涂裝車間前處理脫脂內(nèi)容全

涂裝車間前處理脫脂內(nèi)容油污的性質(zhì)和組成在選擇脫脂方法和脫脂劑時，首先要了解被涂物所帶油污的性質(zhì)和組成，只有這樣，才能進行正確的選擇，達到滿意的去除效果。1.油污的組成（1）礦物油、凡士林。它們是防銹油、防銹脂、潤滑油、潤滑脂及乳化液的主要成分。（2）皂類、動植物油脂、脂肪酸等。它們是拉延油的主要成分。（3）防銹添加劑。它們是防銹油和防銹脂的主要成分。在加工和儲運過程中，金屬屑、灰塵及汗?jié)n等污物也總是混雜在上述油污中。2.油污的性質(zhì)（1）化學(xué)性質(zhì)根據(jù)油污能否與脫脂劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而分為可皂化油污和不可皂化油污。植物油脂和動物油脂是可皂化的，它們可以依靠皂化、乳化和溶解的作用而脫除。礦物油和凡士林是不可皂化的，它們只能依靠乳化或溶解的作用來脫除。（2）物理性質(zhì)根據(jù)油污粘度或滴落點的不同，其形態(tài)有液體和半固體。粘度越大或滴落點越高，清洗越困難。根據(jù)油污對基體金屬的吸附作用，可分為極性油污和非極性油污。極性油污，如含有脂肪酸和極性添加劑的油污，有較強地吸附在基體金屬上的傾向，清洗較困難，要靠化學(xué)作用或較強的機械作用力來脫除。此外，某些油污如含有不飽和脂肪酸的拉延油，長期存放后，氧化聚合形成薄膜，含有固體粉料的拉延油，細微的粉料吸附在基體金屬表面上，還有當(dāng)油污和金屬腐蝕產(chǎn)物等混雜在一起，都會極大地增加清洗的難度。脫脂的方法及材料根據(jù)去油污機理的不同，汽車涂裝中，脫脂方法主要有以下兩種：1.溶劑清洗即依靠有機溶劑對油污的浸透、溶解等作用達到去除油污的目的。2.堿液清洗利用含有表面活性劑的堿性物質(zhì)對動物油的皂化及表面活性劑的浸潤、分散、乳化及增溶作用達到去除油污的目的。有機溶劑清洗常用的有機溶劑有：汽油、煤油、松節(jié)油、松香水、含氯有機溶劑等。有機溶劑清洗的特點是脫脂效率高，特別是清除那些高粘度、高滴落點的油脂具有特殊的效果，而且可以在常溫下用簡單的器具進行手工清洗，因而適用于產(chǎn)量不大、機械化水平不高或有特殊要求的場合。采用汽油清洗的方法是用刷子或抹布蘸汽油后手工擦洗被清洗的表面。或?qū)⒈磺逑吹墓ぜ苯咏肴軇┎壑星逑矗S后晾干或烘干。手工擦洗勞動強度大，而且勞動條件也較差，火災(zāi)危險性大。工位上應(yīng)有良好的通風(fēng)措施。汽油清洗法常用于小批量生產(chǎn)的大型工件的除油，在汽車車身的清洗中，也用于預(yù)清理階段的擦洗。含氯有機溶劑溶解力強，沸點低，經(jīng)蒸餾易回收，便于重復(fù)利用，而且不易爆、不易燃。因此，含氯有機溶劑在有機溶劑清洗中占有獨特的地位。其中三氯乙烯是具有代表性的含氯有機溶劑。含氯有機溶劑清洗一般是利用它們的氣相進行除油清洗。即將室溫下的工件與熱的溶劑蒸汽接觸，并在工件上冷凝成液體，將油污溶解，滴離工件時將油污帶走。雖然有機溶劑去油效率很高，但是不能洗掉無機鹽類和堿類物質(zhì)，不能去除工件上的灰塵微粒。將三氯乙烯的浸洗、氣相清洗和噴洗聯(lián)合采用，可以獲得極好的清洗效果。由于采用有機溶劑清洗去油的勞動條件差，毒性較大，氣相脫脂必須有良好的封閉式脫脂設(shè)備和通風(fēng)裝置，大多數(shù)有機溶劑的防火要求嚴(yán)格，而且脫脂費用高，加之新型高效的水基清洗劑的出現(xiàn)，在生產(chǎn)量大的汽車廠，涂裝前的去油已不再采用有機溶劑去油。堿性溶液清洗堿性溶液清洗由于它的價格較低，使用簡單，好管理，可組成機械化生產(chǎn)，曾被大量地采用。但是，它的脫脂能力較差，需要較高的脫脂溫度。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了把堿性物質(zhì)和表面活性劑結(jié)合使用的堿性脫脂劑，它既保存了堿性脫脂劑方便價廉的優(yōu)點，又能大大地提高脫脂效率，降低脫脂溫度?，F(xiàn)今，采用含有表面活性劑的堿性溶液除油已被廣泛地應(yīng)用于涂裝生產(chǎn)線中。含有表面活性劑的堿性脫脂劑中常用物質(zhì)及其作用簡介如下：1.氫氧化鈉又稱苛性鈉，是一種強堿化合物，與動植物油發(fā)生皂化反應(yīng)，生成能溶于水的甘油和脂肪酸鹽（俗稱肥皂），溶解分散在清洗液中。CH2—OOCRCH2—OH｜｜CH2—OOCR＋3NaOH──→CH—OH＋3R—COONa｜｜CH2—OOCRCH2—OH上述反應(yīng)不僅產(chǎn)生于動植物油脂，當(dāng)?shù)V物油脂中存在羧酸基和磺酸基時，也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。但是中性礦物油脂與堿不能起化學(xué)反應(yīng)，必須靠乳化的方式才能從被清洗的工件中去除。2.碳酸鈉又稱蘇打，是一種價格低廉的堿性化合物，它在水溶液中可水解為NaOH。Na2CO3＋H2O──→NaOH＋NaHCO3NaHCO3＋H2O──→NaOH＋H2CO3H2CO3──→H2O＋CO2因此，碳酸鈉具有緩沖作用，不像強堿那樣侵蝕某些有色金屬。此外，碳酸鈉在硬水中能生成難溶的碳酸鈣，對硬水有一定的軟化能力。3.硅酸鈉俗稱水玻璃，在水溶液中強烈水解，生成氫氧化鈉和硅酸：Na2SiO3＋H2O──→NaOH＋H2SiO3其堿性接近于氫氧化鈉，具有很強的皂化能力。水解生成的硅酸不溶于水，而以膠束結(jié)構(gòu)懸浮在槽液中，對固體污垢的粒子具有懸浮和分散能力，對油污有乳化作用，有利于防止污垢在工件上的再沉積。4.磷酸鹽包括磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉及六偏磷酸鈉等。磷酸三鈉在水解過程中也離解出氫氧化鈉和離解度很小的磷酸氫根等，從而獲得堿度。Na3PO4＋H2O──→NaOH＋Na2HPO4Na2HPO4＋H2O──→NaOH＋NaH2PO4磷酸鹽具有軟化硬水的作用和較顯著的促進污垢粒子的分散作用，可將大顆粒的污垢分散成近似膠體粒子的小顆粒，因而乳化能力較強。5.表面活性劑狹義地講，在很低含量時就能顯著地降低水的表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。廣義地講，凡是能夠使體系的表面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，都稱之為表面活性劑。表面活性劑的去污作用正是由于它降低油污與水及油與金屬表面之間界面張力而產(chǎn)生的潤濕、滲透、乳化、增溶、分散等多種作用的綜合結(jié)果。表面活性劑都是有兩種不同性質(zhì)的基團組成，一種是親水基團，與水分子作用力較強。另一種是親油性基團，又稱為憎水基團，它與水分子不易接近，卻容易與油分子接近。按照表面活性劑溶于水時的離子類型來分類，可分為四大類：陽離子型、陰離子型、兩性型和非離子型。但在工業(yè)脫脂處理中，用陰離子型和非離子型兩類，其代表性的物質(zhì)是烷基苯磺酸鈉和OP-10等。采用表面活性劑清洗，在同樣條件下，清洗能力較堿液清洗強，脫脂效果好，可使清洗液的PH值接近中性或弱堿性。但一般的表面活性劑易起泡，不適用于噴射清洗系統(tǒng)或帶有強烈攪拌的系統(tǒng)。含有表面活性劑的堿液脫脂劑有著最廣泛的應(yīng)用前景，由于表面活性劑與堿性無機物的協(xié)合作用，使得脫脂效率大大高于單獨的堿液脫脂和單一的表面活性劑脫脂。影響脫脂的因素脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于脫脂溫度、脫脂時間、機械作用和脫脂劑四個因素。(1).脫脂溫度總的來說，溫度越高，脫脂越徹底。這是因為三方面的原因，第一，溫度使油污的物理性質(zhì)發(fā)生變化，例如滴落點高的防銹脂、凡士林、固態(tài)石蠟等，在比較低的溫度下，即使采用高濃度的堿液也難洗凈。但是，當(dāng)提高油污的溫度，它們的粘度就降低，甚至形成液滴而利于除去。第二，促進化學(xué)反應(yīng)的進行，一般地說，溫度每上升10℃，化學(xué)反應(yīng)速度提高1倍。第三，加速表面活性劑分子的運動，從而促進浸潤、乳化、分散等作用。隨著溫度的升高，溶液對污物的溶解能力也提高。但是，并不是所有場合都是溫度越高越好，各種脫脂劑都有其合適的溫度范圍，在采用某些種類表面活性劑的脫脂液中，過高的溫度會使表面活性劑析出集聚如同油珠附著在表面上，造成磷化膜發(fā)花不均勻。(2).脫脂時間在脫脂操作中，必須保證有足夠的脫脂時間，壓力噴射脫脂時間一般為1.5～3min，浸漬脫脂一般用3～5min（視油污的種類和多少而定）。增加脫脂時間，即延長脫脂液與油污的接觸時間，從而提高脫脂效果。油污越多，脫脂時間就會越長。但在流水作業(yè)中，往往不允許采用太長的時間，這就需要從其他的影響因素中去贏得時間，如先用噴射預(yù)脫脂1min，再用浸漬法脫脂3min。(3).機械作用在脫脂過程中，借助于壓力噴射或攪拌等機械作用是非常有效的，因為，噴射時迫使新鮮的脫脂溶液與工件表面有良好的接觸，而且整個脫脂溶液含量均勻，有利于提高脫脂效果；噴射時依靠機械作用力促使脫脂劑滲透和破壞油膜，從而有效地迫使油污脫離工件表面；噴射時促使脫離工件的油污乳化和分散于脫脂溶液中，防止油污再吸附到洗凈的工件表面上。在中、低溫脫脂中，機械作用尤為重要。一般地說，壓力噴射脫脂比浸漬脫脂速度要快1倍以上。噴射壓力通常為0.1～0.2MPa，但用于噴射脫脂的脫脂劑必須是低泡的，以免泡沫過多影響正常操作和脫脂液流失。浸漬脫脂也不能認為是靜止浸漬，必須裝備有循環(huán)泵，使槽液不停地攪動。(4).脫脂劑對脫脂效果的影響脫脂劑的組成及使用方法對脫脂效果有很大的影響。例如，含有表面活性劑的堿液脫脂劑比單獨的堿性溶液脫脂效果好。對于滴落點高的固態(tài)和半固態(tài)油脂，用溶劑清洗比用其他脫脂效果好。為了提高油污的乳化和分散能力，適當(dāng)提高脫脂劑中表面活性劑的含量是有效的，不同的表面活性劑品種及不同的堿性物都使脫脂效果產(chǎn)生一定差異，良好的脫脂劑都是經(jīng)過大量的試驗和反復(fù)的篩選而確定的。使用過程中，脫脂劑會不斷地被消耗，使?jié)舛冉档停虼?，必須定期地補加脫脂劑，以保持必要的濃度。脫脂劑的脫脂效果與濃度并不是一個直線上升的關(guān)系。因此，對于脫脂質(zhì)量要求很高的情況，不應(yīng)當(dāng)采取大幅度提高濃度的方法，而應(yīng)該采用二次脫脂的辦法，兩個脫脂溶液可以是相同的，而且也不必額外地提高濃度。選用脫脂劑時應(yīng)考慮的因素(1).被處理工件的材質(zhì)因為不同的金屬在堿液中具有不同的腐蝕界限，因此，必須根據(jù)工件的材質(zhì)選擇合適的pH值的脫脂劑。鋼鐵件在堿性脫脂劑中不腐蝕，但是，如果是由鋼和其他金屬構(gòu)成的組合體，則必須考慮脫脂劑的pH值。各種金屬耐堿性的pH極限值及各種堿性溶液的pH值見表1-1、表1-2。表1-1各種金屬耐堿性的pH極限值pH極限值金屬或合金pH極限值10黃銅11.510硅鐵1311鋼鐵14表1-2各種堿性溶液的pH值堿性溶液1％溶液pH值氫氧化鈉13.4偏硅酸鈉12.1磷酸鈉12.0碳酸鈉11.7焦磷酸鈉10.2三聚磷酸鈉9.7磷酸氫二鈉9.5碳酸氫鈉8.6(2).被處理工件上油污的種類要考慮工件上油污的化學(xué)性質(zhì)，油污的形態(tài)，油污對底材的吸附性等情況，選用合適的脫脂劑。動植物油是可皂化的，因而在較高的溫度下用NaOH脫脂是有效的。礦物油不發(fā)生皂化反應(yīng)，用NaOH脫脂就不合適了，應(yīng)該選用乳化性能好的脫脂劑才能奏效。用一般的水基脫脂劑在低溫和中溫是很難洗凈半固態(tài)的防銹脂，這時用溶劑脫脂是很有效的。清洗吸附性較強的防銹油比機械油困難，因此，應(yīng)該選用更好的脫脂劑來清洗防銹油。(3).脫脂方式的正確選擇在工業(yè)涂裝中，廣泛采用噴、浸和噴浸結(jié)合等三種清洗方式。脫脂方法不同，對脫脂劑要求也不同，壓力噴射脫脂因機械作用力大，脫脂效果好，但由于是處在極易起泡的狀態(tài)下，因而選用低泡性脫脂劑是不可缺少的條件。浸漬脫脂的機械作用較弱，因而要選用脫脂性能更好的脫脂劑，適當(dāng)增加脫脂劑含量和延長脫脂時間。浸漬清洗適用于有空腔的復(fù)雜工件（如汽車車身）的去油清洗。噴浸結(jié)合清洗方式兼有上兩種方式的特點。(4).注意與后續(xù)工序的配合后續(xù)工序是酸洗還是磷化，磷化前有沒有表面調(diào)整工序，都與脫脂劑的選用有關(guān)。因為不同的前處理與磷化配套，所得磷化膜的質(zhì)量不同，品質(zhì)也不同。對于脫脂，如果下道工序是薄型磷化處理，要選用低堿度的帶表面調(diào)整作用的脫脂劑；如果有單獨的表面調(diào)整工序，則需考慮脫脂效果，堿度影響不大，可不予過多考慮；如果下道工序是酸洗除銹，則不必選用帶表面調(diào)整作用的脫脂劑，而是在磷化前單獨設(shè)表面調(diào)整處理；如工序間隔較長，則需要選用水洗后生銹傾向較小的脫脂劑（如磷酸鹽類型的脫脂劑）或增加噴濕處理。脫脂效果的檢查檢查脫脂效果的方法有很多，例如：目測法、揩擦法、水浸潤法、接觸角法、硫酸銅法、殘留油分質(zhì)量法、比色法、熒光法、紅外分光法等。在生產(chǎn)管理中，最常用的，也是最簡便的方法是水浸潤法，即觀察脫脂并水洗后的表面水膜連續(xù)完整情況。充分脫脂的表面，其水膜應(yīng)完整連續(xù)，無水珠懸掛。在磷化條件正常的前提下，觀察磷化膜也能檢查脫脂效果，只有在清潔無油污的金屬表面才能形成外觀完整的均勻磷化膜，任何清洗方面的不足都會立即顯示出來。當(dāng)然現(xiàn)在有更先進的檢測儀器，在執(zhí)行過程中，可以將相關(guān)數(shù)據(jù)集結(jié)上傳至數(shù)據(jù)庫，通過通訊可以直接反應(yīng)的對應(yīng)的人員的工位上，一旦有出入，直接報警提示。在脫脂的實際應(yīng)用中，經(jīng)常會碰到一些問題，表1-3列舉了一些可能出現(xiàn)的問題及解決辦法。表1-3脫脂過程中常見的問題及解決辦法問題原因解決辦法脫脂效果不佳1）脫脂劑選擇不當(dāng)2）脫脂時間太短3）脫脂溫度偏低4）脫脂劑濃度偏低5）噴射壓力低6）噴嘴堵塞，流量不足7）浸漬脫脂的機械作用力小8）工作液中含油量太高9）脫脂后水洗不徹底更換脫脂劑延長脫脂時間提高溫度提高濃度至工藝范圍提高噴射壓力定期清理噴嘴用泵循環(huán)工作液或搖動零件更換槽液，并控制槽