前處理基礎(chǔ)知識(shí).doc

1、1 金 屬 表 面 処 理 技 術(shù) 専 門 金 屬 表 面 処 理 技 術(shù) 専 門 日 本 株 式 會(huì) 社 B a s i c & N e w 事 業(yè) 部 涂裝前處理基礎(chǔ)介紹涂裝前處理基礎(chǔ)介紹 南京南京凱凱密特密特爾爾表面技表面技術(shù)術(shù)有限公司有限公司 2013年年2月月 2 為什么要進(jìn)行涂裝前處理為什么要進(jìn)行涂裝前處理? - 清潔基材表面清潔基材表面! - 工序工序間間防銹防銹! - 改善涂裝性能改善涂裝性能! 3 前處理和未進(jìn)行前處理的比較前處理和未進(jìn)行前處理的比較 劃痕疤 沒有前處理 劃痕SCAB (CCT) 有前處理 4 為什么前處理能使涂料附著力更好為什么前處理能使涂料附著力更好? 磷

2、化層為結(jié)晶體磷化層為結(jié)晶體 基體基體 前處理區(qū)前處理區(qū)未處理區(qū)未處理區(qū) 磷化層磷化層 涂后涂后 涂層涂層 接觸面加大，涂層附著力加強(qiáng)。因?yàn)橥苛蠞B透進(jìn)磷酸鹽晶體接觸面加大，涂層附著力加強(qiáng)。因?yàn)橥苛蠞B透進(jìn)磷酸鹽晶體 的間隙內(nèi)的間隙內(nèi). (固定作用固定作用) 前處理區(qū)前處理區(qū) 基體 未處理區(qū)未處理區(qū) 固定作用固定作用 5 防銹油防銹油 Steel 磷酸鋅層磷酸鋅層 電泳電泳 電泳電泳 未處理未處理前處理前處理 電泳電泳 涂裝過程 目的目的: 改善防銹能力和涂裝性能改善防銹能力和涂裝性能 中涂中涂 1 3 m m m Steel Steel 磷酸鋅層磷酸鋅層 SteelSteel 磷酸鋅層磷酸鋅層 磷

3、酸鋅層磷酸鋅層 電泳電泳 1530 m m m 3040 m m m中涂中涂 3040 m m m表涂表涂 目的目的:改善防銹能力和涂改善防銹能力和涂 裝性能裝性能 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 什么是脫脂? 是去除油脂。如防銹油或沖壓油. 脫脂類型 堿性脫脂劑 (Alkaline Builder + 表面活性劑) 乳液脫脂劑 (溶劑 + 表面活性劑) 溶劑脫脂劑 (Trichloroethane,四氯乙烯, 等等.) 7 Hydrophilic Group Surfactant 脫脂劑的作用 堿促進(jìn)劑堿促進(jìn)劑 表面活性劑表面活性劑

4、 Steel Oil 另一個(gè)作用：另一個(gè)作用： 堿的作用堿的作用 皂化皂化, 滲透滲透, 分散分散, 乳化乳化, 清水清水, 不能用硬水不能用硬水 物理作用物理作用 噴淋壓力噴淋壓力, 循環(huán)壓力循環(huán)壓力 槽液溫度槽液溫度 Fluxionality of Oil Oleophilic Group Steel 8 什么是表調(diào)? 這個(gè)過程促進(jìn)清潔表面的磷化能力, 改善表面條件，使得到細(xì)小和高質(zhì)量 的磷化晶體成為可能. 鈦鹽 表調(diào)劑的組成 磷酸鈉 9 表調(diào)的作用 活性點(diǎn)（陰極區(qū)）越多越易形成細(xì)小、均勻高 質(zhì)量的磷化晶體. 晶體晶體 (磷酸鋅磷酸鋅) 活性點(diǎn)活性點(diǎn) 沒有活性點(diǎn)的結(jié)晶狀態(tài)沒有活性點(diǎn)的結(jié)晶狀

5、態(tài). 通過在金屬表面形成弱堿的環(huán)境，防止 金屬在磷化前發(fā)生腐蝕. 很多活性點(diǎn)的結(jié)晶狀態(tài)很多活性點(diǎn)的結(jié)晶狀態(tài). 磷化反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)停止磷化反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)停止, 因?yàn)楸砻娴慕Y(jié)晶覆蓋速度比沒有因?yàn)楸砻娴慕Y(jié)晶覆蓋速度比沒有 表調(diào)的快表調(diào)的快. 晶體晶體 (磷酸鋅磷酸鋅) 活性點(diǎn)活性點(diǎn) 10 有表調(diào)有表調(diào)沒有表調(diào)沒有表調(diào) 磷化時(shí)間磷化時(shí)間 (秒秒) 10 30 60 90 120 300 11 底材底材 皮膜類型皮膜類型 1.53.0 g/m2 前處理類型 As Cr 數(shù)量數(shù)量 涂層狀況涂層狀況 磷酸鋅磷酸鋅晶體晶體 磷酸鐵磷酸鐵 磷酸鈣磷酸鈣 磷酸鋅磷酸鋅 卷涂鉻卷涂鉻 0.30.9

6、g/m2 1.03.0 g/m2 3.05.0 g/m2 10100 mg/m2 涂布量涂布量 晶體晶體 晶體晶體 非晶體非晶體 非晶體非晶體 12 補(bǔ)充劑補(bǔ)充劑 (SURFDINE) 磷酸鋅化成液組成磷酸鋅化成液組成 藥劑 組成作用 促進(jìn)劑促進(jìn)劑 (TONER) 亞硝酸鹽亞硝酸鹽 磷酸二氫鋅磷酸二氫鋅 磷酸磷酸 金屬離子金屬離子 Mn Ni 其他其他 硝酸鹽硝酸鹽 氟化合物氟化合物 合成氟化合物合成氟化合物 其他其他 磷酸鋅皮膜的主要成分磷酸鋅皮膜的主要成分 腐蝕劑腐蝕劑 磷酸鋅皮膜的主要成分磷酸鋅皮膜的主要成分 促進(jìn)劑促進(jìn)劑 促進(jìn)劑促進(jìn)劑 促進(jìn)劑促進(jìn)劑 13 氫離子在陰極區(qū)得到電子生成氫原

7、子（氫氣）.這樣會(huì)使陰極區(qū) 由于氫離子濃度減少，PH值上升. 鐵在陽極區(qū)溶解. 3Zn2+ + 2H2PO4-(1) 當(dāng)基體浸入化成液時(shí)，磷酸會(huì)溶解基體 (鐵) 表 面 . e (微電池) FeFe2+ + 2e-陽極 + a 2H+ + 2e-H2陰極-b Fe + 2H+ (2) 磷酸鋅溶液的平衡 page-1 Zn3(PO4)2 + 4H+ Fe2+ + H2 14 3Zn2+ + 2H2PO4- 由于氫離子濃度降低，平衡（1）向右移動(dòng)。在陰極區(qū)析出磷酸 鋅（不溶性鹽）晶體。 磷酸鹽層磷酸鹽層 為了使基體表面完全被磷酸鹽晶體覆蓋，必需促進(jìn)反應(yīng)（2） 進(jìn)行。 促進(jìn)劑: 通過將Fe2+氧化成

8、Fe3+ 生成磷酸鐵沉淀，將鐵離子 從磷化液里除去。 通過將氫氣氧化成水，去除吸附在基體表面、阻止反 應(yīng)進(jìn)行的氫氣。 page-2 Zn3(PO4)2 + 4H+ 15 通過使用促進(jìn)劑，促進(jìn)平衡（2）向右移動(dòng)。 Fe2+ FePO4 沉淀 促進(jìn)劑 Fe2+ Fe3+ H2 H2O O 一部分可溶性Fe2+ 進(jìn)入磷酸鋅晶體，生成Zn2Fe(PO4)2 晶體。 page-3 Fe + 2H+ 16 噴淋系統(tǒng) 噴嘴噴嘴 槽液槽液泵泵 噴嘴噴嘴 噴嘴噴嘴噴嘴噴嘴 P 泵泵 P 17 浸漬系統(tǒng)浸漬系統(tǒng) 表調(diào)表調(diào)湯洗湯洗 脫脂脫脂 脫脂脫脂 水洗水洗磷化磷化 水洗水洗 18 前處理管理 前處理生產(chǎn)線管前處

9、理生產(chǎn)線管 理理 藥品管理藥品管理 設(shè)備管理設(shè)備管理 噴嘴方向噴嘴方向, 噴嘴堵塞噴嘴堵塞 磷酸鹽質(zhì)量磷酸鹽質(zhì)量 時(shí)間時(shí)間 藥品補(bǔ)給藥品補(bǔ)給 溫度溫度 藥品濃度藥品濃度 輸送泵輸送泵 沉淀槽沉淀槽 儀表及刻度儀表及刻度 過濾網(wǎng)，過濾器過濾網(wǎng)，過濾器 攪動(dòng)，噴淋泵攪動(dòng)，噴淋泵 19 脫脂工藝管理要點(diǎn)脫脂工藝管理要點(diǎn) 1. 油層情況 鋼板制造鋼板制造: 防銹油 加工過程中的油加工過程中的油 (Stumping, Sanding, Initial Rust Prevention: Same as Above) 油層壽命油層壽命 (由于長(zhǎng)時(shí)間放置，油層固化變質(zhì).) 20 磷化工藝管理 1. 濃度管理

10、磷酸鋅 總酸 游離酸 (標(biāo)志腐蝕能力) 促進(jìn)度濃度 2. 平衡濃度 酸比 = 總酸 /游離酸 調(diào)整酸比： 中和劑 21 溫度 太高 - 反應(yīng)速度過快 太低 - 磷化效果不好, 難形成磷化膜 (2) 時(shí)間 太短 - 磷化效果不好 太長(zhǎng) - 磷化層重新溶解 (3) 循環(huán)泵, 噴淋泵 壓力 噴嘴堵塞 噴嘴方向 磷化工藝管理要點(diǎn)磷化工藝管理要點(diǎn) 22 (2) 脫脂后水洗工藝管理的注意事項(xiàng). 保證槽體遠(yuǎn)離強(qiáng)堿. 不能用高硬度水不能用高硬度水. 快速處理問題快速處理問題. (No Stop) 脫脂后的水洗工藝管理. 脫脂槽的污染度控制脫脂槽的污染度控制. 常時(shí)溢流常時(shí)溢流. 水洗工藝的管理要點(diǎn)水洗工藝的管

11、理要點(diǎn) 23 (3)磷化后水洗工藝管理的注意事項(xiàng). 磷酸鋅處理后迅速水洗基體 . 盡可能控制沉渣產(chǎn)生量. 使用純水清洗. (必需符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)) 水洗工藝管理要點(diǎn)水洗工藝管理要點(diǎn) 24 *進(jìn)一步減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 常見問題的原因及解決 1工件

12、表面水膜不工件表面水膜不連續(xù)連續(xù) 2工件表面掛灰工件表面掛灰 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銹銹 25 *進(jìn)一步減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 工件表面水膜不工件表面水膜不連續(xù)連續(xù) 外外觀觀:脫脂水洗后脫脂水洗后, , 水膜

13、不水膜不連續(xù)連續(xù), , 呈水花狀。呈水花狀。 1) 脫脂脫脂劑濃劑濃度低。度低。 提高脫脂提高脫脂劑濃劑濃度度, 考考慮慮改改變變脫脂脫脂劑劑添加方法。添加方法。 2) 脫脂槽溫度低。脫脂槽溫度低。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整加溫整加溫設(shè)備設(shè)備。 。 3) 脫脂液的含油量脫脂液的含油量過過高。高。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整油水分離整油水分離設(shè)備設(shè)備。 。 更新部分或全部脫脂液。更新部分或全部脫脂液。 4) 浮油再次附著。浮油再次附著。 建建議議使用油吸附材料。使用油吸附材料。 檢查檢查脫脂槽出口脫脂槽出口處處的的噴噴嘴方向、嘴方向、噴噴嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。 建建議議將脫脂液送至將脫脂液送至備備槽沉降槽沉

14、降, 并除油。并除油。 5) 工件表面工件表面經(jīng)過鈍經(jīng)過鈍化化處處理。理。 26 *進(jìn)一步減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 工件表面掛灰工件表面掛灰 外外觀觀:磷化膜上呈白色磷化膜上呈白色, 用手接觸白色粉末掉落用手接觸白色粉末掉落 。 。 1)脫脂后水

15、洗不充分。脫脂后水洗不充分。 調(diào)調(diào)整水洗槽整水洗槽噴噴嘴的方向。嘴的方向。 2)酸比高。酸比高。 降低降低總總酸度或提高游離酸度。酸度或提高游離酸度。 3)磷化溫度高。磷化溫度高。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整加溫整加溫設(shè)備設(shè)備。 。 4)處處理工件理工件時(shí)時(shí)加入中和加入中和劑劑。 。 在無工件在無工件時(shí)緩時(shí)緩慢加入中和慢加入中和劑劑。 。 5)磷化后工件表面干燥。磷化后工件表面干燥。 檢查檢查磷化出口磷化出口處處的的噴噴嘴方向、嘴方向、噴噴嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。 建建議議在磷化至水洗之在磷化至水洗之間間的的過過道里安裝道里安裝霧霧化化噴噴嘴。嘴。 27 *進(jìn)一步減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)

16、一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 工件表面底材暴露工件表面底材暴露 外外觀觀:磷化膜不完全磷化膜不完全, 可以看可以看見見金屬底材。金屬底材。 1)脫脂效果差脫脂效果差, 水洗后無水膜。水洗后無水膜。 檢查噴檢查噴嘴方向、嘴方向、噴噴嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。 提高脫脂液提高脫脂液濃濃度度,

17、或者更新部分脫脂液。或者更新部分脫脂液。 2)酸比低。酸比低。 提高提高總總酸度。酸度。 3)磷化溫度低。磷化溫度低。 檢查檢查磷化加溫磷化加溫設(shè)備設(shè)備。 。 4)工件表面的油被高溫工件表面的油被高溫?zé)裏??？尽?建建議議和前道工序商量降低烘烤溫度。和前道工序商量降低烘烤溫度。 28 *進(jìn)一步減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性

18、清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 工件表面有工件表面有銹銹 外外觀觀:紅銹紅銹(工件本身工件本身發(fā)發(fā)生生), 黃黃銹銹(預(yù)處預(yù)處理工理工藝發(fā)藝發(fā)生生)。 。 1) 促促進(jìn)劑濃進(jìn)劑濃度低。度低。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整促整促進(jìn)劑補(bǔ)進(jìn)劑補(bǔ)充充設(shè)備設(shè)備。 。 2) 游離酸度游離酸度過過高。高。 使用中和使用中和劑調(diào)劑調(diào)整游離酸度。整游離酸度。 3) 磷化溫度低。磷化溫度低。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整加溫整加溫設(shè)備設(shè)備。 。 4) 總總酸度低酸度低, 鋅鋅離子低。離子低。 檢查檢查和和調(diào)調(diào)整磷化添加整磷化添加劑補(bǔ)劑補(bǔ)充充設(shè)備設(shè)備, 提高提高總總酸度。酸度。 29 *進(jìn)一步

19、減少和去除有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境更友善 *進(jìn)一步在化學(xué)品和設(shè)備兩方面進(jìn)行改善，降低綜合使用 成本 在冷軋鋼板方面的發(fā)展 *研究開發(fā)新的工藝直接處理冷軋鋼板，使汽車、家電等 工業(yè)在冷軋鋼板加工成型后，只經(jīng)過清洗階段就直接進(jìn) 入油漆。 在塑料涂漆前處理工藝方面的發(fā)展 *采用弱酸性清洗工藝處理塑料表面，取代原有的堿性清 洗工藝 *增強(qiáng)塑料表面與油漆的結(jié)合力 *采用水洗增效劑，提高水洗效果 5) 磷化槽磷化槽攪攪拌能力不足。拌能力不足。 檢查檢查磷化循磷化循環(huán)泵環(huán)泵, 進(jìn)進(jìn)行清行清掃掃工作工作。 。 6) 磷化膜干燥后溶解。磷化膜干燥后溶解。 檢查霧檢查霧化化噴噴嘴方向、嘴方向、噴噴嘴是否堵塞。嘴是否堵塞。 7) 生生產(chǎn)線產(chǎn)線速度速度緩緩慢或停慢或停線線。 。 8) 工件本身工件本身發(fā)發(fā)生生紅銹紅銹。 。 建建議議減少工件存放期減少工件存放期。 。 30 前前處處理工理工藝藝的的發(fā)發(fā)展展趨勢(shì)趨勢(shì) 化學(xué)化學(xué)處處理和理和環(huán)環(huán)境境 *脫脂脫脂階階段采用磁性段采用磁性過濾過濾器、器、濃縮濃縮超超濾濾等等設(shè)備設(shè)備，將，將 鐵鐵粉等粉等雜質(zhì)雜質(zhì)、油性物、油性物質(zhì)質(zhì)從脫脂從脫脂劑劑中分離，通中分離，通過過燃燃燒燒 等方式達(dá)到無等方式達(dá)到無廢廢水排放。采用生物可降解的表面水排放。采用生物可降解的表面 活性活性劑劑，低，低COD的脫脂的脫脂劑劑及多及多級(jí)級(jí)沖洗工沖洗工藝藝. *表面活化表面活化階階段