漆前磷化工艺
涂装底漆前的磷化处理,将提高漆膜与基体金属的附着力,提高整个涂层系统的耐腐蚀能力;提供工序间保护以免形成二次生锈。因此漆前磷化的首要问题是磷化膜必须与底漆有优良的配套性,而磷化膜本身的防锈性是次要的,磷化膜细致密实、膜薄。当磷化膜粗厚时,会对漆膜的综合性能产生负效应。磷化体系与工艺的选定主要由:工件材质、油锈程度、几何形状;磷化与涂漆的时间间隔;底漆品种和施工方式以及相关场地设备条件决定。
一般来说,低碳钢较高碳钢容易进行磷化处理,磷化成膜性能好些。对于有锈(氧化皮)工件必须经过酸洗工序,而酸洗后的工件将给磷化带来很多麻烦,如工序间生锈泛黄,残留酸液的清除,磷化膜出现粗化等。酸洗后的工件在进行锌系、锌锰系磷化前一般要进行表面调整处理。
在间歇式的生产场合,由于受条件限制,磷化工件必须存放一段时间后才能涂漆,因此要求磷化膜本身具有较好的防锈性。如果存放期在10天以上,一般应采用中温磷化,如中温锌系、中温锌锰系、中温锌钙系等,磷化膜的厚度最好应在2.0
~4.5g/m2之间。磷化后的工件应立即烘干,不宜自然凉干,以免在夹缝、焊接处形成锈蚀。如果存放期只有3~5天,可用低温锌系、轻铁系磷化,烘干效果会好于自然凉干。
3.1 单室喷淋磷化工艺
整个前处理工艺只有一个喷室,在喷室的下面有多个贮液槽体,不同的处理液喷淋工件后流回各自的槽体中。例如首先喷淋脱脂液,待脱脂液流回脱脂槽后,关闭阀门;然后喷淋水洗,水洗完成后关闭水洗阀门;下一步再喷淋磷化液,这种单室处理方法可实行如下几种工艺流程:
脱脂——磷化“二合一”(轻铁系)——水清洗——(铬封闭)——出件。
脱脂——水清洗——磷化——水清洗——(铬封闭)——出件
脱脂——水清洗——表面调整——磷化——水清洗——(铬封闭)——出件
这种磷化工艺一般不提倡安排酸洗工序,以免造成设备腐蚀或产生工序间锈蚀。单室工艺设备少占用场地小,简便易行,但浪费较大,仅适合于批量少的间歇式生产场合。与此相似的另一种方法,采用外围小容量罐体盛处理液,通过泵与管道抽液后与热水混合后喷淋在工件上达到脱脂、磷化效果,喷淋后药液不回收,这种方法更简单,但浪费更大。
3.2多室“标准”工位磷化工艺:
①预脱脂 50~70℃ 1~2min
②脱脂 50~70℃ 2~4min
③水清洗1~2道 常温 0.5~1.0min
④表面调整 常温 0.5~1.0min
⑤磷化 35~60℃ 2~6min
⑥水清洗<2道 常温 0.5~1.0min
⑦去离子水洗 常温 0.5~1.0min
⑧铬酸盐处理 40~70℃ 0.5~1.0min
⑨烘干 低于180℃
处理方式可采用全喷淋、全浸泡、喷淋-浸泡结合三种方式。对家用电器行业一般采用全喷淋方式,它效率高,整个前处理只需要十几分钟即可完成,节省场地设备。汽车行业流行采用喷淋-浸泡相结合的方式。
表面调整工序并非必须,表调剂加到脱脂槽内也可达到相同效果。磷化后的去离子水洗必不可少。磷化后的铬酸盐处理,可提高整个涂层系统的耐腐蚀性能(见表2),但由于铬的环境污染问题,因此应慎使用。
表2 铬酸盐处理对漆膜耐蚀性能影响
划痕3mm扩散时间(h) (盐雾ASTMB117-64) |
|||
去离子水洗 |
铬酸盐处理 |
||
轻铁系 |
0.5 |
48 |
96 |
锌系 |
2.0 |
144 |
240 |
锌钙系 |
1.2 |
216 |
288 |
锌系 |
2.0 |
192 |
312 |
锌钙系 |
2.5 |
264 |
360 |
* 数据来源与表1相同
3.3 混合件磷化处理工艺(锈蚀工件)
①脱脂 40~70℃ 3~8min
②水清洗 常温 0.5~1.0min
③酸洗 40~70℃ 3~8min
④水清洗 常温 0.5min
⑤中和 常温 0.5~1.0min
⑥表面调整 常温 0.5min
⑦磷化 35~60℃ 3~10min
⑧水清洗 常温 0.5~1.0min
⑨脱离子水洗 常温 0.5~1.0min
⑩铬酸盐水洗 40~70℃ 0.5~1.0min
⑾烘干 <180℃
除非有足够的理由,酸洗工序一般不采用喷淋处理方式,喷淋会带来设备腐蚀以及工件工序间生锈等一系列问题。其他各工序均可采用全喷淋或喷-浸相结合的施工方式。
对于混合件(无锈工件、有锈、氧化皮工件同时混合处理),采用脱脂除锈“二合一”代替分步脱脂除锈的方法已经应用有几十年的历史,同样可获满意效果。对于酸洗和脱脂除锈“二合一”一般采用非挥发性的无机酸较适