新型散熱器涂裝前處理工藝技術(shù)60問(wèn)

1、新型散熱器涂裝前處理工藝技術(shù)60問(wèn)( 一)所屬分類：技術(shù)論壇加入時(shí)間： 2010-1-22閱讀： 817 次全國(guó)涂裝標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)委員徐賀（咨詢電話：）一、 散熱器為什么要進(jìn)行涂裝前處理？答：散熱器已經(jīng)成為 “三北 ”甚至南方部分地區(qū)家居、 辦公及部分工廠生產(chǎn)車(chē)間必不可少的組成部分，對(duì)她的提供熱能的功能，人們自然是非常熟悉了，但這只是她的主要的使用功能，同時(shí)她還具有裝飾和美化環(huán)境的功能。散熱器的外表面必須進(jìn)行涂裝，比如傳統(tǒng)的鑄鐵散熱器噴銀粉漆，新型散熱器噴粉末涂料，這等于是給散熱器穿上一層 “衣裳 ”，這層 “衣裳 ”除了把散熱器打扮靚麗以達(dá)到更好地美化環(huán)境的作用以外，還能抵御空氣中的水份

2、、氧氣以及其它腐蝕介質(zhì)的侵蝕，防止散熱器本體受到影響。與傳統(tǒng)鑄鐵散熱器不同的地方是，大部分新型散熱器還須在內(nèi)腔灌裝內(nèi)防腐涂料，從而在鍋爐循環(huán)水和散熱器內(nèi)腔體之間豎起一道防腐屏障，以大大提高散熱器的使用壽命。前述噴銀粉漆、噴粉末涂料、內(nèi)防腐灌裝等都屬于涂裝的范疇，為了達(dá)到更好的涂裝效果，則必須對(duì)散熱器毛坯進(jìn)行涂裝前處理，采用物理、化學(xué)或電化學(xué)的方法，把附著在散熱器表面和內(nèi)腔的各種油污、銹皮、水份、塵埃等異物清除掉，并改善其性能，以滿足粉末噴涂、陰極電泳底漆涂裝和內(nèi)防腐涂料灌裝對(duì)基材的要求。僅僅把散熱器表面的異物清楚干凈還不夠，因?yàn)檫@樣只是為涂裝提供了清潔表面而已，還不足以保證得到良好的涂膜。要大

3、大提高涂鹽膜的附著力和耐蝕性，需要經(jīng)過(guò)磷化處理，使散熱器內(nèi)外表面生成一層難溶性的磷酸鹽膜層，從而為涂膜提供良好基底，實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)磷化處理的工件的耐蝕性一般是未經(jīng)磷化的工件的耐蝕性的4-5 倍。歸納起來(lái)， 磷化的作用主要體現(xiàn)在兩方面，第一：工序間防銹，防止脫脂、除銹干凈的工件在涂裝之前返銹；第二：提高涂層的附著力和耐蝕性，而這是最關(guān)鍵的。二、 散熱器涂裝前處理主要有哪些方式？答：最主要有兩種處理方式即物理機(jī)械法和化學(xué)法。早期的鑄鐵散熱器基本均是采用噴砂或拋丸處理，這是典型的物理機(jī)械法，最近有少數(shù)新型散熱器廠家采用拋丸處理，部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這是新工藝，其實(shí)是誤傳，在此我把噴砂和拋丸的基本情況給大

4、家做一介紹。噴砂、拋丸處理是采用壓縮空氣或高壓水流等作為動(dòng)力，將砂子或鋼丸向工件表面噴射以除掉工件表面的異物，獲得粗糙表面從而有利于涂裝的方法。噴射砂子的處理方式叫做噴砂，可采用河沙、石英砂等；噴射鋼丸的處理方式叫做噴丸，可采用鋼丸、金屬碎塊等做為噴料?；瘜W(xué)處理法即是通過(guò)浸泡、噴淋或擦拭的方法讓脫脂劑、除銹劑、磷化劑等化學(xué)藥劑與金屬工件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而去除工件表面的異物并產(chǎn)生合適的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜以提供適合涂裝的良好基底。噴砂、拋丸處理效率比較高，操作簡(jiǎn)單，表面粗糙度適宜，涂膜的附著力較好，但是也有以下缺陷：對(duì)于外型較復(fù)雜的工件，有些地方無(wú)法處理或處理不凈；對(duì)薄板工件不太適用，因?yàn)閲娚鋲毫μ螅?/p>

5、變形；對(duì)需要處理內(nèi)腔的表面不適用；工件表面容易殘留雜質(zhì)，帶來(lái)涂裝隱患；粉塵污染大，即危害環(huán)境又影響操作者身體健康。而化學(xué)處理法則具有不會(huì)使工件變形，工件各個(gè)部分都能處理到，使用成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是有一定污染，但可以通過(guò)污水處理和勞動(dòng)保護(hù)來(lái)保證環(huán)境和工人身體不受影響。如果要對(duì)新型散熱器進(jìn)行噴砂或拋丸處理的話，首先只能處理外表面，內(nèi)腔無(wú)法處理從而不能涂裝內(nèi)防腐涂料，要想保證散熱器的使用壽命只能通過(guò)增加管壁厚來(lái)解決，無(wú)疑這會(huì)導(dǎo)致成本的大幅上升；其次，有些單位因?yàn)樵O(shè)備所限，壓縮空氣本身含油率高，造成經(jīng)噴砂或拋丸處理后的散熱器表面還有殘留油污等雜質(zhì)，必須要再經(jīng)過(guò)化學(xué)處理才能除去，否則會(huì)影響涂膜質(zhì)量，實(shí)

6、際生產(chǎn)中，我們有一些客戶就是先噴砂或拋丸處理然后再進(jìn)行化學(xué)處理的，造成不應(yīng)有的浪費(fèi)。所以，鑒于以上原因，目前各行業(yè)進(jìn)行涂裝前處理時(shí)，除了厚、重、大的工件不宜用化學(xué)處理方式處理而采用噴砂或拋丸處理外，大部分均采用化學(xué)處理，新型散熱器也不例外，目前至少有 95% 以上的廠家采用化學(xué)處理法，預(yù)計(jì)今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)這一格局也不會(huì)改變。三、 鋼制散熱器涂裝前處理的主要工藝？答：自新型散熱器面世以來(lái)，鋼制散熱器的涂裝前處理工藝經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到規(guī)范的過(guò)程，大體上可以分為以下四個(gè)階段：第一階段：早期的鋼制散熱器的涂裝前處理工藝只有三個(gè)工序：除油除銹二合一水洗磷化這一工藝比較簡(jiǎn)單，也比較容易控制，且設(shè)備投入和生產(chǎn)

7、維護(hù)成本比較低，但是運(yùn)行一段時(shí)間之后就有問(wèn)題了，這一個(gè)問(wèn)題也是跟散熱器本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。散熱器外面是要噴塑，而內(nèi)腔要涂?jī)?nèi)防腐，這就要求磷化膜跟內(nèi)防腐涂料和塑粉都要有很好的配套性，但是彩膜的晶相結(jié)構(gòu)比較特別，呈非晶相平面分布，滿足不了要求，特別是與內(nèi)防腐涂料的結(jié)合力不太好。如今這樣的工藝已經(jīng)基本被淘汰了。第二階段： 一方面鐵系彩膜磷化與內(nèi)防腐涂料的配套性欠佳， 而且彩膜的耐蝕性本身不是很好，早期散熱器廠家產(chǎn)量不大， 有時(shí)生產(chǎn)間隙稍長(zhǎng)， 經(jīng)過(guò)磷化的工件在等待噴涂的過(guò)程中容易重新長(zhǎng)銹；另一方面已經(jīng)有消費(fèi)者和經(jīng)銷商提出希望采用鋅系灰膜磷化，于是鋅系磷化就應(yīng)運(yùn)而生了，前處理從三步工藝變成了五步工藝：除油除

8、銹二合一水洗表調(diào)磷化水洗鋅系灰膜磷化一般情況下需要在磷化前后加上表調(diào)和水洗工序，這樣才能保證得到結(jié)晶細(xì)密、均勻的磷化膜。鋅系磷化膜的基本成分是Zn2Te （PO4 ） 2?4H2O和 Zn3 （ PO4 ） 2?4H2O，其結(jié)晶多呈樹(shù)枝狀或針狀，孔隙較多，與塑粉和內(nèi)防腐涂料的配套性俱佳。第三階段：隨著散熱器加工的工藝和手段越來(lái)越多樣化，工件表面的油污越來(lái)越復(fù)雜，原來(lái)的除油除銹二合一對(duì)有一些油就奈何不了，所以就把脫脂和除銹分開(kāi)，變成了七步工藝。脫脂水洗除銹水洗表調(diào)磷化水洗第四階段：解決了除油和磷化膜的問(wèn)題后，又發(fā)現(xiàn)磷化液比其他的行業(yè)老化得快，而且?jiàn)A縫和絲口處的磷化膜易返銹，這主要跟散熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

9、有關(guān)系，因?yàn)樯崞鲀?nèi)腔的殘液很難控凈，控不凈就會(huì)帶到后面的槽子里面去，殘酸會(huì)帶到表調(diào)槽和磷化槽里面 ，影響表調(diào)和磷化液的使用壽命，并且影響磷化膜的耐蝕性。為了應(yīng)對(duì)這一個(gè)情況，主流廠家主要采取了兩個(gè)措施：調(diào)整磷化液配方以適應(yīng)散熱器的特殊結(jié)構(gòu)。磷化液生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)磷化液時(shí)添加錳、鎳等作為改性劑，加入錳離子可以提高磷化反應(yīng)速度，降低磷化膜厚度，提高夾縫處的耐蝕性，提高磷化膜的抗堿性能，增強(qiáng)涂膜附著力；加入鎳離子可以細(xì)化磷化膜結(jié)晶，提高磷化膜耐蝕性，這種磷化液就是大家俗稱的鋅錳鎳三元體系磷化液；完善前處理工藝，在除銹后面加中和及水洗，用堿性的中和液把殘酸中和掉。這樣就變成了九步工藝：脫脂水洗除銹水洗中

10、和水洗表調(diào)磷化水洗這種工藝在散熱器行業(yè)里面，包括在其他的需要噴涂的行業(yè)都是比較規(guī)范和完整的，我們推薦大家采用這種工藝。四、 為什么磷化處理能提高涂膜的附著力？答：這是由磷化膜的結(jié)構(gòu)決定的。首先，磷化膜是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在金屬基體上生成，它與金屬基體已成為一個(gè)整體而且結(jié)合強(qiáng)固；其次，磷化膜具有多孔性，能夠更充分地吸附涂料，使涂料滲透到磷化膜的孔隙之中，涂料與磷化膜進(jìn)行物理咬合，產(chǎn)生強(qiáng)大的剪刀力。通俗地講，如果把涂膜直接覆蓋在工件表面上，這是單純的物理作用；而把涂膜覆蓋在經(jīng)磷化處理后的工件上，就把單純的物理作用變成了化學(xué)作用 物理作用，涂膜附著力自然大大提高了。五、 為什么磷化處理能提高涂膜的耐蝕性？

11、答：磷化膜是一層非金屬的不導(dǎo)電隔離層，能使在工件 涂膜界面的工件表面從優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)為不良導(dǎo)體，抑制工件表面腐蝕微電池的形成，進(jìn)而有效阻止涂膜的腐蝕。未經(jīng)磷化的工件表面容易發(fā)生微電池腐蝕，加上金屬是優(yōu)良導(dǎo)體，涂膜與金屬工件之間的毛細(xì)管現(xiàn)象能把涂膜下面的電解質(zhì)吸出來(lái)，使腐蝕向四周擴(kuò)展，最終導(dǎo)致涂膜起泡、剝落。而經(jīng)過(guò)磷化的工件表面，由于被不導(dǎo)電的磷化膜所隔離，可以防止電解質(zhì)的橫向發(fā)展，有效抑制膜下的絲狀腐蝕及涂膜損壞處腐蝕的擴(kuò)展。六、 用汽油等溶劑擦拭散熱器外表面后噴涂的附著力也挺好，為什么還要上工藝復(fù)雜的前處理？答：有些小型散熱器生產(chǎn)廠，采用汽油等稀料或一般的清洗劑對(duì)散熱器表面進(jìn)行簡(jiǎn)單擦拭后噴涂，檢

12、測(cè)附著力合格，據(jù)此認(rèn)為自己的這種處理方法既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)又能保證質(zhì)量，所以沒(méi)有必要上規(guī)范的前處理工藝，這是絕對(duì)錯(cuò)誤的。實(shí)際上，附著力短期內(nèi)達(dá)標(biāo)并不表明散熱器涂裝質(zhì)量就一定合格，真正合格的產(chǎn)品應(yīng)該是附著力長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)，前述處理方法得到的涂膜過(guò)不了多久就會(huì)逐漸顯現(xiàn)出缺陷，因?yàn)樵诮饘倩w和涂層的界面上缺少不導(dǎo)電的磷化膜層或鉻化膜層，此界面處的金屬基體仍是優(yōu)良導(dǎo)體，如果有一處涂裝隱患，極易在腐蝕微電池的作用下蔓延開(kāi)來(lái)，從而造成涂膜起泡或剝落。七、 為什么目前市場(chǎng)上的散熱器廠家一般都采用鋅系磷化而不是鐵系磷化？答：這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上已經(jīng)在第三個(gè)問(wèn)題中已經(jīng)回答了，現(xiàn)將其單列出來(lái)并予以補(bǔ)充，希望引起大家進(jìn)一步重視。歸納起

13、來(lái)主要有兩個(gè)原因：鐵系彩膜磷化的耐蝕性不如鋅系灰膜磷化；最關(guān)鍵的是鐵系彩膜磷化不能適應(yīng)新型散熱器的涂裝方式，新型散熱器和一般工件不一樣，她一般會(huì)面臨三種涂裝方式：靜電噴塑、陰極電泳和內(nèi)防腐涂料浸涂，因此要求磷化膜致密均勻、耐堿性強(qiáng)或擁有合適的晶相結(jié)構(gòu)，鋅系磷化膜的結(jié)晶一般都是樹(shù)枝狀或針狀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2 ），與塑粉、電泳底漆、內(nèi)防腐涂料的配套性優(yōu)異，而鐵系磷化膜的結(jié)晶則是不規(guī)則的點(diǎn)狀蝕坑（見(jiàn)圖3 ）。早期的散熱器生產(chǎn)廠由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，最開(kāi)始大都選擇了鐵系磷化，后來(lái)基本上都花了不小代價(jià)，停產(chǎn)，增加設(shè)備，換藥劑，用鋅系磷化取代了鐵系磷化?？蓳?jù)筆者調(diào)查，目前仍有少數(shù)廠家繼續(xù)采用鐵系磷化，甚至有些新建廠為節(jié)

14、省投資也想采用鐵系磷化，重復(fù)前人走過(guò)的彎路，此乃不明智的因小失大之舉。八、 散熱器涂裝作業(yè)要特別注意哪三道關(guān)鍵工序？答：應(yīng)特別注意涂裝前處理、 涂布、干燥三道關(guān)鍵工序。 涂裝前處理的作業(yè)內(nèi)容前面已經(jīng)詳細(xì)敘述，不再重復(fù)了；涂布顧名思義就是把涂料涂覆到工件表面的過(guò)程，比如靜電噴塑、陰極電泳、灌裝內(nèi)防腐涂料；干燥包括烘干磷化膜或鋁件鉻化膜的水份、烘烤內(nèi)防腐涂料和粉末涂料使其固化成膜。應(yīng)該說(shuō)整個(gè)涂裝是個(gè)系統(tǒng)工程，每一個(gè)環(huán)節(jié)均需處理好才能得到優(yōu)質(zhì)的涂膜，但從涂裝實(shí)踐來(lái)看，涂裝前處理是關(guān)鍵工序中的基礎(chǔ)工序，它對(duì)整個(gè)涂膜質(zhì)量、涂膜使用壽命均有著重要影響，采用同樣的涂料，而僅僅是涂裝前處理方法不同，其涂裝之后

15、涂膜的耐蝕性效果可能會(huì)差數(shù)倍之多。涂料的性能越好，對(duì)涂裝前處理質(zhì)量好壞程度也越敏感，涂裝前處理質(zhì)量低劣或未進(jìn)行涂裝前處理的工件，即使涂裝再高級(jí)的涂料，也只能是浪費(fèi)。九、 磷化與脫脂、除銹有什么關(guān)系？答：磷化是中心環(huán)節(jié)，脫脂和除銹是磷化之前的準(zhǔn)備工序，因此在生產(chǎn)過(guò)程中，既要磷把化工作作為重點(diǎn)，又要從磷化質(zhì)量的要求出發(fā)，抓好脫脂和除銹工作。優(yōu)質(zhì)的磷化膜只有在油污去除徹底的工件表面才能生成，油污殘留在工件表面，不僅會(huì)嚴(yán)重阻礙磷化膜的生長(zhǎng)，而且還會(huì)影響涂膜的附著力、干燥性能、裝飾性能和耐蝕性能。磷化膜的晶粒是在工件表面形成的，晶粒反應(yīng)點(diǎn)越多，膜層結(jié)晶越細(xì)越致密。反之，晶粒點(diǎn)越少，晶粒之間的相互作用越小，得到的膜層越粗大、越稀松。磷化膜是不能在銹層和氧化皮上生長(zhǎng)的，所以在磷化前必須徹底除銹。除銹時(shí)間對(duì)磷化影響也不容忽視，強(qiáng)酸除銹時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，工件表面會(huì)出現(xiàn)過(guò)腐蝕，工件表面粗糙，磷化膜結(jié)晶粗大多孔；強(qiáng)酸除銹時(shí)間過(guò)短，工件表面活化不夠，同樣會(huì)使磷化膜結(jié)晶粗大。因此，控制除銹的時(shí)間，對(duì)于獲得密集活化點(diǎn)，形成致密的磷化膜有著重要的作用。十、 為什么說(shuō)涂裝前處理具有隱藏性、滯后性和不可逆性？答：相對(duì)于涂裝前處理以外的其它工序而言，涂裝前處理具有如下主要特征：隱藏性：當(dāng)工件噴涂以后涂