涂裝設(shè)備前處理之涂裝前處理工藝設(shè)計

　　1 涂裝前處理工藝 根據(jù)工件材質(zhì)不同如銅、鐵、鋁及鋁合金或塑料等，其前處理工藝條件是有區(qū)別的。

　　A 鋼鐵件前處理工藝 鋼鐵表面的預(yù)處理一般包括除油、除銹、磷化等工藝過程，具體為：脫脂 → 二道水洗 → 表調(diào)處理 → 磷 化 → 二道水洗 → 去離子水洗。

　　1) 脫脂 將工件表面油污除去。除油的方法有堿性溶液除油、乳化劑除油、溶劑除油及超聲波除油等。堿性溶液是一種常用的除油劑，它是利用強堿對植物油的皂化反應(yīng)，形 成溶于水的皂化物達到除油脂的目的。純粹的強堿液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉礦物油脂。因此人們通過在強堿液中加入表面活性劑，噴漆設(shè)備利用活性劑的乳化作用 達到去除礦物油的目的。堿性溶液除油劑一般采用 NaOH 、 Na2 CO3 、 Na3 PO4 、焦磷酸及 Na 2 SiO3等，如采用浸漬法，溶液濃度控制在 3 % ～ 6 %;采用噴淋法時，溶液濃度可控制在 0 . 5 % ～ 3 %。堿性溶液的除油能力隨 pH 的升高而增強。

　　溫度將影響除油速度，一般來講溫度高能加快除油速度，但溫度太高會使表面活性劑分解，影響除油效果。

　　堿性溶液除油一般在鋼鐵槽中進行，溫度為 50 ～ 80 ℃ 之間，除油次數(shù)取決于產(chǎn)量和油污程度，一般為 1 ～ 2 次，對于大批量的零件可采用壓力噴射的施 工工藝。

　　乳化劑除油：利用乳化劑的潤濕、乳化、增溶和分散等能力，除去工件表面的油污，如 OP 乳化劑等。溶劑除油：利用有機溶劑對油脂的溶解能力，除去工件表面的油污，常用的有機溶劑有汽油、煤油、松香水等。

　　2)水洗 水洗為主要輔助工序，在脫脂、磷化后都采用，以清除殘存在工件上的各種溶液的殘渣，水洗徹底與否直接影響工件涂層的質(zhì)量和防腐能力。為節(jié)約能量，此二道水洗可采用逆流漂洗技術(shù)。在磷化后的最后一道水洗應(yīng)采用去離子水洗以確保磷化質(zhì)量。

　　3)表面調(diào)整 磷化前的表面調(diào)整處理可消除由于堿性脫脂而造成的表面狀態(tài)不均勻性，經(jīng)磷酸鈦鹽溶液 ( 膠體鈦 ) 預(yù)處理的零件表面 ( 界面 ) 能產(chǎn)生電位，活化表面，從而產(chǎn)生大量的自由能，增加了磷化晶核數(shù)目，使晶粒變得更加微細(xì)，加速成膜反應(yīng)。

　　噴涂設(shè)備表面調(diào)整劑主要有兩類：一種是酸性表調(diào)劑，如草酸，另一種是膠體鈦。兩者應(yīng)用都非常普及，兩者兼?zhèn)溆谐p銹的作用，在磷化前處理中是否選用表調(diào)工序和選用哪一種表調(diào)劑視由工藝和磷化膜的要求決定的。

　　一般原則是涂漆前打底磷化、快速低溫磷化需要表調(diào)。如果工件在進入磷化槽時，已經(jīng)二次生銹，采用酸性表調(diào)，但酸性表調(diào)只適合于 > / 50 ℃ 的中溫磷化。一般中溫鋅鈣系不表調(diào)也行，鐵系不需要表 調(diào)。

　　4)磷化 將工件浸入磷化液中，在一定溫度下進行化學(xué)反應(yīng)，使其表面生成一層難溶的磷酸鹽保護膜，磷化膜可顯著提高涂料對金屬的附著力，提高耐腐性。

　　磷化處理基本方法有浸入法和噴淋法兩種，磷化質(zhì)量雖然在很大程度上取決于除油、除銹的質(zhì)量，但噴淋法對于提高磷化質(zhì)量也是一種有效的工藝手段，并且能縮短工藝時間，但存在如下缺點：

　?、?由于飛濺容易腐蝕設(shè)備;

　?、诠ば蜷g容易生銹;

　?、劢Y(jié)晶粗大。

　　浸入法的優(yōu)點有：

　?、僦灰后w能達到的地方都能實現(xiàn)處理目標(biāo);

　?、谝仔纬珊F量較高的顆粒狀結(jié)晶磷化膜，與陰極電泳具有良好的配套性。

　　浸入法的缺點有：

　?、贈]有沖刷輔助作用;

　?、谔幚硭俣嚷?。

　　目前在國外汽車行業(yè)一般采用噴浸相結(jié)合的工藝。磷化一般按成分、溫度或厚度進行分類：

　?、侔慈芤撼煞址诸悾轰\系、鋅鈣系、鋅鐵系、鋅錳系、鐵系等;

　?、诎刺幚砣芤旱臏囟确诸悾焊邷亓谆?(80 ～ 90 ℃ ) 、中溫磷化 (50 ～ 70 ℃ ) 、低溫磷化 (30 ～ 50 ℃ ) 、室溫磷化 ( 節(jié)能 ) ;

　?、郯戳谆ず穸确诸悾汉裥土谆?σ ≥ 10μm ，膜質(zhì)量/ >7 . 5 g / m 2( 適合于冷擠壓、防銹浸油、電絕緣 ) ;中厚型磷化： 5 μ m< σ <10 μ m ，膜質(zhì)量 4 . 3 ～ 7 . 5 g / m 2( 適用于手工噴漆 ) ;薄型磷化： 1 1μm<σ<4μm ，膜質(zhì)量 1 . 1 ～ 4 . 3 g / m 2( 適用于電泳涂漆、靜電噴涂、粉末噴涂 ) ;特薄型磷化： 0 . 3μ m <σ<1μm ，膜質(zhì)量 0 . 3 ～ 1 . 1 g / m 2( 適用于高裝飾性電泳底漆 ) 。

　　B 鋁及鋁合金表面處理工藝 由于鋁和鋁合金底材表面涂膜的附著力較差，因此必須經(jīng)過表面預(yù)處理，使其表面形成一層轉(zhuǎn)化膜。這不僅能增強涂膜的結(jié)合力，而且使耐腐蝕性能也大大提高。鋁及鋁合金的表面處理一般為：堿洗 → 熱水清洗 → 冷水清洗 → 去氧化膜 → 冷水清洗 → 冷水清洗 → 化學(xué)轉(zhuǎn)化 → 冷水清洗 → 冷水清洗 → 去離子水清洗 → 瀝干 → 干燥。

　　鋁及鋁合金表面處理工藝與鋼鐵件的表現(xiàn)處理 有以下不同。

　?、?除油：堿洗的目的主要是去除鋁合金表面沾附的油污。常用的堿洗液配方由 Na2 CO 3、 Na 3PO 4、 Na 2 SiO3 和添加劑組成，主要用浸洗和噴洗，也可用電解清洗和超聲波清洗。

　?、?去除氧化膜：鋁材表面自然形成的氧化膜是不均勻非連續(xù)薄膜，在涂裝前必須徹底清除，對于軋制的鋁合金制件可用鉻酸、硫酸、氫氟酸的混合液來去除表面氧化膜，而壓鑄件則以硝酸為主。

　?、?化學(xué)轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化處理的目的是使鋁合金表面形成致密而均勻的連續(xù)薄膜。這一工序的作用相當(dāng)于鋼鐵件表面處理工藝中的磷化工序，但其溶液不同，鋁及鋁合金的轉(zhuǎn)化膜以鉻酸/鹽酸、磷酸/鹽酸和氟氫酸為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)化膜質(zhì)量通常為 2 . 5 g / m2 ，轉(zhuǎn)化膜形成后，必須用清水清洗，然后用熱風(fēng)干燥，以增強膜 層的硬度。

　　C 塑料件的表面處理工藝 塑料種類繁多，但許多塑料極性小，結(jié)晶性大，表面張力小，潤濕性差，表面光滑，為提高涂料對塑料的附著力，減少表面上的各種缺陷，從而改善塑料涂層的質(zhì) 量，塑料件涂裝前要進行表面處理。塑料件的預(yù)處理方法主要有：退火;脫脂;靜電除塵;濕潤和粗化。退火：塑料在成型時容易形成內(nèi)應(yīng)力，在應(yīng)力集中處易開 裂，為緩解成型時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止龜裂，要進行退火處理。

　　脫脂：塑料表面有油污時必須除油和脫脂。脫脂方法與金屬類似，可用堿性水洗溶液、表面活性劑等。靜電除塵：大多數(shù)塑料是絕緣體，容易產(chǎn)生靜電而吸附灰塵，因此對大批量生產(chǎn)的零件，常用壓縮空氣通過靜電發(fā)生裝置，進行靜電除塵。

　　濕潤和粗化：鉻酸、硫酸混合液處理法，是比較方便的傳統(tǒng)方法，它能使塑料表面的濕潤性明顯提高。用有機溶劑浸漬塑料能除去塑料表面的各種非晶態(tài)部分，使其粗糙化或具有多化性，提高涂料的附著力。

　　2 涂裝工藝 涂裝工藝一般可分為：噴漆、噴粉和電泳。工件經(jīng)表面處理后，針對不同工件對外觀和耐腐蝕的要求，選用合適的噴涂工藝及設(shè)備，同時應(yīng)注意流平、干燥、冷卻等工序的控制，否則會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

　　一般情況下，噴漆工藝能獲得較好的外觀質(zhì)量。噴漆涂層具有較好的光澤、色澤及耐候性，通常用于汽車外涂層、摩托車油箱等外觀要求較高的場合。對于防腐要求 較高的場合，如摩托車車架、放在廚房中的冰箱等一般采用噴粉工藝。電泳工藝一般運用于耐鹽霧試驗、耐沖擊性等要求比較高的場合并且充當(dāng)?shù)灼岬淖饔?。?dāng)然象 汽車雨刮器、高檔門鎖等只需一道電泳漆就能滿足要求。有時對一種產(chǎn)品三種工藝都能適用，這由各方面的綜合因素而定。

　　三種工藝各有利弊，在設(shè)備投資方面電泳設(shè)備一次性投資大，而且關(guān)鍵設(shè)備主要依賴于進口;噴粉設(shè)備一次性投資最少，但由于粉末烘燒溫度高，所以設(shè)備 ( 能耗 ) 運行費用高。目前在國外已經(jīng)研制出流平性較好而固化溫度又低的粉末涂料和防腐性能可以 與粉末涂料相貔美的油漆。

　　涂裝設(shè)計時，盡量采用合適的涂裝和前處理工藝，以滿足產(chǎn)品表面光澤和耐腐蝕要求。表面處理工藝對涂裝表面質(zhì)量有著重大的影響，因此，每道工序所用溶劑應(yīng)仔細(xì)選擇。隨著科技的進步，對新產(chǎn)品的涂裝也提出了新的要求。涂裝工作者應(yīng)積極地采納和消化國外的新工藝、新設(shè)備，使產(chǎn)品在涂裝方面提升一個檔次。