表面处理的概念汇总

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1、 表面處理概述表面處理概述培訓資料培訓資料 1表表面面处处理理的的概概念念 在在基基体体材材料料表表面面上上人人工工形形成成一一层层与与基基体体的的机机械械、 物物理理和和化化学学性性能能不不同同的的 表表层层的的工工艺艺方方法法。表表面面处处理理的的目目的的是是满满足足产产品品的的耐耐蚀蚀性性、耐耐磨磨性性、装装饰饰或或其其 他他 特特种种功功能能要要求求。何謂粉體塗裝？何謂粉體塗裝？膜厚膜厚 50-120um50-120um以前的年代說烤漆，是以溶劑調和噴漆，經過噴槍噴塗到物件經過烘烤，漆料以前的年代說烤漆，是以溶劑調和噴漆，經過噴槍噴塗到物件經過烘烤，漆料 燒結硬化。但因為漆劑易造成大氣

2、公害，危險度高，也影響從業人員健康，歐燒結硬化。但因為漆劑易造成大氣公害，危險度高，也影響從業人員健康，歐 美國家遂將溶劑樹脂塗料改為粉狀美國家遂將溶劑樹脂塗料改為粉狀(Powder)(Powder)經靜電噴槍讓塗料帶靜電荷附著於經靜電噴槍讓塗料帶靜電荷附著於 物件表面，經物件表面，經 200C200C 烘烤完成。烘烤完成。 粉體塗裝有以下特性：粉體塗裝有以下特性： 1.1. 不含溶劑不含溶劑, ,或分散媒體等液狀成分或分散媒體等液狀成分 2.2. 不用稀釋或調整黏度不用稀釋或調整黏度 3.3. 塗料的液狀化是經由升溫熔融而成塗料的液狀化是經由升溫熔融而成 4.4. 粉體塗料可由合成樹脂製成粉

3、體塗料可由合成樹脂製成 5.5. 兼具有塗料兼具有塗料. .塑膠塑膠. .粉末等特性粉末等特性 陽陽極極氧氧化化膜膜厚厚 5-25um铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液 (如硫酸、铬酸、草酸等)中作 为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。 电电镀镀鍍鍍鋅鋅膜膜厚厚 10-30um 利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可 以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用以以下下分分別別簡簡單單介介紹紹：塗塗裝裝 .陽陽極極氧氧化化.及及鍍鍍鋅鋅的的概概況況及及工工藝藝。表面處理概述表面處理概述培訓資料培訓資料 2涂装前处理涂装前处理涂装前处理涂装前处

4、理包括除油、除锈、磷化三个部分。磷化是中心环节，除油和除锈 是磷化之前的准备工序，因此，在生产实践中，既要把磷化工作作为重点， 又要从磷化质量的要求出发，抓好除油和除锈工作，尤其要注意他们之间的 相互影响。1、除除油油除除锈锈优质的磷化膜只有在彻底去除了油物、锈、氧化皮等异物的工件表面上形成。 因为残留在工件表面的油污、锈蚀、氧化皮等会严重阻碍磷化膜的生长。此 外，还会影响涂层的附着力，干燥性能、装饰性能和耐蚀性能，彻底去除这 些异物是磷化的必要条件。 除油和除锈是磷化之前的两个基本工序，相对而言，油比锈的危害性大，而 且有油的工件直接影响除锈速度，所以，除锈应在除油的基础上进行，但对 于油少

5、锈多的工件也可以将除油与除锈两个基本工序合二为一，在一个槽中 同时完成除油除锈工序，可缩短生产线，降低设备和厂房投资费用，但处理 质量不如分槽好，对要求不高的场合可采用。采用此工序后，除油剂也应选 择酸性药剂和除锈剂配套使用。除锈仍采用盐酸，盐酸除锈速度快，除锈干 净彻底，对氧化皮也有很好的去除功能，且又是常温使用，弊病是盐酸除锈 酸雾较大，有害健康，环境污染严重。随着工业的发展，环境保护和劳动条件的改善已成为人们共同关心的问题。 因此，在选择药剂时应考虑环境保护的需要。所以选择除油剂时要求配制简 单，去污能力强，不含常温下难清洗的氢氧化钠，硅酸盐，OP 乳化剂等 成分，常温下易水洗，不含毒性

6、物质，不产生有害气体，劳动条件好；选择 除锈剂时要求内含促进剂，缓蚀剂和抑制剂，能提高除锈速度，防止工件产 生过腐蚀和氢脆，能较好的抑制酸雾。尤其值得重视的是酸雾抑制，酸洗除 锈过程中产生的酸雾，不仅腐蚀设备和厂房，污染环境，而且可引起人们牙 齿腐蚀，牙结膜发红，流泪，疼痛，咽喉干燥，咳嗽等症状，所以，有效抑 制酸雾，不但是环保的需要，还是本单位自身的需要。 考虑上述要求，经筛选，除油和除锈剂我们采用了 ，常温下使用，处理时 间 10-30min，它能提高除锈速度，防止工件产生过腐蚀和氢脆，能较好的 抑制酸雾。2、水水洗洗表面處理概述表面處理概述培訓資料培訓資料 3除油除锈后的水洗，虽然属于涂

7、装前的辅助工序，但同样需引起足够的重视。 除油除锈后工件表面易附着某些非离子表面活性剂，及CL-等。这些物质 若清洗不彻底，就可能引起磷化膜变薄，产生线状缺陷，甚至磷化不上。因 此，要提高除油除锈后的水洗质量。须经多次漂洗，采用两道水洗，时间 1-2min，并经常更换清水，保证清水 PH 值在 5-7 值之间。3、磷磷化化所谓磷化，是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理，发生化学 反应而在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层的方法，所生成的膜称为 磷化膜。磷化膜的主要目的是增加涂膜附着力，提高涂层耐蚀性。磷化的方 法有多种，按磷化时的温度来分，可分为高温磷化（90-98），中温磷化 （

8、60-75），低温磷化（ 35-55）和常温磷化。 为提供良好的涂装基底，要求磷化膜厚度适宜，结晶致密细小。 中、高温磷化工艺，虽然磷化速度快，磷化膜耐蚀性好，但磷化膜结晶粗大， 挂灰重，液面挥发快，槽液不稳定，沉渣多，而低、常温磷化工艺所形成的 磷化膜结晶细致，厚度适宜，膜间很少夹杂沉渣物，吸漆量少，涂层光泽度 好，可大大改善涂层的附着力、柔韧性、抗冲击性等，更能满足涂层对磷化 膜的要求。值得注意的是，过去一直认为磷化膜厚，涂装后涂层的耐蚀性高， 磷化膜本身在整个涂装体系中并不单独承担多大的耐蚀作用，它主要起到使 漆膜具有强粘附性，而整个涂层系统的耐蚀力则主要取决于漆膜的耐蚀力以 及漆膜与磷

9、化膜的优良配合所形成的强粘附力。 磷化液一般由主盐、促进剂和中和剂所组成。过去使用的磷化液，大多采用 亚硝酸钠（NaNO2）作促进剂，效果十分年、明显，但在NaNO2 在磷化 液中有很大危害：一是影响磷化液的稳定性， NaNO2 在酸性条件下极不稳定，在极短的时间内就分解了。因此，不得不经常添加。NaNO2 的这种特 性，往往引起磷化液的主盐不稳定，磷化液沉淀较多，磷化膜挂灰严重，槽 液控制困难，磷化质量不稳定；二是NaNO2 是世界公认的致癌物质，长期 接触危害人体健康，环境污染严重。解决的方法：一是减少NaNO2 的用 量；二是寻找替代物。4、钝钝化化磷化膜的钝化技术，在北美和欧洲国家被广

10、泛应用，采用钝化技术是基于磷 化膜自身特点决定的，磷化膜较薄，一般在1-4g/m2，最大不超过 10g/m2，其自由孔隙面积大，膜本身的耐蚀力有限。有的甚至在干燥过程中 就迅速生黄锈，磷化后进行一次钝化封闭处理，可以是磷化膜孔隙中暴露的 金属进一步氧化，或生成钝化层，对磷化膜可以起到填充、氧化作用，使磷 化膜稳定于大气之中。表面處理概述表面處理概述培訓資料培訓資料 45、磷磷化化膜膜的的干干燥燥对磷化膜进行干燥处理，可起到两个方面的作用，一方面是为下道工序涂漆 作准备，以除去磷化膜表面的水分，另一方面是进一步提高涂装后膜的耐蚀 性。 建立涂装前处理生产线，先要完成工艺设计，然后才能进行非标设备

11、的设计、 制造和安装。因此工艺设计是建立生产线的基础，正确、合理的路线对生产 操作及产品质量将会产生良好的影响。 工工艺艺设设计计的的内内容容主主要要包包括括：处处理理方方法法，处处理理时时间间，工工艺艺流流程程等等。 1 处理方式 工件处理方式，是指工件以何种方式与槽液接触达到化学预处 理之目的，包括全浸泡式、全喷淋式、喷淋浸泡组合式、刷涂式等。它主要 取决于工件的几何尺寸及形状、场地面积、投资规模、生产量等因素的影响。 例如几何尺寸复杂的工件，不适合于喷淋方式；油箱、油桶类工件在液体中 不易沉入，因而不适合于浸泡方式。 1.1 全浸泡方式 将工件完全浸泡在槽液中，待处理一段时间后取出，完成

12、 除油或除锈磷化等目标的一种常见处理方式，工件的几何形状繁简各异，只 要液体能够到达的地方，都能实现处理目标，这是浸泡方式的独特优点，是 喷淋、刷涂所不能比拟的。其不足之处，是没有机械冲刷的辅助使用，因此 处理速度相对较慢，处理时间较长，特别是象连续悬挂输送工件时，除工件 在槽内运行时间外，还有工件上下坡时间，因而使设备增长，场地面积和投 资增大。仅对磷化而言，目前国外比较趋向于采用全浸泡方式，据称全浸泡 磷化易形成含铁量较高的颗粒状结晶磷化膜，与阴极电泳具有好的配套性。 1.2 全喷淋方式用泵将液体加压，并以0.10.2Mpa 的压力使液体形成雾 状，喷射在工件上达到处理效果。由于喷淋时有机

13、械冲刷和液体更新使用，因此处理速度加快、时间缩短。生产线长度缩短，相应节首了场地、设备、 不足之处是，几何形状较复杂的工件，像内腔、拐角处等液体不易到达，处 理效果不好，因此只适合于处理几何形状简单的工件。喷淋方式也不太适合 于酸洗除锈，它会带来设备腐蚀、工序间生锈等一系列问题，因此在选择喷 淋酸洗时必须十分慎重。据报道，全喷淋磷化易形成结晶枝状粗大、含铁量 较低的磷化膜，国外不提倡作为阴极电泳漆前打底的前处理。全喷淋方式主 要应用于家用电器、零部件类的粉末涂装、静电涂漆、阳极电泳等。 1.3 喷淋-浸泡结合式 喷淋-浸泡结合式，一般是在某道工序时，工件先是 喷淋，然后入槽浸泡，出槽后再喷淋，

14、所有的喷淋、浸泡均是同一槽液。这 种结合方式即保留了喷淋的高效率，提高处理速度，又具有浸泡过程，使工 件所有部位均可得到有效处理。因此喷淋 -浸泡结合式前处理即能在较短时 间内完成处理工序，设备占用场地也相对较少，同时又可获得满意的处理效 果。目前在国内外，对于前处理要求较高的汽车行业，一般都趋向于采取喷 淋-浸泡结合方式。表面處理概述表面處理概述培訓資料培訓資料 51.4 刷涂方式 直接将处理液通过手工刷涂到工件表面，来达到化学处理的 目的，这种方式一般不易获得很好的处理效果，在工厂应用较少。对于某些 大型、形状较简单的工件，可以考虑用这种方式。2 处理温度 从节省能源、改善劳动环境、降低生

15、产成本、化学反应速度、 处理时间和生产速度要求出发，在生产应用中普遍采用的是低温或中温前处 理工艺。 工件除有液态油污外，还有少量固态油脂，在低温下，固态油脂 很难去除，因此脱脂温度不管是浸泡还是喷淋均应选择中温范围。如果只有 液态油脂，选用低温脱脂完全可以达到要求。 对一般锈蚀及氧化皮工件，应选择中温酸洗，方可保证在10min 内彻底除 掉锈蚀物及氧化皮。除非有足够的理由，一般不选择低温或不加温酸洗除锈， 低温酸洗仅限于如：工件锈蚀很少、无氧化皮；除锈时间不受限制；允许采 用盐酸酸洗等情况。 表面调整工序，通常不需加温，一般就是常温处理。 低温或中温磷化，磷化速度都没有明显的差别，都可在较短

16、的时间内快速形 成磷化膜。磷化后的工件，如果要求有较长的工序间存放时间，变应该选择 中温磷化，才会有较好的防锈效果。 整个前处理过程，都可采用常温不加 温洗方式，如果最后一道水洗是热水烫干，其水温应在80以上。 3 处理时间 处理方式、处理温度一旦选定，处理时间应根据工件的油污、 锈蚀程度来定。一般可参考前处理药剂使用说明书的处理时间要求。4 工艺流程 根据工件油污、锈蚀程度以及底漆要求，分为不同的工艺流程。4.1 完全无锈工件预脱脂 -脱脂-水清洗-表调-磷化-水清洗-烘干（电泳 底漆时可不干燥，直接进入电泳槽）。这是标准的四工位流程，应用面广，适合于各类冷轧板及机加工的无锈工件前处理，还可将表调剂加到脱脂槽内， 减少一道表调工序。 4.2 一般油污、锈蚀、氧化皮混合工件 脱脂除锈“二合一”-水清洗-中和- 表调-磷化-水清洗-烘干（或直接电泳）。这套工艺是国内应用最为广泛的 流程，适合各类工件（重油污除外）的前处理；如果采用中温磷化，还可省 掉表调工序，简单