《前处理工程》PPT课件

1、对前处理工程的理解 (PRESENTATION),盛永机电（天津）有限公司 表面处理 研究室,内部 教育资料, ,磷酸盐 皮膜处理(涂装前处理, 火性皮膜) 目的,1. 磷酸盐皮膜处理的目的,跟着人类文明发展单纯在色相上逐渐调和的多样 色彩渴求,在其结果个溶度合适的涂料(Paint) 开发 往前继续更好的涂料开发。 在淋雨,酷寒的地区,热带地区,海边也不生锈 接触时涂料也不脱漆。 但是在优秀的涂料 也有跟优秀涂料不符合的 前处理 既, 不好的磷酸盐成皮膜后达不到目的。 磷酸盐皮膜的胜败跟涂装目的胜败一样。,涂膜的附着性增进和防锈性向上,2. 磷酸盐皮膜处理工程,各工程种类,烫 洗,预备脱脂,本

2、 脱 脂,第 3 水洗,第 1 水洗,表面调整,磷酸盐皮膜 (火性皮膜),第 2 水洗,纯 水 洗,第4水洗,水质干燥 (Setting),3. 磷酸盐皮膜处理方法,a) 处理 完成品时,连续运输 Conveyor式 Spray 处理方法。 连续运输 Conveyor式Dipping处理方法。 工程 Conveyor式 Spray处理方法。 工程 Conveyor式 Dipping处理方法。,b) 处理 未完成品时,Sheet 专用处理方法。 Sheet 及 Coil专用处理方法。 Coil专用处理方法(主要色彩钢板等2次加工 处理目的的方法)。,4. 主要工程别理论,1 脱脂(Degreas

3、ing)工程,需要为涂装, 镀金 不适合的金属 酸化物, 油脂类, 污物等 涂装物的 表面附着物的排除。,酸化 Scale 排除方法,油脂类排除方法,酸洗净 Shot Blast 方法,Alkali 脱脂 超音波脱脂 Emulsion(油化)脱脂 中性脱脂,采取涂体涂装. 电泳涂装用 约 Alkali 脱脂方法,a 脱脂器具, ,b Alkali 脱脂剂的选定要件(1),非脱脂物的材质和表面状态。 Process 设备及脱脂条件。 目的及用途。 脱脂需要的金额。 脱脂处理的环境。 公害对策检讨。,C Alkali 脱脂剂的选定要件(2),脱脂特性,非脱脂物的表面状态,冲压加工,切削加工,热处理

4、,表面状态,釉质种类,现象,酸化物,金属粉,指纹,Process 设备,公害环境污染对策,处理条件,处理方法,油分离性,排水处理性,pH,浓度,脱脂剂,组成,火性处理,镀金,涂装,皮膜处理,Alkali Builder,界面活性剂,界面活性剂调制,脱脂剂的主成分: 硅酸盐(Meter 硅酸盐)Na2SiO3.5H2O Or 9H2O 水溶液中家属分解后 体现Alkali Na2SiO3 + H2O NaHSiO3 + NaOH,d 游离 Alkali 和 前 Alkali,*为中和选定 Alkali 定量 Na2SiO3用 HCl(或 H2SO4)选定的话 Na2SiO3 + HCl NaHS

5、iO3 + HCl NaHSiO3 + HCl H2SiO3 + NaCl 在 最当量的 pH8.5 附近 pH的 飞跃 指示药 用Phenolphtalein(P.P) 指定， 知道NaHSiO3 到全部中和消磨的 HCl量。 a. 游离 Alkal度(F.Al):到 NaHSiO3 反映 完成的酸(0.1N-HCl)量。 b. 前 Alkal度(T.Al): Na2SiO3 全量反映的 酸量。,pH,7,14,5,10,15,25,20,老化: 液中柔和分散的 油浓度过一定量和饱和状态一样 后 再以上无法混合脱脂不良招来。,e 脱脂液的老化及脱脂效果的判定法,2)脱脂效果的判定法: 再脱脂

6、表面的 清净度测定的方法。,判定法,目視 試驗法 水流量实验法 cu 镀金法 红血盐纸实验方法 X线 光电子分光 2次离子质量分析 放射线同位元素法,金属表面前处理 Line的脱脂判定 水扩散实验法 目視 試驗法,关于脱脂剂皮膜重量时间,f 关于脱脂液皮膜重量 及前处理时间，皮膜决定状态,关于脱脂剂的皮膜判定,1,2,3,4,(g/),皮 膜 重 量,1,2,3,4,5,Spray 处理时间(min),酸洗,强Alkali,弱Alkali,溶剂脱脂,反映完成时间,脱脂剂的影响,g 脱脂不良特性原因图,脱脂不良,低 温,水洗能力,脱脂能力,不是标准溶液,不好的脱脂剂,热量不足,温度检测器不良,低

7、喷射压,阀堵塞,排管堵塞,叶轮损坏,4. 主要工程别理论,2 水洗(Washing) 及纯水洗工程,水洗工程水质是 跟以下一样 纯水洗水质时 通过纯水再生装置 使用50万- 以上的纯水,4. 主要工程理论,3 表面调整工程,目的: 强Alkali 通过脱脂剂及酸洗净 钢板表面粗糙及粗率, 其后工程的 磷酸盐皮膜决定 祖大化. 跟着脱脂剂酸洗净后防止钢板表面的酸化和 性状可以均一化目的来实施本工程。,效果: - 钢板表面比较安定化. - 表面非活性部位和 活性部位均一化。 - 限制Blue Color的磷酸铁皮膜发生. - 涂膜密着性及 耐蚀性向上(表面积增大 及有孔度减小),表面调整(無),涂

8、膜,皮膜决定,表面调整(有),有孔,4. 主要工程别理论,4 Theory 及 Mechanism,(a) 表面调整(無),A A A,持有金属,A C C A A C C,在Cathode 部位(C) 皮模型成,(b) 表面调整(有),A A A,A C A C A C C A A C A C A,A C C A C C C A C A A C A C A C A,Cathode ,持有金属,(A)在部位 Tii-Colloid 吸着后 用变化 跟着连续 (A)部位形成后 从新 Ti- Colloid 的产生吸着 在表面 无数多的 (A), 部位发生, A : Anode 部位(Metal

9、Dissolution) C : Cathode 部位(皮模型成部位),4. 主要工程别理论,(C) SEM-Photo,颜料名: SuJi 282 System 处理方法2分钟 Dip,表面调整剂良好状态,表面调整剂不良状态,4. 主要工程别理论,(D) 关于皮膜重量 Graph,在使用皮膜重量和表面调整剂 水质间的关系 *Electric Conductivity of Water is Preferred Below 250/,皮膜重量和表面调整剂溶液PH的 关系 * PH Should be Controlled within 8.010.5,4. 工程别理论,4 磷酸盐皮膜处理(火性

10、处理 Parkerizing),1概念: 磷酸亚盐 形成皮膜层后 涂装耐蚀性的概念 及 从用金属 防止生锈,2火性皮膜的分类,磷酸亚盐皮膜 磷酸铁皮膜 磷酸锰皮膜 磷酸钙皮膜 (防锈, ) ( ) (耐磨耗性, 防锈) ( ),3磷酸盐皮膜处理的历史,磷酸盐皮膜最初使用化的是 用英国特许 1869年 G. ROSS提案的 磷酸铁制品沉积的 单纯方法 1910年 亚盐 Ion 使用的磷酸盐处理 等的英国特许继续后 F.Richards等 发明磷酸锰皮膜形成法。 之后 从1915年 美国的 C.W.Paker设立公司后 可以活用本质的工业的 多样化发展后, 现皮膜的品质向上, Energy 节约,

11、 资源 节约, 为人力节约等 多样的处理方法 及药品开发， 处理液的 自动排除 System等使用化。,4. 主要工程别理论,4磷酸盐皮膜的主要成分及作用,4. 主要工程别理论,5磷酸盐处理的化学反应,磷酸盐处理的化学反应: 金属的腐蚀反映和金属表面腐蚀用生成物的生成 反映 分开。,磷酸亚盐皮膜的生成时 基本的腐蚀液(磷酸亚盐处理液)组成,Fe + 2H3PO4 Fe(H2PO4)2 + H2 (1) (钢板) (火性液) (O) 火性液 H20 (2) (O) 火性液 FePO4 Sludge 3Zn(H2PO4)2 H2O Zn3(PO4)2 4H2O + 4H3PO4 (4) (火性液)

12、 皮膜(Hopeite) Fe + 2Zn(H2PO4)2 H20 Zn2 Fe(PO4)2 4H20 钢板 火性液 (O) 皮膜(Phosphophyllite),+ H3PO4 + H2O (3),+ 4H3PO4 +2H20 (5),4. 主要工程别理论,5磷酸盐处理的化学反应,磷酸盐处理的化学反应: 金属的腐蚀反映和金属表面腐蚀用生成物的生成 反映 分开。,磷酸亚盐皮膜的生成时 基本的腐蚀液(磷酸亚盐处理液)组成,Fe + 2H3PO4 Fe(H2PO4)2 + H2 (1) (钢板) (火性液) (O)火性液 H20 (2) (O)火性液 FePO4 Sludge 3Zn(H2PO4

13、)2 H2O Zn3(PO4)2 4H2O + 4H3PO4 (4) (火性液) 皮膜(Hopeite) Fe + 2Zn(H2PO4)2 H20 Zn2 Fe(PO4)2 4H20 钢板 火性液 (O) 皮膜(Phosphophyllite),+ H3PO4 + H2O (3),+ 4H3PO4 +2H20 (5),干净的钢板表面处理液 切钢板表面溶解后 (1), (2), (3)式和 钢板表面附近的 处理液 PH上升后 (4),(5)式的 反映进行后 钢板表面磷酸亚盐界 皮膜的析出形成,.电泳工程 电泳事项,4. 主要工程别理论,6 Hopeite Zn3(PO4)2*4H20的生成条件,

14、Hopeite是 第1 磷酸哑盐通过水溶液的 PH上升 得出. Zn 浓度高的磷酸亚盐水溶液是 Hopeite 容易生成。 表1是 在第1磷酸亚盐水溶液 NaOH 加后 PH 适当曲线测定的结果. 在这曲线 过非连续点的话 Hopeite 生成， 这点叫沉淀平衡PH.,(大),表1) 中化适当曲线,0.1N-NaOH,PH,1.0,2.0,3.0,下面 Zn 浓度不同单纯的 第1磷酸亚盐 水溶液的个温度别 表现沉淀平衡的 PH 曲线图. 对于这 从第1磷酸亚盐水溶液开始 Hopeite的 生成是 PH的 需要上升 Zn 浓度 及 温度越高 Hopeite越容易生成.,0.1,0.2,0.3,0

15、.4,2.5,4.0,3.5,3.0,沉 淀 平 衡,PH,60,40,50,表2) Zn-温度 沉淀平衡 PH的关系,Zn,PO4- 100 mmole,4. 主要工程别理论,7 Phoshophyllite Zn2Fe(PO4)2*4H20的生成条件,Phoshophyllite是 在磷酸亚盐皮膜处理的腐蚀反应中，从钢铁表面开始熔化出来的铁通过和Ion (Fe2+)反应生成. 想 既, Phoshophyllite的 生成反应跟以下一样的. Fe Fe(H2PO4)2 + Zn2 Fe(PO4)2*4H2O + 4H3PO4 在磷酸亚盐皮膜处理上 Phoshophyllite的生成是在钢板

16、熔化出来的 因在Fe2+依靠 所以在钢板表面附近的 Fe2+浓度是 组成抑制.,2Zn(H2PO4)2 H2O,H3PO4, 在金属的工业涂装上 涂料, 涂装间的关系上 在磷酸亚盐皮膜 邀请的。 1) 图装时涂装形成过程中 不要给坏的影响。 2) 指使涂膜的附着性向上。 3) 通过涂膜间的良好作用上 保护持有金属。,4.主要工程别理论,7 Phoshophyllite Zn2Fe(PO4)2*4H20的生成的条件,Phoshophyllite Ion (Fe2+) . , Phoshophyllite . Fe Fe(H2PO4)2 + Zn2 Fe(PO4)2*4H2O + 4H3PO4 P

17、hoshophyllite Fe2+ Fe2+ .,2Zn(H2PO4)2 H2O,H3PO4,在金属的工业涂装上 涂料, 涂装间的关系上 在磷酸亚盐皮膜 邀请的。 1) 图装时涂装形成过程中 不要给坏的影响。 2) 涂膜的附着性向上。 3) 通过涂膜间的良好作用上 保护持有金属。,4.主要工程别理论,8 水压力和皮膜特性的变化,4.主要工程别理论,9 磷酸亚盐界皮膜的品质和 PROCESS,磷酸亚盐界皮膜的皮膜重量, 决定状态, 皮摸组成等是 通过在处理工程, 处理设备, 使用药品等 决定. 现因得到磷酸亚盐界皮膜的 Process有3 种方法。 Spray Process 基本工程 脱脂

18、水洗 磷酸皮膜 水洗 纯水洗 * 不管哪个工程 Spray 方法。 Half-Dip Process的基本功成 脱脂 水洗 磷酸皮膜 水洗 纯水洗 *磷酸盐皮膜是 Pre-Spray后 Dip 处理， 之外是 Spray. Full Dip Process 基本功成 脱脂 水洗 磷酸皮膜 水洗 纯水洗 * 基本上没有那个 Dip 处理., ,4.主要工程别理论 (Test 方法),A-P-CYCL-TEST 方法,A-P-CYCL-TEST Chip 條件 涂装后 12小时以上硬化的 Test Piece 在38 温水 沉淀5日 风干 1小时后 在90 角 做Chiping . Chip 材

19、ALUNDOM : 12mesh, 50g(约 400個), 4.0/,盐水喷雾,耐湿 TEST,冷冻,大气暴露,温水沉淀,冷冻,盐水喷雾, Test,10 Cycle,5% NaCl 35 4Hrs,38 RH 98% 18Hrs,-23 15Hrs,脱脂离子水 洗净,-23 2Hrs,38 脫 Ion水 16.5Hrs,(Air 搅拌),(JIS-K-5400) 6Hrs,(JIS-Z-2371),4Hrs,10 days,ASTM-D-2803-70 HUMIDITY BOX 40 RH 55%,腐蚀条件,4.主要工程别理论 (Test 方法),HARD-CHIP-TEST 方法,HAR

20、D-CHIP-TEST Chip 條件 涂装后 12小时以上硬化的 Test Piece 在38 温水沉淀5日 风干 1小时后 在4.5m 高度 45 角度上 自由落下后 做Chiping . Chip 材 NUT Inch 100个 Or(或) NUT M6,盐水喷雾,大气暴露,盐水喷雾,水洗,风干,4 Cycle,5% NaCl 35 3 Hrs,4Hrs,3Hrs,(JIS-K-5400),(JIS-Z-2371),0.5Hrs,腐蚀条件,(JIS-Z-2371),4.主要工程别理论,在皮膜处理过程上金属表面和脱脂表面调整,A对于脱脂剂 在金属表面附着 Oil,污物等往脱脂液 Spray

21、 处理或沉积排除后 把金属表面弄干净. 干净的金属表面是成活性化之后 从水洗皮膜处理液在接触之间的距离避开空气接触。 脱脂液基本上 附着 Oil的排除(洗涤), 排除后 Oil在金属表面的再附着防止。 原来拥有的金属表面 活性度不要低下。 水, 淘洗性好, 考虑浸透力, 分散力, 柔和力, 杀菌力, 腐蚀性等 。,B 对于表面调整剂 磷酸亚盐皮膜处理前工程的 往Ti-Colloid 成水溶液的 表面调整剂是磷酸亚盐皮膜外观, 皮膜重量, 决定 Size和之后给涂装性能带来重要的影响。 表面调整的组成, 水质, 表面调整的 PH, Ti-Colloid 跟着离子的大小 安定的磷酸亚盐皮膜， 可以得到高品质磷酸亚盐皮膜。 表面调整剂处理液的 PH是 8.09.5最好 Ti-Colloid 平均离子的大小是 3001000m 的范围最好.(300m 以下时 成Blue Color容易, 1000m 以上时用皮膜重量正大 经过皮膜 决定正大。,4.主要工程别理论,镀金钢板的种类和火性皮膜后的皮膜组成,4. 主要工程别理论,各种表面处理钢板的涂装后耐蚀性, : 最优秀, : 优秀, : 普通, : 不良 , 实验时间: 电泳4周, 常度(粉体) 6周,4.主要工程别理论,磷酸皮膜不良,磷酸盐皮膜不良,斑点发生,区域效率,薄皮膜,污染的皮膜,低温