力加强。因为涂料渗透进磷酸盐晶体接触面加大，涂层附着力加强。因为涂料渗透进磷酸盐晶体的间隙内的间隙内. (固定作用固定作用)前处理区前处理区基体未处理区未处理区固定作用固定作用 5防锈油防锈油Steel磷酸锌层磷酸锌层电泳电泳电泳电泳未处理未处理前处理前处理电泳电泳涂装过程目的目的: 改善防锈能力和涂装性能改善防锈能力和涂装性能 中涂中涂1 3 m m mSteelSteel磷酸锌层磷酸锌层SteelSteel磷酸锌层磷酸锌层磷酸锌层磷酸锌层电泳电泳1530 m m m3040 m m m中涂中涂3040 m

3、m m表涂表涂目的目的:改善防锈能力和涂改善防锈能力和涂装性能装性能 中涂中涂目的目的:提高整平性提高整平性表涂表涂目的目的:得到好的外表得到好的外表6什么是脱脂?是去除油脂。如防锈油或冲压油.脱脂类型碱性脱脂剂 (Alkaline Builder + 表面活性剂) 乳液脱脂剂 (溶剂 + 表面活性剂)溶剂脱脂剂 (Trichloroethane,四氯乙烯, 等等.)7Hydrophilic GroupSurfactant脱脂剂的作用碱促进剂碱促进剂表面活性剂表面活性剂SteelOil另一个作用：另一个作用： 碱的作用碱的作用皂化皂化, 渗透渗透, 分散分散, 乳化乳化, 清水清水, 不能用硬

4、水不能用硬水 物理作用物理作用 喷淋压力喷淋压力, 循环压力循环压力 槽液温度槽液温度 Fluxionality of OilOleophilic GroupSteel8什么是表调?这个过程促进清洁表面的磷化能力,改善表面条件，使得到细小和高质量 的磷化晶体成为可能.钛盐表调剂的组成磷酸钠9表调的作用活性点（阴极区）越多越易形成细小、均匀高质量的磷化晶体. 晶体晶体 (磷酸锌磷酸锌)活性点活性点没有活性点的结晶状态没有活性点的结晶状态.通过在金属表面形成弱碱的环境，防止金属在磷化前发生腐蚀.很多活性点的结晶状态很多活性点的结晶状态.磷化反应在很短的时间内就会停止磷化反应在很短的时间内就会停止,

5、 因为表面的结晶覆盖速度比没有因为表面的结晶覆盖速度比没有表调的快表调的快.晶体晶体 (磷酸锌磷酸锌)活性点活性点10有表调有表调没有表调没有表调磷化时间磷化时间 (秒秒)1030609012030011底材底材皮膜类型皮膜类型1.53.0 g/m2前处理类型As Cr 数量数量涂层状况涂层状况磷酸锌磷酸锌晶体晶体磷酸铁磷酸铁磷酸钙磷酸钙磷酸锌磷酸锌卷涂铬卷涂铬0.30.9 g/m21.03.0 g/m23.05.0 g/m210100 mg/m2涂布量涂布量晶体晶体晶体晶体非晶体非晶体非晶体非晶体12补充剂补充剂(SURFDINE)磷酸锌化成液组成磷酸锌化成液组成药剂组成作用促进剂促进剂(T

6、ONER)亚硝酸盐亚硝酸盐磷酸二氢锌磷酸二氢锌磷酸磷酸金属离子金属离子 Mn Ni 其他其他硝酸盐硝酸盐氟化合物氟化合物合成氟化合物合成氟化合物其他其他磷酸锌皮膜的主要成分磷酸锌皮膜的主要成分腐蚀剂腐蚀剂磷酸锌皮膜的主要成分磷酸锌皮膜的主要成分促进剂促进剂促进剂促进剂促进剂促进剂13氢离子在阴极区得到电子生成氢原子（氢气）.这样会使阴极区 由于氢离子浓度减少，PH值上升. 铁在阳极区溶解.3Zn2+ + 2H2PO4-(1)当基体浸入化成液时，磷酸会溶解基体 (铁) 表面 .e(微电池)FeFe2+ + 2e-阳极+a2H+ + 2e-H2阴极-bFe + 2H+ (2)磷酸锌溶液的平衡pag

7、e-1Zn3(PO4)2 + 4H+Fe2+ + H2143Zn2+ + 2H2PO4-由于氢离子浓度降低，平衡（1）向右移动。在阴极区析出磷酸锌（不溶性盐）晶体。 磷酸盐层磷酸盐层为了使基体表面完全被磷酸盐晶体覆盖，必需促进反应（2）进行。促进剂:通过将Fe2+氧化成Fe3+ 生成磷酸铁沉淀，将铁离子从磷化液里除去。通过将氢气氧化成水，去除吸附在基体表面、阻止反应进行的氢气。page-2Zn3(PO4)2 + 4H+15通过使用促进剂，促进平衡（2）向右移动。Fe2+FePO4 沉淀促进剂Fe2+ Fe3+H2H2OO一部分可溶性Fe2+ 进入磷酸锌晶体，生成Zn2Fe(PO4)2 晶体。p

8、age-3Fe + 2H+ 16喷淋系统喷嘴喷嘴槽液槽液泵泵喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴P泵泵P17浸渍系统浸渍系统表调表调汤洗汤洗脱脂脱脂脱脂脱脂水洗水洗磷化磷化水洗水洗18前处理管理前处理生产线管前处理生产线管理理药品管理药品管理设备管理设备管理喷嘴方向喷嘴方向, 喷嘴堵塞喷嘴堵塞磷酸盐质量磷酸盐质量时间时间药品补给药品补给温度温度药品浓度药品浓度输送泵输送泵沉淀槽沉淀槽仪表及刻度仪表及刻度过滤网，过滤器过滤网，过滤器搅动，喷淋泵搅动，喷淋泵19脱脂工艺管理要点脱脂工艺管理要点1. 油层情况钢板制造钢板制造: 防锈油加工过程中的油加工过程中的油(Stumping, Sanding, Initi

9、al Rust Prevention: Same as Above)油层寿命油层寿命(由于长时间放置，油层固化变质.)20磷化工艺管理1. 浓度管理 磷酸锌 总酸 游离酸 (标志腐蚀能力) 促进度浓度2. 平衡浓度 酸比 = 总酸 /游离酸 调整酸比： 中和剂21 温度 太高 - 反应速度过快 太低 - 磷化效果不好, 难形成磷化膜(2) 时间 太短 - 磷化效果不好 太长 - 磷化层重新溶解 (3) 循环泵, 喷淋泵 压力 喷嘴堵塞 喷嘴方向磷化工艺管理要点磷化工艺管理要点22(2) 脱脂后水洗工艺管理的注意事项. 保证槽体远离强碱. 不能用高硬度水不能用高硬度水. 快速处理问题快速处理问题

10、. (No Stop)脱脂后的水洗工艺管理. 脱脂槽的污染度控制脱脂槽的污染度控制. 常时溢流常时溢流.水洗工艺的管理要点水洗工艺的管理要点23(3)磷化后水洗工艺管理的注意事项. 磷酸锌处理后迅速水洗基体 . 尽可能控制沉渣产生量. 使用纯水清洗. (必需符合水质标准)水洗工艺管理要点水洗工艺管理要点24*进一步减少和去除有害物质，对环境更友善*进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代

11、原有的碱性清洗工艺*增强塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效果常见问题的原因及解决 1工件表面水膜不工件表面水膜不连续连续 2工件表面挂灰工件表面挂灰 3工件表面底材暴露工件表面底材暴露 4工件表面有工件表面有锈锈 25*进一步减少和去除有害物质，对环境更友善*进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代原有的碱性清洗工艺*增强塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效

12、果 工件表面水膜不工件表面水膜不连续连续 外外观观:脱脂水洗后脱脂水洗后, , 水膜不水膜不连续连续, , 呈水花状。呈水花状。 1) 脱脂脱脂剂浓剂浓度低。度低。 提高脱脂提高脱脂剂浓剂浓度度, 考考虑虑改改变变脱脂脱脂剂剂添加方法。添加方法。 2) 脱脂槽温度低。脱脂槽温度低。 检查检查和和调调整加温整加温设备设备。 。 3) 脱脂液的含油量脱脂液的含油量过过高。高。检查检查和和调调整油水分离整油水分离设备设备。 。更新部分或全部脱脂液。更新部分或全部脱脂液。 4) 浮油再次附着。浮油再次附着。建建议议使用油吸附材料。使用油吸附材料。检查检查脱脂槽出口脱脂槽出口处处的的喷喷嘴方向、嘴方向、

13、喷喷嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。建建议议将脱脂液送至将脱脂液送至备备槽沉降槽沉降, 并除油。并除油。 5) 工件表面工件表面经过钝经过钝化化处处理。理。26*进一步减少和去除有害物质，对环境更友善*进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代原有的碱性清洗工艺*增强塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效果工件表面挂灰工件表面挂灰外外观观:磷化膜上呈白色磷化膜上呈白色, 用手接触白色粉

14、末掉落用手接触白色粉末掉落 。 。 1)脱脂后水洗不充分。脱脂后水洗不充分。调调整水洗槽整水洗槽喷喷嘴的方向。嘴的方向。 2)酸比高。酸比高。降低降低总总酸度或提高游离酸度。酸度或提高游离酸度。 3)磷化温度高。磷化温度高。检查检查和和调调整加温整加温设备设备。 。 4)处处理工件理工件时时加入中和加入中和剂剂。 。在无工件在无工件时缓时缓慢加入中和慢加入中和剂剂。 。 5)磷化后工件表面干燥。磷化后工件表面干燥。检查检查磷化出口磷化出口处处的的喷喷嘴方向、嘴方向、喷喷嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。建建议议在磷化至水洗之在磷化至水洗之间间的的过过道里安装道里安装雾雾化化喷喷嘴。嘴。27*进一步减少和

15、去除有害物质，对环境更友善*进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代原有的碱性清洗工艺*增强塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效果工件表面底材暴露工件表面底材暴露外外观观:磷化膜不完全磷化膜不完全, 可以看可以看见见金属底材。金属底材。 1)脱脂效果差脱脂效果差, 水洗后无水膜。水洗后无水膜。检查喷检查喷嘴方向、嘴方向、喷喷嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。提高脱脂液提高脱脂液浓浓度

16、度, 或者更新部分脱脂液。或者更新部分脱脂液。 2)酸比低。酸比低。提高提高总总酸度。酸度。 3)磷化温度低。磷化温度低。检查检查磷化加温磷化加温设备设备。 。 4)工件表面的油被高温工件表面的油被高温烧烧烤。烤。建建议议和前道工序商量降低烘烤温度。和前道工序商量降低烘烤温度。 28*进一步减少和去除有害物质，对环境更友善*进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代原有的碱性清洗工艺*增强

17、塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效果工件表面有工件表面有锈锈外外观观:红锈红锈(工件本身工件本身发发生生), 黄黄锈锈(预处预处理工理工艺发艺发生生)。 。 1) 促促进剂浓进剂浓度低。度低。检查检查和和调调整促整促进剂补进剂补充充设备设备。 。 2) 游离酸度游离酸度过过高。高。使用中和使用中和剂调剂调整游离酸度。整游离酸度。 3) 磷化温度低。磷化温度低。检查检查和和调调整加温整加温设备设备。 。 4) 总总酸度低酸度低, 锌锌离子低。离子低。检查检查和和调调整磷化添加整磷化添加剂补剂补充充设备设备, 提高提高总总酸度。酸度。 29*进一步减少和去除有害物质，对环境更友善*

18、进一步在化学品和设备两方面进行改善，降低综合使用成本 在冷轧钢板方面的发展*研究开发新的工艺直接处理冷轧钢板，使汽车、家电等工业在冷轧钢板加工成型后，只经过清洗阶段就直接进入油漆。 在塑料涂漆前处理工艺方面的发展*采用弱酸性清洗工艺处理塑料表面，取代原有的碱性清洗工艺*增强塑料表面与油漆的结合力*采用水洗增效剂，提高水洗效果 5) 磷化槽磷化槽搅搅拌能力不足。拌能力不足。检查检查磷化循磷化循环泵环泵, 进进行清行清扫扫工作工作。 。 6) 磷化膜干燥后溶解。磷化膜干燥后溶解。检查雾检查雾化化喷喷嘴方向、嘴方向、喷喷嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。 7) 生生产线产线速度速度缓缓慢或停慢或停线线。 。 8) 工件本身工件本身发发生生红锈红锈。 。建建议议减少工件存放期减少工件存放期。 。 30前前处处理工理工艺艺的的发发展展趋势趋势 化学化学处处理和理和环环境境*脱脂脱脂阶阶段采用磁性段采用磁性过滤过滤器、器、浓缩浓缩超超滤滤等等设备设备，将，将铁铁粉等粉等杂质杂质、油性物、油性物质质从脱脂从脱脂剂剂中分离，通中分离，通过过燃燃烧烧等方式达到无等方式达到无废废水排放。采用生物可降解的表面水排放。采用生物可降解的表面活性活性剂剂，低，低COD的脱脂的脱脂剂剂及多及多级级冲洗工冲洗工艺艺.*表面活化表面活化阶阶段采用段采用长长寿命的表面寿