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1、金 属 除 锈 磷 化 预 处 理 技 术吴 鹏 (铁 道 部 戚 墅 堰 机 车 车 辆 工 艺 研 究 所 213011 常 州 )钢 材 预 处 理 是 保 证 钢 材 涂 装 质 量 和 提 高 其 耐 腐 蚀寿 命 的 重 要 手 段 。 预 处 理 的 重 要 性 已 受 到 广 泛 重 视 。 随着 对 预 处 理 要 求 的 提 高 , 国 内 外 对 此 进 行 了 广 泛 研 究 ,已 取 得 了 不 少 成 绩 。1 钢 材 预 处 理机 械 抛 丸 预 处 理 是 较 好 的 方 法 。 1985 年 , 路 内 引进 了 几 条 抛 丸 预 处 理 线 , 在 生 产
2、 中 发 挥 了 较 好 作 用 。 目前 , 铁 道 部 戚 墅 堰 机 车 车 辆 工 艺 研 究 所 和 株 洲 车 辆 厂在 消 化 国 外 技 术 的 基 础 上 , 结 合 国 内 生 产 实 际 情 况 , 已完 成 整 线 的 设 计 和 生 产 技 术 工 作 , 现 已 设 计 制 造 多 条预 处 理 线 , 投 入 使 用 后 效 果 良 好 。 抛 丸 预 处 理 线 技 术 的发 展 主 要 体 现 在 整 线 采 用 PC 机 进 行 电 气 控 制 , 提 高了 控 制 可 靠 性 和 稳 定 性 ; 主 要 零 部 件 已 国 产 化 , 性 能 达到 甚 至
3、 超 过 进 口 件 水 平 , 如 高 效 抛 头 抛 丸 量 达 到 300kg m in、 叶 片 寿 命 600 h; 薄 板 抛 丸 装 置 可 以 处 理 115mm 薄 板 。化 学 预 处 理 工 艺 分 多 步 法 和 一 步 法 , 可 根 据 需 要进 行 选 择 。 一 步 法 工 艺 通 常 可 以 同 时 完 成 除 轻 油 、 除锈 、 磷 化 处 理 , 适 合 薄 板 及 小 批 量 钢 结 构 处 理 。 为 了 提高 除 锈 效 率 , 减 少 过 蚀 、 氢 渗 及 完 成 表 面 磷 化 , 开 发 了一 系 列 表 面 活 性 剂 , 提 高 了 处
4、 理 液 的 浸 润 、 渗 透 效 率 ,对 新 鲜 金 属 表 面 吸 附 力 强 。 一 般 较 好 的 处 理 液 都 包 含一 二 种 特 制 的 助 剂 , 以 获 得 独 特 效 果 。2 磷 化磷 化 能 形 成 一 层 有 利 于 涂 料 结 合 的 底 层 , 可 大 大提 高 涂 装 后 钢 材 防 腐 蚀 能 力 。 磷 化 膜 的 质 量 直 接 影 响涂 装 质 量 和 产 品 最 终 耐 腐 蚀 性 。 因 此 , 对 磷 化 膜 层 结构 、 成 分 与 防 蚀 进 行 了 大 量 研 究 。 工 作 主 要 集 中 在 下 面几 方 面 。2. 1 磷 化 膜
5、 的 细 化磷 化 膜 结 晶 细 密 有 利 于 提 高 耐 腐 蚀 性 。 新 发 展 的铁 系 磷 化 膜 结 晶 就 比 较 细 密 。 常 用 的 锌 系 磷 化 膜 则 通过 在 处 理 液 中 添 加 金 属 离 子 细 化 结 晶 。 也 就 是 说 处 理体 系 正 由 单 一 金 属 盐 向 多 金 属 复 合 盐 方 向 发 展 , 现 在已 有 Zn Ca、 Zn Ca N i、 Zn Fe、 Zn M n 等 新 体 系 , 普遍 特 点 是 成 本 低 、 使 用 方 便 、 磷 化 膜 细 密 、 抗 腐 蚀 性 好 。收 稿 日 期 : 1997208204。获
6、 得 细 密 磷 化 膜 的 另 一 个 有 效 方 法 是 采 用 表 面 调质 处 理 , 通 过 改 善 待 处 理 表 面 状 态 , 增 加 结 晶 中 心 , 使磷 化 膜 结 晶 细 化 致 密 。 表 面 调 质 剂 最 常 用 的 是 钛 盐 体系 。 采 用 表 面 调 质 处 理 后 磷 化 膜 层 更 致 密 , 磷 化 成 膜 性明 显 改 善 。采 用 物 理 方 法 也 同 样 可 以 取 得 细 化 致 密 磷 化 膜 效果 。2. 2 高 P 比 磷 化 膜磷 化 膜 P 比 是 指 P ( P + H ) , 其 中 P 代 表Zn2Fe (PO 4) 2
7、4H 2O 的 量 , H 代 表 Zn3 (PO 4) 2 4H 2O的 量 。 这 方 面 日 本 研 究 较 多 。 高 P 比 磷 化 膜 具 有 更 好的 防 腐 性 。 要 获 得 高 P 比 磷 化 膜 , 通 常 采 用 低 Zn 配 方和 采 用 槽 浸 式 处 理 。 目 前 在 国 外 汽 车 工 业 中 , 日 本 已 有80%、 德 国 已 有 75% 采 用 全 浸 式 处 理 。 另 外 , 采 用 某 些物 理 防 腐 也 可 控 制 得 到 高 P 比 磷 化 膜 。2. 3 有 机 磷 化 剂有 机 磷 化 剂 通 常 由 主 剂 、 助 溶 剂 、 磷 化
8、 成 膜 剂 、 加速 剂 、 活 化 剂 、 稳 定 剂 等 组 成 。 主 剂 主 要 是 卤 代 烃 ; 助 溶剂 可 以 是 醇 类 或 二 甲 基 甲 酰 胺 、 二 甲 亚 砜 等 ; 磷 化 成 膜剂 是 磷 酸 或 其 盐 , 也 可 添 加 少 量 有 机 单 体 如 丙 烯 酸 及其 衍 生 物 ; 加 速 剂 和 通 常 磷 化 处 理 相 当 ; 稳 定 剂 一 般 为表 面 活 性 剂 , 可 提 高 溶 液 稳 定 性 ; 活 化 剂 可 以 是 无 机 物也 可 以 是 有 机 物 , 主 要 是 改 善 处 理 表 面 提 供 晶 核 。 有 机磷 化 剂 使
9、用 工 艺 一 般 为 磷 化 5 35 , 干 燥 5 m in 7 m in。 有 机 磷 化 剂 由 于 彻 底 抛 开 水 体 系 , 充 分 利 用有 机 物 特 性 , 因 而 有 许 多 独 特 之 处 , 除 油 、 磷 化 可 以 一步 进 行 , 可 在 常 温 进 行 处 理 , 磷 化 速 度 快 , 膜 层 致 密 完整 , 磷 化 后 无 需 清 洗 , 干 燥 速 度 快 , 利 用 率 也 高 , 一 般 处理 量 达 35 m 2 kg。2. 4 低 温 快 速 磷 化磷 化 工 艺 较 多 的 是 中 温 处 理 。 为 了 节 约 能 源 , 降 低成 本
10、 , 提 高 生 产 率 , 大 力 发 展 低 温 快 速 磷 化 势 在 必 行 。研 制 更 好 的 促 进 剂 和 采 用 喷 淋 工 艺 都 是 很 好 的 方 法 。目 前 比 较 好 的 方 法 是 物 理 促 进 法 , 如 电 促 进 法 、 超 声 促进 法 。电 促 进 法 很 早 就 有 , 后 来 随 着 化 学 促 进 剂 的 发 展 ,该 法 逐 渐 被 人 遗 忘 。 然 而 该 法 可 以 减 少 磷 化 液 成 分 , 低温 快 速 处 理 。 更 主 要 的 是 可 使 孔 隙 率 低 , 膜 层 附 着 力好 。 另 外 , 通 过 控 制 电 位 还
11、可 改 变 膜 组 成 及 膜 结 构 , 因而 重 新 引 起 人 们 重 视 。 从 工 艺 上 看 , 该 法 也 有 了 较 大 发92新 技 术 新 材 料 铁 道 车 辆 第 36 卷 第 5 期 1998 年 5 月PV C 硬 质 低 发 泡 板 材 在 铁 道 车 辆 上 的 应 用刘 德 宽 (齐 齐 哈 尔 车 辆 厂 职 业 中 学 161002 齐 齐 哈 尔 )近 年 来 , 车 辆 设 计 人 员 曾 针 对 我 国 木 材 资 源 馈 乏的 实 际 情 况 , 以 竹 代 木 , 将 中 密 度 纤 维 板 、 高 密 度 纤 维板 运 用 于 客 、 货 车
12、的 顶 板 、 侧 墙 、 隔 墙 、 侧 端 墙 等 部 位 ;将 花 纹 钢 板 用 于 货 车 的 地 板 以 代 替 木 板 制 品 , 取 得 了较 好 的 效 果 。 但 是 , 诸 如 竹 夹 板 、 中 密 度 纤 维 板 、 高 密 度纤 维 板 这 些 非 金 属 材 料 在 实 际 使 用 时 , 它 的 防 火 阻 燃 、耐 水 、 耐 酸 碱 腐 蚀 、 虫 蛀 等 问 题 没 有 得 到 彻 底 解 决 , 表现 在 客 车 方 面 尤 为 突 出 。具 有 90 年 代 世 界 先 进 水 平 的 PV C 硬 质 低 发 泡 板材 在 客 车 上 应 用 不 但
13、 能 解 决 酸 碱 腐 蚀 、 遇 水 变 形 、 防 火及 虫 蛀 等 问 题 , 而 且 是 提 高 车 辆 使 用 寿 命 的 一 个 最 佳途 径 。1 PV C 硬 质 低 发 泡 板 材 的 性 能 和 特 点PV C 硬 质 低 发 泡 塑 料 板 材 是 以 PV C 粉 为 主 料 ,三 盐 、 二 盐 、 硬 质 碱 铅 、 轻 质 酸 钙 、 硬 质 酸 钡 、 硬 质 酸 锌等 材 料 为 稳 定 剂 , 石 腊 、 DO P、 K400、 A CR、 B IH、 CPE等 材 料 为 增 塑 剂 , 通 过 塑 料 机 械 加 温 、 加 压 而 合 成 的 具有
14、表 面 平 整 光 滑 、 硬 度 较 高 、 色 泽 鲜 艳 、 内 部 发 泡 均 匀的 塑 料 板 材 制 品 。 它 具 有 不 吸 湿 、 不 变 形 、 耐 老 化 、 耐 腐蚀 、 保 温 、 减 震 、 阻 燃 、 质 地 轻 、 强 度 高 、 抗 冲 击 性 能 强 、表 面 无 毒 等 良 好 的 理 化 性 能 。 同 时 , 表 面 可 进 行 各 种 花纹 的 着 色 印 刷 , 也 可 按 用 户 需 要 在 配 料 时 加 入 一 定 的染 料 生 产 出 各 种 颜 色 。 另 外 , 它 还 具 有 良 好 的 工 艺 性能 , 钉 、 钻 、 刨 、 锯
15、、 粘 接 均 可 , 还 可 以 焊 接 , 是 目 前 以 塑代 木 的 最 佳 材 料 。 经 过 市 场 调 查 , 这 种 新 型 的 材 料 用 途广 泛 , 性 能 优 异 , 是 用 于 客 车 内 衬 板 、 地 板 、 顶 板 、 餐 车 、卫 生 间 及 软 硬 卧 车 的 隔 墙 等 许 多 部 位 的 首 选 材 料 。收 稿 日 期 : 1997212223。2 粘 接 试 验我 们 选 定 化 工 部 颁 发 的 H G2 151 65 关 于 化工 产 品 剪 切 试 验 标 准 为 此 次 试 验 的 依 据 。根 据 标 准 规 定 , 我 们 做 了 如
16、下 准 备 工 作 。(1) 各 种 材 料 的 搭 接 粘 接 试 样 均 按 图 制 做 , 每 种不 同 试 验 材 料 做 五 组 。(2) 用 江 阴 市 化 工 塑 料 厂 制 造 的 具 有 耐 热 、 耐 冷 、耐 酸 碱 性 能 的 PV C 硬 塑 专 用 胶 粘 接 , 粘 接 方 法 简 单 。(3) 对 各 种 试 件 的 粘 接 面 用 砂 纸 打 磨 一 遍 , 再 用丙 酮 清 洗 干 净 并 干 燥 。(4) 在 粘 接 面 均 匀 涂 抹 一 层 PV C 胶 水 , 然 后 将 两个 试 件 搭 接 在 一 起 , 做 到 平 整 无 间 隙 , 不 准 转 动 和 碰撞 , 3 m in 后 即 可 固 定 。(5) 在 室 温 下 存 放 24 h 后 即 可 进 行 拉 力 试 验 (本试 验 是 在 存 放 28 h 后 进 行 的 ) , 试 验 机 选 用 L J 500型 拉 力 试 验 机 (齐 齐 哈 尔 车 辆 厂 塑 料 二 厂 设 备 ) , 试 验结
