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1、1,汉高表面技术,汽 车，家 电 磷 化 工 艺 前 处 理 技 术 和 应 用,上海汉高表面技术有限公司,2,1876 Foundation of Henkel KGaA 1914 / 1915 Foundation of Parker Chemical and Amchem Products 1929 Establishment of P3-department / industrial cleaners 1952 First product range for water treatment 1955 Acquisition of Collardin GmbH with conversi
2、on coatings 1975 Cutting liquids for metal machining 1980 Acquisition of Amchem Products Inc., USA 1981 - 1986Acquire licensees of Amchem in Scandinavia, Belgium, Austria, Switzerland, Latin America, Austrlia 1987 Acquisition of Parker Chemicals Co., USA 1988 Henkel Tecnimetal Cologne becomes the co
3、mpetence center in Europe for conversion coatings 1988 Merger of Parker and Amchem 1990 Formation of Henkel Metal Chemicals 1991 Acquisition of H鋜tol, Magdeburg (cutting and forming oils) Acquisition of Parker + Amchem licencees in UK and Italy 1995 Acquisition of Teroson, Heidelberg 1996 Integratio
4、n of Henkel Teroson Automotive 1997 Acquisition of Novamax, USA 1997 Formation of Henkel Surface Technologies,汉高表面技术的发展历程,3,汉高表面技术,汉高表面技术： Parker Amchem Novamax Teroson Diversified Technologies Inc.(DTI) Thiem 处于世界领导地位的汉高表面技术： 金属/塑料的前处理工艺 粘合剂和密封胶 润滑油 自泳漆 特殊化学品 化学品管理程序,4,质 量 先 导,九五年年底通过ISO9002 二000年通
5、过QS9000,5,前处理线汽车工业,集 液 沟,供 水,油 水 分 离 器,压 滤 机,排水 沟,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,5,过滤器或 淤泥清理机,6,前处理典型工艺,工位 时间 温度 压力 1。喷淋预脱脂 13分钟 5065 1.5-3 bar 2。脱脂 13分钟 5065 1.5-3 bar 3。脱脂 13分钟 5065 1.5-3 bar 4。喷淋水洗 0.51分钟 常温 1.5-2.5 bar 5。浸渍水洗 1分钟 常温 1-2 bar 6。表调 1分钟 常温 1-2 bar 7。磷化 3分钟 4055 (0.8-1.2 bar) 8。喷淋水洗 0.5分钟 常
6、温 1-2 bar 9。浸渍水洗 1分钟 常温 1-2 bar 10。纯水洗(钝化) 1分钟 常温 1-2 bar 11。新鲜纯水喷淋 0.5分钟 常温 0.5-1.5 bar,7,污 物 的 种 类 及 来 源,金属加工 电镀和酸洗(金属盐，铁粉末) 轧制和预润滑油(脂肪酸，蜡) 金属氧化物 表面碳粉(退火处理) CRS的碳化物 冲压和装配 环境和运输 平板清洗 冷凝和金属氧化 冲压润滑油/ 拉伸液 运输油和热处理 操作 防锈油 焊接，焊接剂，铜焊 研磨，擦洗，金属污物 粘合剂和密封胶 金属记号笔印,8,脱脂剂的组成,无机盐和碱 分散作用，对已脱去的油污部分乳化 碱 高的pH值 皂化作用 硅
7、酸盐 改善负荷能力，在表面能形成 硅酸盐膜，有缓蚀作用 磷酸盐 除去色料，形成磷酸盐膜 硼酸盐 铝材的清洗 碳酸盐 稳定pH值，弱碱性产品中的主要 碱性成分 有机成分,9,脱脂剂的组成,无机盐和碱 有机成分 消泡剂 缓蚀剂 络合剂 表面活性剂 阴离子表面活性剂 CH3(CH2)n-CH2-SO3- Na+ 非离子表面活性剂 CH3(CH2)n-CH2-(OCH2CH2)10-OH 阳离子表面活性剂 CH3 + CH3-(CH2)10-CH2-N-CH3 CL- CH3,10,表面活性剂的“卷裹 ”机理,卷裹,11,影响清洗效果的因素,化学品,机械作用,处理温度,处理时间,处理方法 (浸渍，喷淋
8、),处理时间 槽液污染程度,清洗剂的种类 浓度,处理稳定 基材和污染物,12,泡沫问题,引起泡沫的因素： 温度 阴离子乳化剂的带入 喷淋压力 非离子乳化剂的带入 非离子型消泡剂的分解 (例如：油水分离器，离心分离器),13,表调剂对磷化的影响,无表调的磷化膜,经过表调的磷化膜,放大倍率：400 X,14,磷化膜的晶貌,15,不同汽车板材的磷化晶貌,800 X,EG,HDG,CRS,16,磷 化 反 应 机 理 (一),微阴极,钢板,FeFe2+2e,微阳极,2H+2e H2,扩散层,磷化液,Fe2+,Zn(H2PO4)2,17,锌磷化的反应机理 (二),阴极区域：Fe Fe2+ +2e 阳极区
9、域：2H + 2e H2 or O + H2O + 2e 2(OH) 成膜反应：H3PO4 + Zn(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 +Fe Zn3(PO4)2 + Zn2Fe(PO4)2 + ZnHPO4 + FePO4 磷化膜： Zn3(PO4)2; Zn2Fe(PO4)2 (4份水) 磷化渣： ZnHPO4; FePO4 Zn2+ + 2ZnPO4- Zn3(PO4)2 (Hopeite) Fe2+ + 2ZnPO4- Zn2Fe(PO4)2 (Phosphophylite) 喷淋：反应1反应2；浸渍：反应2反应1,18,铁磷化反应机理 (三),铁磷化反应平衡： 6Fe + 8
10、NaH2PO4 +3/2O2 + 3H2O 4FePO4 + 2Fe(OH)3 + 6H2 + 4Na2HPO4 铁磷化膜的主要成分： Fe3(PO4)2*8H2O Fe3O4 其它化合物,19,磷化液的成分,阳离子: Zinc (Zn2+) Nickel (Ni2+) Manganese (Mn2+) Calcium (Ca2+) Magnesium (Mg2+) Copper (Cu2+) Iron (Fe2+) Cobalt (Co2+),20,磷化液的组成,阴离子: Phosphat (PO43-) Nitrate (NO3-) Sulfate (SO42+) Chloride (Cl
11、-) Citrate Tartrate Fluoride (F-) Complex Fluoride (SiF62-),21,磷化液的组成,促进剂: Nitrate (NO3-) Nitrite (NO2-) Chlorate (ClO3-) Hydrogen peroxide (H2O2) Nitro benzene sulfonate Hydroxylammoniumsulfate (NH3OH)2SO4 Hydroxylamine (NH2OH),22,促进剂的作用机理,氢气的去极化 防止在工件表面形成阻碍磷化膜生成的氢气泡， 使磷化膜均匀，致密。 Fe2+的氧化 Fe2+被氧化成Fe3
12、+，然后形成磷化渣被除去。,23,磷化工艺对膜重的影响,Total acid 总酸 Free acid 游离酸 Acid ratio 酸比 Accelerator 促进剂 Phosphate/Nitrate ratio 磷酸根/硝酸根的比 Temperature 温度 Treatment time 处理时间 Activation 表调作用,影响因素：,24,磷化液中的有害离子,Aluminium 铝 Lead 铅 Chrome (Cr3+/Cr6+) 铬 Tin 锡 Molybdenum 钼 Arsenic 砷,25,油漆对磷化膜的要求,均匀，细小的磷化膜 封闭，致密的磷化层 无挂灰和二次磷化
13、层 柔软性 耐腐蚀性,26,磷化槽液的分析,分析项目：,Free acid 游离酸 Total acid 总酸 Accelerator (e.g. Nitrite) 促进剂 Zinc 锌离子 Manganese 锰离子 Nickel 镍离子 Iron 铁离子 Fluoride (Aluminium) 氟离子 (铝离子),27,磷 化 膜 性 能,项 目 基 准 值 试 验 方 法 1。外观： 平整，均匀，致密 目视 2。膜重： 2.5-3.5g/m2 GB 6807-86 3。结晶形状： 颗粒状 电镜 1000倍 4。P比： 85% X射线衍射法 5。结晶粒度： 4mm DIN ISO 152
14、0 8。石击试验： 12 P-VW 3.17.1 9。划格试验： Gt. 0 DIN 53151 10。盐雾试验：(240hr) 无锈，不起泡 DIN 50021 ss 11。30循环： 2mm DIN 53167 12。湿热试验： 无锈，不起泡 DIN 50017 sk 13。化学品理论消耗量： Ridoline 5-10g/m2 Fixodine 0.05-0.1g/m2 Granodine 12-15g/m2,28,不同磷化处理的腐蚀试验,磷化工艺 膜重(g/m2) 油漆扩蚀* 薄膜铁磷化 0.2-0.4 10-20 厚膜铁磷化 0.4-1.0 3-7 厚膜铁磷化+ 钝化 0.4-1.0
15、 1-4 锌磷化+钝化 2-5 1 *504小时盐雾(DIN 50021)后的结果。 在磷化+粉末涂料的基板上划叉。,29,不同的铁系磷化,膜重为 0,3 g/m2 的“簿”铁磷化膜 放大倍率： 32.000 x,膜重为 0,8 g/m2 的“厚”铁磷化膜 放大倍率： 16.700 x,30,钝化的机理,由钝化封闭磷化膜孔隙,基材,基材,磷化膜,孔隙的底部被钝化 磷化膜表面铬化反应,31,最后水洗的类型,32,无 铬 钝 化 剂,Parcolene 90 原理：在磷化膜表面形成一层100埃的聚合物覆盖膜。 这层覆盖膜能与磷化膜螯合，并与油漆 交叉连接。 作用：1。封闭磷化膜孔隙，提高耐腐蚀性能。 2。为后续油漆提供一个微酸性的表面， 加强油漆与底材的结合力。,33,钝化剂与油漆的结合
