《卷材的新型无铬预处理-青岛海创凯特化学品有限公司》由会员分享，可在线阅读，更多相关《卷材的新型无铬预处理-青岛海创凯特化学品有限公司（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、青岛海创凯特化学品有限公司资料,金属涂装前处理基本知识,2008年12月,金属前处理的作用-1,保护作用 金属构件在工厂存放、运输或工件加工过程中，会在工件表面形成油污、锈层（或氧化皮）、尘埃等异物。如果将涂料直接涂装在附着有这些异物工件上，不仅影响涂膜的附着力、外观、耐潮湿性、耐腐蚀性，而且锈蚀会在涂膜下蔓延，导致涂膜脱皮、起泡等缺陷，甚至涂膜成片脱落。,金属前处理的作用-2,为涂膜创造良好的基底 1、提供清洁表面 2、能显著提高涂膜附着力 3、能成倍提高涂膜耐蚀力,金属前处理的作用-3,提高涂膜平整度和装饰性 工件经过表面处理后，清除了表面上高出基准面的坡锋、毛刺、浇冒口等，使工件具有一定
2、的平整度，为漆膜平整、光滑、高光泽等装饰性的提高奠定了良好的基础。,金属前处理-脱脂,皂化脱脂机理甘油酸、脂肪酸 + NaOH或其他碱性物质甘油 + 肥皂,金属前处理-脱脂,表面活性剂分子结构：脱脂剂中的主要成分为表面活性剂，其两端分别是易溶于水的亲水基（羟基、羧基、氨基、磺酸基、醚基等极性基团）和易溶于油的亲油基（以长的碳氢链为主）两种基团。,金属前处理-脱脂,胶束增溶脱脂剂中的表面活性剂分子便能稳定地分散于水中，且以有利形状聚集在一起，成为“胶束”。胶束有球状、层状、棒状三种形状，通常有50-100个分子构成，全为亲油基向里，亲水基向外，犹如溶液中存在许多“袋子”，能把不溶的油污装入袋子，
3、形成增溶。,金属前处理-脱脂,润湿、渗透迫使油污被卷离1、润湿：指液体对固体表面的铺展性能。2、渗透：指液体对固体表面孔隙的钻入能力。3、卷离,金属前处理-脱脂,乳化水和油本是不相溶解的，但在水中加入适量表面活性剂后，分层的水油两相物质就会相溶，分不出水和油，这种使油或水稳定的分散在水或油中的作用，称为乳化。若油为分散相，水为连续相，其乳化液称为水包油型乳化液，为白色乳状液体；若水为分散相，油为连续相，其乳化液称为油包水型乳化液，为透明或半透明状液体。,金属前处理-脱脂,分散不溶于水或油的固态微粒，也会在加入适量表面活性剂后的水或油中稳定的悬浮和分散，此种作用称为分散。其作用原理与乳化作用相同
4、：表面活性剂的亲水基和亲油基在水油界面产生定向排列、吸附，降低了两相间的界面张力，减弱了油滴或固态微粒自行聚集的倾向。,金属前处理-脱脂,脱脂清洁度的测定水浸润法：样板浸入冷水中然后慢慢提出水面，保持垂直状态，若表面完全被水润湿、形成完整均匀的水膜，则认为脱脂良好。此方法不适合溶剂脱脂的场合。 擦试法：用干净滤纸或脱脂纱布在待测样板表面擦试，若滤纸或纱布上无油迹或污物，则表面脱脂良好。 硫酸铜法：对钢铁件可将被测试工件表面浸入硫酸铜水溶液（1L水溶液含50克硫酸铜及20克硫酸）中1min，取出水洗观察析出铜皮膜的均匀性、光泽及起泡状况，并用指尖擦刮皮膜，检查其剥离情况。,金属前处理-磷化,磷化
5、膜形成的机理磷化膜的形成是复杂的化学反应过程，涉及电离、水解、氧化还原、沉淀、络合等多种反应，至今无统一的反应式可以说清楚。磷化膜的成分是FePO42H2O和Zn3(PO4)2的混合物，磷酸铁盐在金属表面的析出先于磷酸锌盐，磷酸铁盐是磷酸锌盐沉淀的基础。,金属前处理-磷化,磷化膜的分类1、磷化液及磷化膜成分：锌系、铁系、锌钙系、锌锰系、锰系等。2、晶形：结晶形、无结晶形两类。3、膜重和用途：薄膜、厚膜两个基本类型。,金属前处理-磷化,磷化膜的分类1、磷化液及磷化膜成分：锌系、铁系、锌钙系、锌锰系、锰系等。2、晶形：结晶形、无结晶形两类。3、膜重和用途：薄膜、厚膜两个基本类型。薄膜：15m(17
6、g/m2)厚膜：可达20m(3040g/m2),金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-游离酸度1游离酸度是指磷化槽液中游离H+的浓度，由磷酸和其他酸电离所产生，游离酸度促使工件的溶解，形成较多的晶核，使磷化膜结晶细致。控制游离酸度的目的在于控制磷化槽液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度预先控制在一个必须的范围内。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-游离酸度2游离酸度过高：工件表面腐蚀反应过快，阴极不断析出H2，过多气泡在磷化槽液中起到搅拌作用，进而破坏金属工件与磷化槽液界面的Fe2+、HPO42-、PO43-、Zn2+等浓度，使锌盐浓度达到不饱和状态，造成成膜困难，磷化时间延长，膜不连续且粗
7、糙、多孔、疏松，工件表面泛黄，抗蚀性能降低，膜表面浮粉增多，产生沉渣。游离酸度过低：工件腐蚀反应缓慢，磷化膜难以形成，磷化槽液不稳定，易产生磷酸锌沉淀，引起工件表面挂灰，甚至堵塞喷淋磷化的喷嘴，还会导致工件边角部位产生发花现象，膜变薄，甚至没有磷化膜。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-游离酸度3随着磷化温度的降低，游离酸度应相应低一些，所以新型磷化槽液的游离酸度的下限一般控制在0.3左右，有的甚至没有游离酸度。必须指出，无论磷化槽液维护的多么好，磷化槽液在正常使用过程中，在总酸度不变的前提下，游离酸度都有少幅度升高。所以，在磷化过程中需要注意用碱进行中和调整。,金属前处理-磷化,磷化膜的质
8、量控制-总酸度1总酸度也称全酸度，是指反映磷化槽液浓度的一项指标，是指磷化槽液中配合酸（HPO42-）和游离酸浓度的总和，也就是磷化槽液中第一级和第二级电离出来的氢离子和槽液中其他盐类水解后电离出来的氢离子以及各种金属离子的总和。控制总酸度的目的在于保持磷化槽液中成膜离子的浓度在规定的工艺范围内。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-总酸度2总酸度过高：磷化膜结晶粗糙，表面易产生浮粉，磷化沉渣增加，不易生成磷化膜。总酸度过低：磷化速度缓慢，磷化膜生成困难，磷化膜结晶粗糙疏松，磷化膜变薄，耐腐蚀性也差。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-总酸度3随着磷化温度的降低，总酸度的值要适当提高。新型磷
9、化槽液中，总酸度的范围较大。例如，低温磷化槽液的总酸度一般控制在13-32点之内，常温磷化的总酸度一般控制在22-60点范围之内，有的还更高。新型磷化槽液在使用过程中，总酸度只有降低这一种趋势。因此，随着磷化工件数量（表面积）的增加，需要不断补充磷化粉或浓缩液来提高总酸度。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-酸比1所谓酸比是指磷化槽液总酸度与游离酸度的比值。它是保持磷化槽液相对平衡的一个数值，其含义是磷化槽液（如锌系磷化）中的Fe2+、H2PO4-、Zn2+离子含量的总和与H+含量的比值（含有部分游离酸）。当磷化槽液的总酸度不变时，酸比主要与磷化槽液中的H+浓度有关，成反比关系，计算公式为：
10、酸比=总酸度（点）/游离酸度（点）。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-酸比2酸比比值越高，磷化膜越细、越薄，但酸比过高，不易成膜，磷化沉渣也多；酸比比值过小，磷化膜结晶粗大、疏松。酸比较小的磷化槽液，游离酸度高，磷化速度慢，磷化温度也高；酸比大的磷化槽液，磷化速度快，磷化温度也低。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-酸比3新型磷化槽液的温度较低，所以酸比一般较大。由于生产实践中的磷化槽液的技术配方是确定的，因此酸比也相应确定，所以往往只测总酸度和游离酸度的值即可，不必计算酸比。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化温度1总的来说，磷化温度高，有利于磷化膜的形成。因磷酸二氢盐的离解度大
11、，成膜离子浓度相应高一些，磷化速度就快，磷化膜就越厚。反之，磷化温度低，磷化速度就越慢，磷化的时间就越长。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化温度2磷化温度超过工艺规定的上限，易产生大量沉渣，使磷化槽液失去平衡，造成磷化药剂的无理消耗，容易使工件挂灰，磷化速度过快，磷化膜的结晶粗大，磷化膜质量变差。磷化温度如果低于工艺规定的下限，则成膜离子浓度达不到溶度积，磷化速度就慢，甚至在规定的时间内不能成膜，进而工件在空气中易被氧化生锈。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化温度3需要指出的是，对于一种新型磷化液来说，磷化温度是确定的。如果磷化温度超过工艺规定的上限后，再降到原定的磷化温度，磷
12、化槽液的平衡并不能恢复，必须进行必要的调整才行。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化时间1磷化时间也是磷化的一个重要指标，不同的磷化药剂在不同的温度下有不同的磷化时间。在特定的温度下，磷化时间相对来说，磷化时间越长，磷化膜就越厚，但不成正比关系。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化时间2一般的说，磷化开始时的成膜速度较快，时间效应较明显，然后逐渐变慢。当磷化到一定程度时，磷化膜不再增厚，溶液达到新的平衡。 如果磷化时间过长，由于受到游离酸的侵蚀，磷化膜会变的粗糙，孔隙率反而大。如果磷化时间过短，磷化膜不连续、完整，不能满足涂装的要求。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化时间3
13、磷化时间与磷化槽液的浓度、温度、磷化方式、工件表面状态和性质及促进剂种类、含量等因素相关。,金属前处理-磷化,磷化膜的质量控制-磷化槽液的pH值控制磷化槽液的pH值，要比检测游离酸度方便易行，掌握磷化槽液pH值的变化规律，对于指导磷化有着实际作用。一般的说，对于低温锌系新型磷化槽液的pH值可控制在2-3之间，并以2.5时为最佳。如果pH3，则磷化沉渣会增多；对于铁系磷化槽液的pH值控制在3.0-5.5之间较好。,金属前处理-磷化,磷化工艺流程预脱脂脱脂自来水洗（ 除锈）自来水洗表面调整磷化自来水洗纯水洗烘干,金属前处理-磷化,磷化膜检验-外观检验工件表面磷化层应结晶致密、连续、均匀。 磷化后的
14、允许缺陷： 轻微的水迹、擦白及挂灰现象 由于局部热处理、焊接及表面加工状态不同造成的颜色和结晶不均匀 焊缝的气孔和夹渣处无磷化膜 磷化后不允许缺陷： 有锈蚀或绿斑 局部无磷化膜（焊缝的气孔和夹渣处除外） 表面严重挂灰,金属前处理-磷化,磷化膜检验-耐蚀性检验国外都是与涂层结合在一起进行检验，不单独考核磷化膜本身耐蚀性，国内采用点滴法和盐水浸渍法直接考核磷化膜耐蚀性。 点滴法：15-25度下，先用脱脂棉纱蘸酒精擦试待检试板，挥发后在膜表面滴一滴检验溶液，确认液滴从天蓝色变为浅黄色或淡红色的时间，一般以1分钟内为合格。 浸渍法：室温下样板浸入质量比3%的NaCl水溶液保持2h，取出样板洗净吹干，基
15、体金属不应锈蚀，棱角、尖角、焊缝除外；或将样板浸入质量比3%的NaCl水溶液15min取出洗净，室温晾干30min，不出现黄锈即合格。,金属前处理-磷化,磷化膜检验-厚度检验磷化膜厚度与所用磷化液处理方式、磷化膜重量及成膜时结晶状况有关。膜太厚或太重会影响涂层结合性能。千分尺：先测出底材厚度，再测出磷化后总厚度，二者之差即为磷化膜厚度。磁性测厚仪：此方法准确且测试速度快。,金属前处理-磷化,磷化膜检验-结合性检验按国标规定的涂层制备方法，将所选用的磷化膜试板涂上涂层。再按国标规定的方法分别进行涂膜耐盐雾性、柔韧性、附着力、耐冲击等方面的测定。根据测定结果来综合判定磷化膜的质量状况。,金属前处理的发展方向,低温低能耗：70年代以前60-70度的中高温前处理70年代中期因能源危机使用35-55度的中低温前处理现在20-30度的低、常温前处理技术开始得到应用 低污染低毒性：无磷、无铬、无亚硝酸盐 低浓度低成本 适应新型涂装方式：阴极电泳和静电喷塑等新型涂装方式要求磷化膜具有薄、均匀、致密的特征 无需经常清理或不需清理：喷嘴、管路,THANK YOU,期待与您的进一步合作,
