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涂装前处理.ppt

涂装前处理.ppt

上传者: UC 2012-02-17 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《涂装前处理ppt》,可适用于工程科技领域,主题内容包含涂装工培训教材涂装工培训教材中通汽车工业集团有限公司编制:审批:表面处理表面处理钢铁产品经常接触大气由于大气中的氧气和水以及含有的SO、CO、HS等符等。

涂装工培训教材涂装工培训教材中通汽车工业集团有限公司编制:审批:表面处理表面处理钢铁产品经常接触大气由于大气中的氧气和水以及含有的SO、CO、HS等的作用很容易发生腐蚀在涂装之前必须将这些锈迹、油污和污物除去。一钢铁除油一钢铁除油油污的存在会影响酸洗除锈和磷化质量影响涂层的干燥性和降低涂层的附着力。动物油可以皂化可以用皂化、乳化和溶解作用除去。矿物油主要靠润湿、乳化、加溶、分散等作用除去。钢铁除油的基本方法:钢铁除油的基本方法:燃烧法:燃烧但留有碳喷砂:除锈、除油适用于较厚的工件碱液清洗:成本低简便但效率低乳化清洗:除油除无机盐但表面活性剂易起泡溶剂清洗:冷溶剂清洗、蒸汽清洗、两相清洗(除油和水溶性污物)电解清洗:阴极电解清洗、阳极电解清洗二钢铁除锈二钢铁除锈钢铁表面常见的氧化物有氧化亚铁(灰色)、三氧化二铁(赤色)、含水三氧化二铁(橙黄色)和四氧化三铁(蓝黑色)等。钢铁除锈的基本方法钢铁除锈的基本方法化学除锈化学除锈是利用化学反应或电化学反应从工件便面溶解掉一般锈迹、氧化皮及各种腐蚀产物而不影响机体金属的方法。常用无机酸和有机酸作为除锈材料因而通常称为酸洗。化学除锈的基本原理就是酸和金属氧化物的化学反应将金属氧化物溶解生成溶液将其除去。化学除锈常用的酸化学除锈常用的酸硫酸:一般用稀硫酸盐酸:浓度不宜过大易挥发污染环境gL在室温下进行操作硝酸:挥发性强声称有害的气体释放大量的热表面残渣多磷酸:是一种中等强度的无机酸由于磷酸氢盐和正磷酸盐难溶于水用磷酸除锈一般需要加热残余的溶液与金属反应生成磷酸盐保护膜氢氟酸:用于浸蚀铸件和不锈钢等特殊材料铬酐:有很强的钝化能力用于钝化有毒化学除锈注意事项控制酸洗液浓度保持酸液清洁控制温度适当搅拌注意水洗程序除锈过程必须连续进行定期清除酸洗槽中的污垢控制时间:应尽可能短减少金属腐蚀注意安全酸洗场地要通风机械除锈机械除锈机械除锈是利用摩擦、锤击、冲刷、切削等机械作用力使磨粒在工件表面除去锈迹、氧化皮、焊渣、腐蚀产物及旧漆也可以除去毛刺和飞边。常用的方法有手工打磨、机械打磨、喷砂、抛丸等。手工除锈:手工除锈是使用简单工具用人力进行除锈方法简单易行但劳动强度大生产效率低且除锈质量差一般只能除去疏松的或较轻的铁锈不能除去较重的锈层和氧化皮。机械打磨:除锈效率高可以清除不同锈迹、氧化皮、旧漆。喷砂除锈喷丸除锈是利用压缩空气推进喷枪从其喷嘴喷出撞击工件表面的铁锈使其脱落出去。喷丸除锈比手工除锈和机械打磨除锈效率高质量好劳动强度低使工件表面具有一定的粗糙度并有强化表面的作用。抛丸除锈抛丸除锈抛丸方法不仅可以除去工件表面的锈迹、氧化皮而且可使钢工件表面强化消除残余应力提高耐疲劳性能和抗应力腐蚀性能。抛丸除锈机的工作原理:抛丸除锈机的叶轮在高速旋转过程中产生离心力和抛力当铁丸流到进丸管时便被加速带入高速旋转的分丸轮中在离心力的作用下弹丸由分丸轮经定向套窗口飞出并沿叶片不断增加速度直至被抛出。抛出的铁丸以一定的扇形高速射向工件表面冲击铁锈、氧化皮使其脱落除去。抛丸机的抛丸量是影响除锈质量的主要因素。在一定的叶轮直径、转速和结构的条件下影响抛丸量的主要以素有:分丸轮内径、外径、窗口长度和宽度、内径表面的粗糙度定向套直径、窗口角度进丸管直径丸粒材质与粒度等。提高抛丸质量的方法:)适当增大分丸轮内径使丸粒在分丸轮内的运动阻力减小离心力增加运动速度加快可以明显提高抛丸量。)适当增大分丸轮窗口的长度和宽度加大弹丸出口以降低弹丸的运动阻力也可以增加抛丸量。)减小分丸轮内表面的粗糙度以降低弹丸的运动阻力和减少风压的损失可以增加抛丸量。)定向套窗口的角度一般以为最佳。抛丸器的进弹丸管不宜过大或过小一般在mm左右。)抛丸量与抛丸机叶片数量有关个叶片的最大抛丸量比个叶片的最大抛丸量约高。)采用钢丝弹丸比铸铁弹丸的抛丸量可增加应为铸铁弹丸体积比钢丝弹丸大且容易破碎摩擦力大流动性差。)抛丸量与电动机耗用功率成正比增加电动机功率可以增加抛丸量。钢铁磷化钢铁磷化钢铁在含有锌、铁、锰的磷酸盐溶液中由于金属和溶液的界面上发生化学反应生成难溶于水的磷酸盐使钢铁的表面形成一层附着良好的保护膜这种方法称为钢铁磷化。磷化膜具有微孔结构在通常大气条件下比较稳定具有一定的防锈能力用作漆膜的底层可以显著的提高涂层的附着力和耐腐蚀性能。磷化膜还具有良好的润滑性能对熔融金属无附着力并有较高的电绝缘性能。磷化处理对钢铁制品的抗拉强度、伸拉率、弹性、磁性等均无影响仅疲劳强度略有下降。磷化膜形成过程中相应的伴随着铁的溶解因而磷化后钢铁制品的尺寸变化微小。由于磷化具有这些良好的特性在工业生产中被广泛的采用。磷化处理分类磷化处理分类按磷化溶液组成以阳离子为主可分为:锌系(包括磷酸锌系、磷酸锌钙系、磷酸锌锰系)、铁系和锰系三大类。按处理温度可分为:高温磷化()、中温磷化()、低温磷化()。按磷化膜重量分类如表:按处理工艺可分为:浸渍式磷化、喷淋式磷化、涂刷磷化。磷酸锌系磷酸锌钙系磷酸铁系磷化膜适用于做涂装底层其中磷酸锌系磷化膜应用最为广泛。磷酸锰系磷化膜主要用于满足润滑性和耐磨性的要求。磷化膜的组成和成膜机理磷化膜的组成和成膜机理钢铁磷化膜的组成:不同磷化液形成的磨层的组成如下图所示:磷化处理的成膜机理磷化处理的成膜机理磷酸锌系磷酸锌系处理溶液通常含有磷酸、磷酸二氢锌、氧化剂和促进剂等成分其磷化反应如下:FeHPOFe(HPO)H(基体)(磷化液)()HOHO(氧化剂)()Fe(HPO)OFePOHPOHO(氧化剂)()当钢铁与磷化液接触时铁溶解发生()()()反应()()是腐蚀反应铁不断溶解并放出氢气这使铁与磷化液接触的界面处的PH值上升使()()反应发生:Zn(HPO)HO(磷化液)Zn(PO)HOHPO(膜的成分)()FeZn(HPO)HOOZn(PO)HOHPOHO(膜的成分)()反应()释放出的氢吸附在金属表面上阻碍磷化膜结晶的形成为了除去氢常在磷化液中加入氧化剂和促进剂使磷化反应加速加快磷化膜的形成。磷酸锌钙系磷酸锌钙系磷化溶液通常含有游离的HPO和Ca(HPO)、Zn(HPO)及作为氧化剂的硝酸盐、亚硝酸盐。其磷化处理过程的化学反应与磷酸锌系溶液相同还形成CaZn(PO)HO的反应:Zn(HPO)Ca(HPO)HOCaZn(PO)HOHPO磷酸铁系磷酸铁系磷化液一般由磷酸二氢盐和适量的氧化剂组成。当铁与磷化液接触时发生如下基本反应:FeNaHPo(基体)(磷化液)Fe(HPo)NaHPOH()Fe(HPo)NaHPOOHO(氧化剂)FePoHONaHPO(膜成分)()Fe(HPo)NaHPOOHOFe(OH)NaHPO()Fe(OH)FeOHO(膜成分)磷酸锰系磷酸锰系磷化液主要由磷酸锰铁盐、硝酸锌等组成其磷化过程中的反应与磷酸锌系溶液相似生成二代和三代磷酸锰盐和少量铁盐附着在钢铁表面形成一层膜。磷化方法磷化方法实现磷化常用的方法有浸渍法、喷淋法和涂刷法。各种磷化方法的比较如图:影响磷化过程的各种因素影响磷化过程的各种因素磷化溶液的酸度总酸度:越高磷化速度越快。但过高会是膜层过薄过低速度慢膜层厚而粗糙。过高用氧化锌来调节过低用硝酸新来调节。游离酸度:磷化液游离酸度过高磷化反应速度慢成膜时间延长且磷化晶体粗大多孔耐腐蚀性能将降低同时亚铁离子增多溶液中沉淀也将增加。游离酸度过高时可用氧化锌、碳酸钠或氢氧化钠中和也可采用稀释的方法冲淡溶液。游离酸度过低时磷化膜薄甚至不能形成磷化膜这是可加入磷酸二氢盐来调整。游离酸度和总酸度:游离酸度和总酸度都以“点”表示。当用NNaOH标准溶液滴定磷化液时若用酚酞作指示剂达到滴定终点时所消耗的NNaOH的毫升数便是总酸度的点数。若用甲基橙作指示剂则达到滴定终点时所消耗的NNaOH标准溶液的毫升数便是游离酸度的点数。溶液的组成a锌离子:能加速磷化反应使磷化膜层较细致和呈现闪光。磷化液含有锌离子时可以在较宽的温度范围使用这对中温和常温磷化是很重要的。锌离子含量较底时形成的磷化膜疏松发暗。锌离子含量较高时形成的磷化膜晶粒粗大晶体排列紊乱膜脆且灰白多。b二价铁离子:亚铁离子在高温磷化液中不稳定易被氧化成三价铁离子并产生磷酸铁沉淀使磷化液浑浊游离酸度升高此时磷化溶液如不加校正便不能使用。而在中温磷化和常温磷化液中含有一定量的亚铁离子则能提高磷化膜的厚度机械强度和防腐蚀能力。磷化液允许的工作范围也较宽。但亚铁离子易被氧化成三价铁离子而沉淀出来形成磷酸铁后溶液呈乳白色时磷化膜质量低劣。磷化液中含有的亚铁离子过高时会是常温磷化膜不仅防腐蚀能力降低而且膜的耐热性能也变差会使中温磷化膜晶粒粗大表面浮白灰防腐蚀能力降低。c锰离子:磷化液中含有锰离子可以提高磷化膜的硬度、附着力和耐腐蚀性能使磷化膜结晶均匀、颜色加深。d五氧化二磷:特的作用是加快磷化反应速度使磷化膜层致密和晶粒呈现闪光。它是由磷酸二氢盐产生的其含量较低时膜的致密性和耐腐蚀性都较差甚至不形成磷化膜含量过高时磷化膜附着力差结晶排列混乱膜层表面白灰多。e硝酸根:磷化溶液中含硝酸根可以加快磷化在较低的温度下可进行磷化处理且可提高磷化结晶的致密度。硝酸根在一定条件下与铁反应生成一氧化氮可以使亚铁离子稳定从而提高磷化膜的质量。硝酸根含量过高使高温磷化膜变薄中温磷化液中积聚过多的亚铁离子使磷化膜恶化常温磷化膜易于出现黄色锈迹。f亚硝酸根:可以使常温磷化反应速度加快提高磷化膜的致密性和抗腐蚀性能。含量过高时使磷化膜表面出现白点。g氟离子:起活化剂的作用加速磷化晶核的形成使结晶致密耐腐蚀性提高对常温磷化尤为重要。氟化物过多时使常温磷化液的寿命变短中温磷化膜表面出现灰白。h杂质的影响:磷化液中含有硫酸根、氟离子、铜离子对磷化过程和磷化膜均有一定的不良影响。温度的影响提高磷化处理的温度可以加快磷化反应速度且能提高磷化膜的附着力、硬度、耐腐蚀和耐热性但在高温时亚铁离子易被氧化成三价铁离子而沉淀影响溶液的稳定性。工件材质和表面状态的影响高碳钢、中碳钢极低合金钢较易磷化且形成的磷化膜较厚颜色较深单结晶有变粗的倾向。低碳钢磷化结晶比较致密膜颜色较浅在磷化前进行适当的酸侵蚀可以提高磷化膜的质量。冷加工的工件表面有冷作硬化层会影响磷化膜的均匀性和耐腐蚀性磷化前应用强酸侵蚀、活化。酸洗的影响a酸洗时常用缓蚀剂以防工件表面过腐蚀。酸洗常用缓蚀剂若丁因易吸附在工件表面对磷化反应有抑制作用不易与磷化膜的形成因而酸洗时不宜用若丁做缓蚀剂。b酸洗液中若含砷酸洗速度将降低工件表面将黑白不均匀白色部分较难磷化。用塔室法和铅室法生产的硫酸常含有砷当使用前加入硫代硫酸钠将砷沉淀除去。c用磷酸锌系磷化液磷化时工件最好用机械法除锈若采用酸洗除锈时磷化前应进行表调以获得好的磷化效果。但磷酸锌钙系溶液则最好不要用机械法除锈而采用磷酸酸洗除锈磷化前不必做表面调整。表面调整的作用利用表面调整对金属表面进行调整可以消除碱液除油或酸液除锈时造成的表面状态不均匀性使金属表面形成大量的极细的结晶中心从而加快磷化反应速度有利于磷化膜的形成。表面调整对与磷酸锌系进行磷化处理时显得尤为重要。表面调整剂有多种如草酸溶液低浓度的磷酸肽溶液稀硫酸铜或硫酸镍溶液目前使用较多的是能形成难容的磷酸肽胶体溶液。磷化膜的钝化处理磷化膜的钝化处理为了增强磷化膜的耐腐蚀性和对涂层的附着力磷化后可以进行钝化处理。钝化溶液可用含铬酸的水溶液钝化后用水漂洗除去多余的铬酸。如用六价铬和三价铬组成的混合溶液作为钝化液其浓度为(~)钝化后则可不经过水漂洗可以减少污染其钝化膜为无色或淡灰色耐腐蚀性优于单纯的铬酸钝化膜。磷化膜经以上的温度烘干可以提高耐腐蚀性能。锌系、铁系磷化膜在电泳涂装过程中一般都会微溶于漆液中工件磷化后直接进行电泳涂装磷化膜的耐腐蚀性将降低。因此磷酸锌系磷化膜若不进行钝化就应经过烘干再进行电泳涂装而磷酸铁系磷化膜最好经过钝化再经过烘干再进行电泳涂装。除油、除锈、磷化、钝化、综合处理除油、除锈、磷化、钝化、综合处理选取适当的溶液组分可使工件涂装前的除油、除锈、磷化、钝化四个工序或其中三个、两个工序在同一处理槽内完成通常把这种综合处理工艺相应的称为四合一、三合一、和二合一。采用这种综合处理工艺可以简化工序减少作业面积节约设备费用缩短工时提高劳动生产率降低成本便于实行机械化、自动化生产。但实际生产中因油污含量有多有少锈蚀有轻有重溶液中各种成分消耗的速度不同需注意调整控制以保持应有的作用。

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