金力泰內(nèi)部培訓(xùn)資料

1、目 錄一前言 4 11 目的 4 12 涂裝前處理分類 4 13 涂裝前處理的作用 4 二 金屬表面清洗除油5 21分類5 22乳化清洗5 23溶劑清洗5 24水性清洗5 24.1低堿性清洗劑清洗5 24.2強(qiáng)堿液清洗6 24.3中性清洗劑 7 24.4酸性清洗劑清洗7 25影響除油能力的工藝因素7 26除油劑的選擇原則8 27除油效果的判定9 三金屬表面除銹10 31 機(jī)械法 10 32化學(xué)法 11 33酸洗緩釋劑 12 34除銹質(zhì)量檢查方法 12 35酸洗的后處理中和12 四 磷化 12 41基本原理 13 42按磷化膜厚度（膜重）分類 13 43按磷化成膜物質(zhì)分類 1344按磷化施工方式

2、分類 1545按磷化處理溫度分類 1546磷化液組成 1547涂裝前磷化主要工業(yè)配套 1648影響磷化的因素 1749磷化膜質(zhì)量評(píng)定項(xiàng)目與方法 19410膜重測(cè)定法 20411腐蝕性能測(cè)定方法 20412抗沖擊試驗(yàn) 20 413二次附著力測(cè)定 20414磷化膜孔隙的測(cè)定 20415磷化膜的耐堿性 20416磷化膜p比 20417電泳溶出量 20五表面調(diào)整和鈍化2151表面調(diào)整 21 52鈍化 21 六涂裝前處理工藝設(shè)計(jì) 2261處理方式 2262處理溫度 2463處理時(shí)間 2464工藝流程 2465幾點(diǎn)處理事項(xiàng) 25七常用鋼鐵涂裝工藝 2571轎車車身涂裝 2572家用電器 2773混合散件

3、27八有色金屬材料的轉(zhuǎn)化膜 2881鋁件表面處理 28 82鋅件表面處理 30 九涂裝前表面處理漕液配制及工藝參數(shù)化驗(yàn)方法 30 91術(shù)語(yǔ)及定義 3092化驗(yàn)用試劑及制品的制備 3093化驗(yàn)方法 32 十 常見故障及解決方法 34 十一 .各工序常規(guī)維護(hù)要點(diǎn) 35 十二 .前處理廢水治理建議 36121廢水 36 122廢棄物處理 37 123氣體污染 37 一前言11.目的 將有機(jī)涂料涂覆于物體表面，并干燥成膜的過程稱之為涂裝。涂裝技術(shù)在世界范圍內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。民用汽車、電器、鋼制家具、辦公用具等的表面裝飾防護(hù)；工業(yè)領(lǐng)域采礦、艦船、采油設(shè)備、海洋設(shè)施、飛機(jī)、軍事裝備等的防腐、裝飾、偽裝、

4、隔熱、防火、防污等等，幾乎每個(gè)領(lǐng)域都離不開涂裝技術(shù)。各種金屬材料及其制品經(jīng)機(jī)械加工、熱處理以及在貯存和運(yùn)輸過程中，在其表面總會(huì)有氧化皮、油污等，這些表面污物會(huì)嚴(yán)重影響到表面處理過程中涂層的致密性及與基體的結(jié)合強(qiáng)度。涂裝前處理是涂裝的重要步驟，是提高涂裝漆膜附著力、耐蝕性能和裝飾性能的必要工作。涂裝前處理目的，是清除被涂物表面的油脂、油污、腐蝕產(chǎn)物、殘留雜質(zhì)物等，并賦予表面一定的化學(xué)、物理特性，達(dá)到增加涂漆層附著力，增加被涂物的保護(hù)性和裝飾性目的。良好的涂裝前處理可以充分顯示出涂層的裝飾效果和功能，否則涂料質(zhì)量效果再好，也不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此涂裝前處理是涂料施工過程中重要的步驟，它保證涂層

5、的良好質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。12涂裝前處理分類按處理方法分類可以分為機(jī)械法和化學(xué)法。機(jī)械法是借助工具進(jìn)行表面處理的方法，包括手工方法，動(dòng)力工具法，火焰法，噴砂法，拋丸法等?；瘜W(xué)法是借助化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行處理的方法，包括清洗，轉(zhuǎn)化膜，鈍化等。 按處理材質(zhì)分類又可分為金屬材料涂裝前處理和非金屬材料涂裝前處理。鋼鐵材料有色金屬材料，非金屬材料包括塑料，木材和水泥等。本文重點(diǎn)討論金屬材料涂裝前處理。13涂裝前處理的作用選擇適當(dāng)?shù)那疤幚砉に?，可以顯著提高涂層的性能和發(fā)揮涂層的作用。如果涂裝前處理只進(jìn)行除油，可以滿足一般的工藝要求。如果有轉(zhuǎn)化膜的存在，可以大大提高涂層的性能和延長(zhǎng)涂層的使用壽命，可以達(dá)到事半功倍的效果。磷

6、化膜可以提高涂層與底材的結(jié)合力和防護(hù)性。而經(jīng)過磷化處理的，能提供一個(gè)粗糙面(無(wú)數(shù)細(xì)小的孔)，給涂層以很好的咬合力，大大提高了附著力，實(shí)現(xiàn)涂層的性能。最重要的是由于磷化膜的絕緣性, 能夠抑制局部的電化學(xué)腐蝕,，這可以保證涂層在被損傷后，涂層的膜下腐蝕受到抑制,不會(huì)大面積發(fā)生腐蝕，以致銹蝕穿孔。酸洗工藝對(duì)于高質(zhì)量要求的前處理是不推薦的，譬如高質(zhì)量要求的車架，一般都是通過噴砂除銹，之后進(jìn)行后處理。酸洗的存在可能導(dǎo)致原有的工藝降低約一半的性能。所以對(duì)高質(zhì)量要求的涂裝，都很注意材料的保存和生產(chǎn)管理，防止銹蝕的板材產(chǎn)生。即使有少量的銹蝕，也通過打磨的方式去除氧化物。 表1 前處理工藝對(duì)陰極電泳涂層耐蝕性的

7、影響涂裝前處理鹽霧實(shí)驗(yàn)性能h（冷扎鋼板涂膜厚度20um）無(wú)處理約100只脫脂約200脫脂+鐵系磷化約400脫脂+酸洗+鋅錳鎳三元磷化約400脫脂+鋅錳鎳三元磷化約800二 金屬表面清洗除油金屬在存儲(chǔ)、搬運(yùn)和加工過程中，表面不可避免地被外界的一些污染物所污染。這些可能的污染物包括在工廠中為防銹，拉拔，機(jī)加工或成型過程中使用的機(jī)油、動(dòng)物油、植物油，也包括一些潤(rùn)滑油或蠟、碳灰、石墨灰、金屬屑、磨料、金屬氧化物、焊渣等。在涂裝前除去這些污物對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的涂裝質(zhì)量的影響是致關(guān)重要的。清洗除油的質(zhì)量很大程度上決定著涂裝前處理的質(zhì)量。清洗作為涂裝前處理的一個(gè)部分，要考慮清洗質(zhì)量，同時(shí)還要考慮對(duì)工件表面狀態(tài)的

8、影響，以及對(duì)后續(xù)工序的影響。因此，一個(gè)高質(zhì)量要求的前處理需要選擇適當(dāng)?shù)那逑磩?。每一個(gè)涂裝工作者應(yīng)該認(rèn)識(shí)到正確的選擇和使用清洗劑的重要性。除油，又稱為脫脂，目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。附著在金屬表面的油脂，根據(jù)它們與堿的反應(yīng)的特性可以分為兩類：可以與堿反應(yīng)生成肥皂的皂化油，如動(dòng)物油和植物油等；不能與堿反應(yīng)生成肥皂的非皂化油，如凡士林，潤(rùn)滑油，石蠟等礦物油。21分類除油的方法包括物理機(jī)械法、化學(xué)法兩類。物理機(jī)械法主要是：手工擦刷、噴砂、拋丸、火焰灼燒等?；瘜W(xué)法主要包括乳化清洗、溶劑清洗、水性清洗。22乳化清洗乳化液一般由有機(jī)溶劑、表面活性劑和水組成，其工作液一般為乳白色乳液。它利用有機(jī)溶劑

9、溶解油脂，表面活性劑乳化油脂，因此，除油速度較快。乳化清洗一般總有一些殘留薄油膜，如果作為涂裝，還需用堿性清洗劑再洗一次，如果用于防銹目的時(shí)，可直接存放。23溶劑清洗溶劑法除油脂，一般是用非易燃的鹵代烴蒸氣法或乳化法。最常見的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脫脂速度快，效率高，脫脂干凈徹底，對(duì)各類油及脂的去除效果都非常好。在氯代烴中加入一定的乳化液，不管是浸泡還是噴淋效果都很好。由于氯代鹵都有一定的毒性，汽化溫度也較高，再者由于新型水基低堿性清洗劑的出現(xiàn)，溶劑蒸汽和乳液除油脂方法現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了，多見于電子行業(yè)等較小的零件的清洗。24水性清洗水性清洗劑根據(jù)它們的ph值進(jìn)行分

10、類 表2 水性清洗劑的分類分類ph值堿性清洗劑弱堿性9-10.5中堿性10.5-11.5高堿性11.5中性清洗劑ph6.5-9.5酸性清洗劑ph1.0-5.524.1低堿性清洗劑清洗低堿性清洗劑包括弱堿性和中堿性清洗劑，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一類除油脂劑。它的堿性低，一般ph值為911.5。對(duì)設(shè)備腐蝕較小，對(duì)工件表面狀態(tài)破壞小，可在低溫和中溫下使用，除油脂效率較高。特別在噴淋方式使用時(shí)，除油脂效果特別好。低堿性清洗劑，由于使用了種類各種各樣的合成洗滌劑和活性劑，可以提供較長(zhǎng)的生命周期，同時(shí)具有性能穩(wěn)定，易于控制和處理，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。采用堿性清洗劑已經(jīng)成為最普遍使用的涂裝前處理方法。清洗過程是

11、在金屬表面有良好的濕潤(rùn)性的情況下，通過溶解，皂化，乳化，分散和增溶等作用，把附著在表面的油脂等污物去除的過程。這種清洗劑有較低的表面張力，可以比較容易的進(jìn)入顆粒之間；同時(shí)皂化劑和表面活性劑可以與油，脂等作用，使它們從工件表面脫離進(jìn)入水中，達(dá)到脫脂除油的目的。堿性清洗劑的典型構(gòu)成包括堿性物質(zhì)，合成洗滌劑或活性劑，消泡劑,緩蝕劑或螯合劑，以及抗硬水劑等，通常以單組分或雙組分形式。雙組分一般采用固-液、液-液形式。低堿性清洗劑主要由無(wú)機(jī)低堿性助劑、表面活性劑、消泡劑等組成。無(wú)機(jī)型助劑主要是硅酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉等。其作用是提供一定的堿度，有分散懸浮作用?？煞乐姑撓聛淼挠椭匦挛皆诠ぜ?/p>

12、面。表面活性劑主要采用非離子型與陰離子型，一般是聚氯乙烯類和磺酸鹽型，它在除油脂過程中起主要的作用。在有特殊要求時(shí)還需要加入一些其它添加物，如噴淋時(shí)需要加入消泡劑，有時(shí)還加入表面調(diào)整劑，起到脫脂、表調(diào)雙重功能。低堿性清洗劑已有很多商業(yè)化產(chǎn)品。 典型的堿性清洗劑的用量為2%-10%。清洗劑的處理方式包括噴淋形式、浸泡形式、噴浸結(jié)合形式。噴淋是利用清洗劑的化學(xué)特性和在一定壓力的溶液機(jī)械剝離的聯(lián)合作用去除油污的。浸泡可以達(dá)到噴淋不能達(dá)到的地方。一些工件恰當(dāng)?shù)那逑葱枰獓娏芎徒萋?lián)合處理。單獨(dú)的脫脂和水洗對(duì)于特定要求的涂裝前的處理能夠滿足，但是它只能提供最初的結(jié)合力，而不能提供長(zhǎng)期的保護(hù)。典型的噴淋脫脂

13、時(shí)間是60-90秒，而浸泡脫脂時(shí)間一般為3-5分鐘，溫度范圍一般為45-65。時(shí)間，溫度，濃度隨著使用的清洗劑的種類和基材的不同而不同。一般常用的低堿性清洗液配方和工藝如下： 浸泡型 噴淋型三聚磷酸鈉 410g/l 410g/l硅 酸 鈉 010g/l 010g/l碳 酸 鈉 410g/l 410g/l表面活性劑 520g/l 13 g/l消 泡 劑 0 0.53.0g/l表面調(diào)整劑 03 g/l 03 g/l游 離 堿 度 520點(diǎn) 515點(diǎn)處 理 溫 度 常溫80 4070處 理 時(shí) 間 520min 1.53.0min24.2強(qiáng)堿液清洗強(qiáng)堿液除油脂是一種傳統(tǒng)的有效方法。它是利用強(qiáng)堿對(duì)動(dòng)植

14、物油的皂化反應(yīng)，形成溶于水的皂化物達(dá)到除油脂的目的。純粹的強(qiáng)堿液只能皂化除掉動(dòng)植物油脂而不能除掉礦物油脂。因此人們通過在強(qiáng)堿液中加入表面活性劑，一般是磺酸類陰離子活性劑，利用表面活性劑的乳化作用達(dá)到除礦物油的目的。強(qiáng)堿液除油脂的使用溫度都較高，通常80。 表3 常用強(qiáng)堿液清洗配方與工藝如下： 項(xiàng)目要求氫氧化鈉5%10%硅酸鈉 2%8%磷酸鈉（或碳酸鈉）1%10%表面活性劑（磺酸類）2%5%處理溫度 80處理時(shí)間 520min處理方式 浸泡、噴淋均可強(qiáng)堿液除油脂需要較高溫度，能耗大，對(duì)設(shè)備腐蝕性也大，并且材料成本并不算低，因此這種方法的應(yīng)用正逐步減少。24.3中性清洗劑由于有色金屬，如鋅，鋁，鎂

15、等大量應(yīng)用，其金屬特性對(duì)除油的性能提出更多的要求，堿性除油劑中的堿類物質(zhì)對(duì)金屬本身不可避免的產(chǎn)生影響，每種金屬在不同的ph值有不同的腐蝕率。所以，鋁件、鋅件等清洗時(shí)，必須考慮到它們?cè)趬A性條件下的腐蝕問題，一般宜用接近中性的清洗劑。24.4酸性清洗劑清洗酸性清洗劑除油脂是一種應(yīng)用非常廣泛的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤(rùn)濕、滲透原理，并借助于酸腐蝕金屬產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用，達(dá)到除油脂的目的。酸性清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態(tài)油，中溫就可除掉油和脂，一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑（如聚氧乙烯酚醚類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型）、普通無(wú)機(jī)酸、緩蝕劑三大部分

16、組成。由于它兼?zhèn)溆谐P與除油脂雙重功能，人們習(xí)慣稱之為“二合一”處理液。 表4 常見的酸性清洗劑配方及工藝參數(shù)工藝低溫型中溫型磷酸酸基型工業(yè)鹽酸（31%）20%50%00工業(yè)硫酸（98%）0%15%15%30%0工業(yè)磷酸（85%）0010%40%表面活性劑(非離子類，磺酸類)0.4%1.0%0.4%1.0%0.4%1.0%緩蝕劑適量適量適量使用溫度常量455080常溫80處理時(shí)間適當(dāng)510min適當(dāng)鹽酸、硫酸酸基的清洗劑應(yīng)用最為廣泛，成本低，效率較高。但酸洗殘留的cl-、so42-對(duì)工件的后腐蝕危害很大。而磷酸酸基沒有腐蝕物殘留的隱患，但磷酸成本較高，清洗效率低些。 25影響除油能力的工藝因素

17、 除油質(zhì)量的好壞主要取決于除油溫度、除油時(shí)間、機(jī)械作用和除油劑四個(gè)因素。 a. 除油溫度 一般說來，溫度越高，除油越徹底。這是因?yàn)槿矫娴脑颍旱谝?溫度使油污的物理性能發(fā)生變化，例如滴落點(diǎn)高的防銹脂，凡士林，固態(tài)石蠟等，在較低溫度下即使采用高濃度的堿液也難洗凈。但是，當(dāng)提高油污的溫度，他們的粘度就降低，甚至形成液滴而利于除去。第二,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，一般的說，溫度每上升10度，化學(xué)反應(yīng)速度提高一倍。第三，加速表面活性劑分子的運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)浸潤(rùn)、乳化、分散等作用。隨著溫度的升高，溶液對(duì)污物的溶解能力也提高。 但是，并不是所有場(chǎng)合都是溫度越高越好，各種除油劑有其適合的溫度范圍，在采用某些種類表

18、面活性劑的除油液中，過高的溫度會(huì)使表面活性劑析出聚集如同油珠附著在表面上，造成磷化膜發(fā)花不均勻。所以，最重要的是要保持正常的工藝溫度。b. 時(shí)間 在除油操作中，必須保證有足夠的除油時(shí)間，壓力噴射除油時(shí)間一般為1.53分鐘，浸漬除油為35分鐘（視油污的種類和多少而定）。增加除油時(shí)間，即延長(zhǎng)除油液與油污的接觸時(shí)間，從而提高除油效果。油污越多，除油時(shí)間就需越長(zhǎng)。在流水線作業(yè)中，往往不允許采用太長(zhǎng)的時(shí)間，因此一般先用噴射予除油1分鐘，再用浸漬除油3分鐘。c. 機(jī)械作用 在除油中，借助于壓力噴射或攪拌等機(jī)械作用是非常有效的，因?yàn)?，噴射時(shí)迫使新鮮的除油溶液與零件表面有良好的接觸，而且整個(gè)除油液含量均勻，有

19、利于提高除油效果；噴射時(shí)依靠機(jī)械作用力促使除油劑滲透和破壞油膜，從而有效的迫使油污脫離零件表面；噴射時(shí)促使脫離零件的油污乳化和分散于除油溶液中，防止油污再吸附到洗凈的零件表面上。在中低溫除油中，機(jī)械作用尤為重要。一般的說，壓力噴射比浸漬除油速度快1倍以上。噴射壓力通常為（0.1-0.2）mpa(用于壓力噴射的除油劑必須是低泡的，以免泡沫過多影響正常操作和除油液流失)，浸漬除油也不能認(rèn)為是靜止浸漬，必須裝備循環(huán)泵，使溶液不停的攪動(dòng)，每小時(shí)的循環(huán)量約為槽液體積的5倍。 d. 除油劑效果 除油劑的組成和使用方法對(duì)除油效果有很大的影響。例如，含有表面活性劑的堿液除油比單獨(dú)的堿性物溶液除油效果好。對(duì)于滴

20、落點(diǎn)高的固態(tài)或半固態(tài)油脂，用溶劑清洗比用其他除油效果有效。為了提高油污的乳化和分散能力，適當(dāng)提高除油劑中表面活性劑的含量是有效的，不同的表面活性劑品種及不同的堿性物都使除油效果產(chǎn)生一定差異，良好的除油劑都是經(jīng)過大量試驗(yàn)，對(duì)其組分相互搭配比例進(jìn)行反復(fù)篩選而確定的。對(duì)于含有表面活性劑的堿液除油劑，最有效的發(fā)揮洗凈作用是在表面活性劑的臨界膠束濃度的上限。使用過程中，除油劑會(huì)不斷的被消耗，使?jié)舛冉档?，因此，必須定期的補(bǔ)加除油劑，以保持必要的濃度。除油劑的除油效果與濃度并不是直線上升的關(guān)系，因此對(duì)于除油質(zhì)量要求很高的情況，不應(yīng)當(dāng)采取大幅度提高濃度的方法，而應(yīng)該采用二次除油的辦法，倆個(gè)除油液可以是相同的，

21、而且不必額外的提高濃度。 在實(shí)際使用中，必須考慮各方面因素，使各個(gè)因素都控制在最佳狀態(tài)下，使除油達(dá)到滿意的效果。26除油劑的選擇原則在進(jìn)行選擇除油產(chǎn)品之前，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題：a.被處理零件的材質(zhì) 不同的金屬在堿液中有不同的腐蝕界限，因此，必須根據(jù)零件的材質(zhì)選擇合適的ph值的除油劑。 表5 各種金屬發(fā)生腐蝕的臨界ph值 金屬名稱 鋅鋁 錫 黃銅 硅鐵 鋼鐵ph值極限 10101111.513 14b.油污的種類及數(shù)量 要考慮零件上油污的化學(xué)性質(zhì)（儲(chǔ)存時(shí)能否與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而影響除油，與除油液能否發(fā)生皂化反應(yīng)），油污的物態(tài)（固體或液體，油污中固態(tài)塵粒含量），油污對(duì)底材的吸附性（分子極性）

22、等情況，再選用合適的除油劑。例如動(dòng)植物油是可皂化的，因而在較高溫度下用氫氧化鈉除油是有效的。礦物油不發(fā)生皂化反應(yīng)，用氫氧化鈉除油就不合適了，應(yīng)用乳化性能好的除油劑才能奏效。用一般的水基除油劑在低溫或中溫是很難洗凈半固態(tài)的防銹脂，這時(shí)用溶劑除油是很有效的。洗吸附性較強(qiáng)的防銹油比洗機(jī)械油困難，因此，應(yīng)該選用更好的除油劑來清洗防銹油。c工藝配套性 除油方法不同，對(duì)除油劑要求也不同。壓力噴射除油因機(jī)械作用力大，除油效果好，但由于是處在極易起泡的狀態(tài)下，因而選用低泡除油劑是必要的，浸漬除油的機(jī)械作用較弱，因此要選用除油性能更好的除油劑，適當(dāng)?shù)脑黾映蛣┖亢脱娱L(zhǎng)除油時(shí)間。浸泡型清洗劑主要應(yīng)注意的是表面活

23、性劑的濁點(diǎn)問題，當(dāng)處理溫度高于濁點(diǎn)？時(shí)，表面活性劑析出上浮，使之失去脫脂能力。噴淋型清洗劑應(yīng)需要足夠的消泡劑，避免噴淋時(shí)產(chǎn)生大量的泡沫，以免泡沫過多影響正常操作和除油液流失。d. 注意與下道工序的配合 下道工序是酸洗還是磷化，磷化前有沒有表面調(diào)整工序，都與除油劑的選用有關(guān)。因?yàn)椴煌那疤幚砼c磷化配套，所得磷化膜的質(zhì)量不同，品質(zhì)也不同。酸洗和強(qiáng)堿除油的磷化結(jié)晶大且疏松（我們需要的是結(jié)晶晶核小而且致密的磷化模）。對(duì)于除油，如果下道工序是薄型磷化處理，要選用低堿度的帶表調(diào)處理的除油劑；如果有單獨(dú)的表調(diào)工序，則只考慮除油效果，堿度影響不大，不必多慮；如果下道工序是酸洗除銹，則不必選用帶表調(diào)的除油劑，而

24、在磷化前單獨(dú)進(jìn)行表調(diào)處理；如工序間隔較長(zhǎng)，則選用水洗后生銹傾向較小的除油劑（如磷酸鹽類型的除油劑）或增加噴濕處理。對(duì)于油污較重或不易起清洗到位的表面，要采用手工預(yù)擦洗，他不僅是除油的要求，也能明顯的改善磷化質(zhì)量，經(jīng)預(yù)擦洗的磷化膜結(jié)晶細(xì)小、致密，而未經(jīng)預(yù)擦洗的結(jié)晶則粗大的多。27除油效果的判定在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 13312 ：鋼鐵件涂裝前除油程度檢驗(yàn)方法（驗(yàn)油試紙法） 規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)油試紙法，其圖譜見圖： 圖1 驗(yàn)油試紙法檢驗(yàn)在生產(chǎn)中還有一些簡(jiǎn)便快速實(shí)用的評(píng)價(jià)方法，在涂裝行業(yè)用得最普通的是水膜法，通過觀察水膜連續(xù)破裂情況，判定除油情況。表6 金屬清潔度的判定方法判定方法方法要點(diǎn)檢查對(duì)象目視法用肉眼

25、、5倍放大鏡或管內(nèi)檢查器檢查油、脂、銹、氧化皮等擦拭法用白稠布或絨布，也可用濾紙擦揩，檢查布上的沾污物油脂及銹跡等水膜破裂法洗凈物用水潤(rùn)濕，水膜應(yīng)完整油脂染料法洗凈物用染料水溶液潤(rùn)濕，水膜連續(xù)，不斷開，即認(rèn)為清凈油脂熒光法先涂上熒光染料，除油后用紫外光照射，判斷殘留油脂的熒光區(qū)域油脂硫酸銅法將洗凈后的鋼件浸于硫酸銅溶液（cuso4 5%+硫酸 2%+水），30s1min，評(píng)定銅膜是否完整均勻，光澤及結(jié)合力油脂重量法將試樣涂一定量油污，清洗后再稱量殘余油污重量，從減重判斷油污去除率油脂同位素法涂上混有c14、s35等同位素的油脂，洗凈后用計(jì)數(shù)器管測(cè)定油脂電鍍法用除油試片進(jìn)行電鍍，判斷鍍層光澤好壞

26、油脂比色法油溶性染料摻入油脂中，涂敷在試樣上，洗凈后，用等量有機(jī)溶劑洗試樣，然后進(jìn)行比色油脂赤血鹽硝酸試驗(yàn)將赤血鹽10g/l+70%硝酸+30mg/l的溶液涂在不銹鋼上，30s以內(nèi)呈現(xiàn)深蘭色證明有鐵不銹鋼鐵污染噴射圖案法將清潔過的表面上噴水霧作成水膜、掛水狀態(tài)，以染污其格板檢查清潔度（%）油脂壓力噴霧法對(duì)清潔過的表面噴水霧，使微小油滴浮起以評(píng)價(jià)清潔度油脂接觸角法水滴滴在清潔的表面上，由其接觸角評(píng)價(jià)清潔度，清凈表面其接觸角接近于0油脂 三金屬表面除銹鋼鐵熱加工時(shí)受氧化產(chǎn)生硬而脆的氧化皮，如熱軋鋼板、熱處理零件、鍛件、焊接件都會(huì)有氧化皮。此外鋼鐵在儲(chǔ)運(yùn)過程中，接觸水或其他腐蝕介質(zhì)，都極易出現(xiàn)一層黃

27、銹。而這氧化皮和黃銹在涂層下時(shí)會(huì)加快鋼鐵的腐蝕速度。可見充分的除去鋼鐵表面的氧化皮和黃銹，對(duì)涂裝物得到有效保護(hù)是非常重要的。除銹方法就兩類，一是機(jī)械法，二是化學(xué)法。31 機(jī)械法 a手工打磨：是使用簡(jiǎn)單工具或打磨材料進(jìn)行，對(duì)工作量不大的除銹作業(yè)采用此方法。一般方法為：用刮刀除銹；用研磨膏除銹；以及用鋼絲刷除銹等。 b機(jī)械打磨除銹：利用打磨除銹的工具或材料，以機(jī)械力驅(qū)動(dòng)而除銹。例如用砂布、砂紙、研磨膏、金屬絲刷等固定在固定的輪盤上，輪盤靠近除銹面而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就可在除銹面上打磨。 c噴砂、噴丸除銹：用高壓空氣將沙子或金屬粒向金屬制品表面噴射以除銹或除氧化皮。 d滾光除銹：將制品和磨料一起放在滾桶內(nèi)旋轉(zhuǎn)或

28、轉(zhuǎn)動(dòng)，使物品與這些材料直接接觸、摩擦以除銹及除氧化皮32化學(xué)法化學(xué)除銹一般是酸洗法，堿法也有使用。酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方法。利用酸對(duì)氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用達(dá)到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中使用最為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。常用酸洗緩蝕劑以減少基體金屬的溶解。特殊鋼或非鐵金屬則常用混合酸或草酸、鉻酸、檸檬酸等。a) 硫酸一般情況下鋼鐵大都使用硫酸酸洗，其濃度為98%的濃硫酸經(jīng)稀釋后使用，使用濃度不同，因而其除銹能力也不相同，此外，溫度的影響很大，一般在6080度是起除銹能力最強(qiáng)，除銹時(shí)間最短。一般常用的工業(yè)硫酸濃度為98%，其比重約為1.84g/ml，

29、濃硫酸有很強(qiáng)的氧化性，為無(wú)色油狀液體，無(wú)氣味，與水混合放出大量的熱，硫酸還可以用來清洗不能用鹽酸酸洗的不銹鋼和鋁合金零件。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫使用，溫度5080，使用濃度10%25%。用濃硫酸酸洗因?yàn)檫B續(xù)使用而導(dǎo)致鐵離子濃度增加時(shí)，酸洗能力會(huì)下降，當(dāng)金屬表面有硫酸鹽析出時(shí)，酸洗能力大減，稱為酸液的老化。在10%的硫酸中，鐵離子濃度不能超過80120g/l。 硫酸較其他的酸容易引起滲氫現(xiàn)象。溫度越高，基體金屬吸氫速度俞高。酸的濃度高也增加滲氫傾向。當(dāng)酸中存在有as2o3、sb2o3、h2s時(shí)，鐵上滲氫現(xiàn)象增強(qiáng)。有時(shí)加入硝酸、鉻酸等氧化劑25%以防止這些物質(zhì)產(chǎn)生不良的滲氫影響。 b

30、) 鹽酸鹽酸也是酸洗中常見的酸。常用濃度為515%。工業(yè)鹽酸的濃度一般為3638%左右，為無(wú)色透明液體，密度約為1.18g/ml，暴露在空氣中后冒煙，有刺激性酸味。故使用時(shí)一般稀釋一倍再用。雖然二價(jià)鐵離子在鹽酸中有緩蝕作用，但當(dāng)溶解鐵量增至100120g/l時(shí)，為保持酸洗能力，需追加酸量。鹽酸不能用來清洗不銹鋼和鋁合金，因?yàn)槠渲械穆入x子是能局部破壞鈍化膜的活性離子，是造成小孔腐蝕的主要因素。鹽酸除銹較硫酸快，滲氫影響亦較小，溶液中又無(wú)殘?jiān)?、酸泥等，作業(yè)比較方便。鹽酸酸洗適合在低溫下使用，不宜超過45，溫度高有多種不利：氯化氫氣體揮發(fā)造成酸的損耗，有害人體，污染環(huán)境，在溫度高時(shí)滲氫現(xiàn)象明顯增強(qiáng)。

31、使用濃度10%45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑為宜。 c)磷酸磷酸的價(jià)格較硫酸、鹽酸高的多，但是有許多優(yōu)點(diǎn)。磷酸酸洗的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性殘留物（鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會(huì)有少會(huì)有cl-、so42-殘留），比較安全，但酸洗速度較慢，一般使用濃度10%40%，處理溫度可常溫到80。酸洗作用較慢，故不用于除氧化皮，而僅用于除薄銹。在除銹后形成有保護(hù)作用的磷酸鹽膜，故常用于涂裝和防銹油涂覆的前處理。工業(yè)磷酸的濃度一般為85%，密度為1.685g/ml，無(wú)色粘稠狀液體而使用時(shí)需稀釋到520%，溫度為4080度。酸液中鐵離子溶解度小，為4050g/l。到達(dá)了此極限的酸液已無(wú)使用價(jià)值，需要更新。滲氫問題在

32、磷酸酸洗中很小，可以不用考慮。d) 硝酸 一般商品濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6568%，密度為1.40g/ml，無(wú)色透明液體。濃硝酸在空氣中冒煙，有刺激氣味，他有很強(qiáng)的氧化性，濃度越大，氧化性越強(qiáng)，在30%時(shí)，低碳鋼零件溶解激烈，酸洗后表面潔凈、均勻，對(duì)中碳鋼溶解后表面渣多。硝酸對(duì)人體有強(qiáng)烈的腐蝕作用。涂裝前鋼鐵件除銹很少采用，但是對(duì)于不銹鋼構(gòu)件，硝酸清洗更為合適，硝酸用于清洗銅銹，效果特好。e) 氫氟酸 氫氟酸具有強(qiáng)腐蝕性，能強(qiáng)烈的腐蝕玻璃或含硅化合物，因此一般密封在聚乙烯塑料容器中。工業(yè)用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%，密度為1.14/ml，無(wú)色發(fā)煙液體，有刺激氣味，有毒，不能用手接觸，它是很好的銅類清洗劑。氫

33、氟酸主要依靠氟離子的作用。氟離子與三價(jià)鐵離子絡(luò)合，即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí)，也可以很好的溶解氧化鐵。殘液便于處理，用石灰中和即可。f) 有機(jī)酸 采用有機(jī)酸酸洗，成本較高，操作溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)，但是也有其獨(dú)特處，如絡(luò)合性。常用的有檸檬酸、乙二胺四乙酸、氨基磺酸和羧基乙酸等。這些有機(jī)酸清洗主要依靠絡(luò)合性，將鐵離子以絡(luò)合的形式將其溶解，從而達(dá)到除銹的目的。在酸洗工藝中，采用混合酸也是非常有效的方法，如鹽酸-硫酸混合酸，磷酸-檸檬酸混合酸。33酸洗緩蝕劑 在酸洗除銹除氧化皮槽液中，必須加入適量的緩蝕劑。緩蝕劑的種類很多，選用也比較容易，它的作用是抑制金屬腐蝕和防止“氫脆”。緩蝕劑是一種極性分子，他能

34、選擇的在金屬表面的活性區(qū)域以吸附的方式形成一層保護(hù)膜，阻止酸與鐵繼續(xù)反應(yīng)而達(dá)到緩蝕的目的。目前大致所用的緩蝕劑為：a醛-胺縮聚物類 這類緩蝕劑是以甲醛和苯胺為原料，在酸性介質(zhì)中聚合而成。此種物質(zhì)性能不穩(wěn)定。b、 硫脲及其衍生物 這類緩蝕劑多用硫脲和二鄰甲苯硫脲。這類緩蝕劑在較高溫下會(huì)分解，其抗氫脆能力較差。c、 吡啶及其衍生物類 這類緩蝕劑的原料是從煤焦油或貝母油煉制過程中的到的副產(chǎn)品中分離出來的，主要成分是吡啶、喹啉的衍生物的混合物。這類緩蝕劑有很好的緩蝕性能和酸溶解性能，是一種高效的緩蝕劑，但是其奇特的臭味使他受到了限制。d、 一些化工廠下腳料加工的緩蝕劑 其成分復(fù)雜，有許多無(wú)用的物質(zhì)夾雜

35、在里邊，故質(zhì)量穩(wěn)定上有問題。遇到酸洗“氫脆”敏感的工件時(shí)，緩蝕劑的選擇應(yīng)特別小心，因?yàn)槟承┚徫g劑抑制二個(gè)氫原子變?yōu)闅浞肿拥姆磻?yīng)，即：2hh2，使金屬表面氫原子的濃度提高，增強(qiáng)了“氫脆”傾向。因此必須查閱有關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)，或做“氫脆”試驗(yàn)，避免選用危險(xiǎn)的緩蝕劑。34除銹質(zhì)量檢查方法a.化學(xué)法除銹-酸洗 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(原部頒標(biāo)準(zhǔn))：jb/t 6978-1993涂裝前表面準(zhǔn)備酸洗此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼鐵件涂裝表面酸洗前準(zhǔn)備、酸洗，酸洗后處理，槽液的管理,酸洗后表面狀況以及安全，環(huán)境等技術(shù)要求。b.機(jī)械法除銹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：gb/t 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí) 此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了涂前鋼材表面銹蝕程度和

36、除銹質(zhì)量的目視評(píng)定等級(jí)。它適用于以噴射或拋射除銹、手工和動(dòng)力工具除銹以及火焰除銹方式處理過的熱軋鋼材表面。冷軋鋼材表面除銹等級(jí)的評(píng)定也可參照使用。35酸洗的后處理中和中和的目的是中和掉工件上的殘酸，使清洗更加干凈，根據(jù)工件形狀、輸送方式、工房間進(jìn)度等實(shí)際情況，選擇采用中和或不采用中和工序。中和大部分是使低濃度的純堿或燒堿水溶液，濃度一般在2%以下。四.磷化金屬在含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行處理，形成金屬磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，這一工藝過程稱之為磷化，所形成的金屬磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。涂裝前磷化的目的主要是：1、給基體金屬提供短期工序間保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；2、提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力

37、；3、提供一均勻的導(dǎo)電介質(zhì)層（尤其是車身由不同材質(zhì)組成時(shí)，此特點(diǎn)更顯重要），保證電泳漆膜的均勻一致性。41基本原理磷化過程包括化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)。不同磷化體系、不同基材的磷化反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜。雖然科學(xué)家在這方面已做過大量的研究，但至今未完全弄清楚。當(dāng)今，各學(xué)者比較贊同的觀點(diǎn)是磷化成膜過程主要是由如下4個(gè)步驟組成：a.酸的浸蝕使基體金屬表面h+濃度降低fe 2e fe2+ 2h+2e2h（h原子？） h2 (1)b.促進(jìn)劑（氧化劑）加速界面的h+ 濃度進(jìn)一步快速降低氧化劑+h 還原產(chǎn)物+h2o fe2+氧化劑 fe3+還原產(chǎn)物 (2)由于促進(jìn)劑氧化掉第一步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原子，加快了反應(yīng)（1）的速度

38、，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面h+濃度急劇下降。同時(shí)也將溶液中的fe2+氧化成為fe3+c.磷酸根的多級(jí)離解h3po4 h2po4+h+ hpo42+2h+ po43+3h+ .(3)由于金屬表面的h+濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終會(huì)離解出po43-。d.磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜當(dāng)金屬表面離解出的po43與溶液中（金屬界面）的金屬離子（如zn2+、mn2+、ca2+、fe2+）達(dá)到溶度積常數(shù)ksp時(shí)，就會(huì)形成磷酸鹽沉淀，磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜。2zn2+fe2+2po43+h2ozn2fe(po4)24h2o(4)3zn2+2po43+4h2ozn3(po4)24h2o(5)磷酸鹽

39、沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為磷化晶粒，無(wú)數(shù)個(gè)晶粒緊密堆集形成磷化膜。42.按磷化膜厚度（膜重）分類表7 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t6807-2001版分類膜重g/m2膜的組成用途次輕量級(jí)0.21.0 主要由磷酸鐵、磷酸鈣或其他金屬的磷酸鹽所組成 用作較大形變鋼鐵工件的涂裝底層或耐蝕性要求較低的涂裝底層輕量級(jí)1.14.5 主要由磷酸鋅和（或）其他金屬的磷酸鹽所組成 用作涂裝底層次重量級(jí)4.67.5 主要由磷酸鋅和（或）其他金屬的磷酸鹽所組成 可用作基本不發(fā)生形變鋼鐵工件的涂裝底層重量級(jí)7.5 主要由磷酸鋅、磷酸錳和（或）其他金屬的磷酸鹽組成 不宜作涂裝底層43按磷化成膜物質(zhì)分類按磷化成膜

40、體系主要分為：鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。鋅系 磷化槽液主體成份是：zn2+、h2po3-、no3-、h3po4、促進(jìn)劑等。形成的磷化膜主體組成（鋼鐵件）：zn3(po4)24h2o 、zn2fe(po4)24h2o。磷化晶粒呈樹枝狀、針狀、孔隙較多。廣泛應(yīng)用于涂漆前打底、防腐蝕和冷加工減摩潤(rùn)滑。鋅鈣系 磷化槽液主體成分是：zn2+、ca2+、no3-、h2po4-、h3po4以及其它添加物等。形成磷化膜的主體組成（鋼鐵件）：zn2ca(po4)24h2o、zn2fe(po4)24h2o、zn3(po4)24h2o。磷化晶粒呈緊密顆粒狀（有時(shí)有大的針狀晶粒），孔隙較少。

41、應(yīng)用于涂裝前打底及防腐蝕。鋅錳系 磷化槽液主體組成：zn2+、mn2+、no3-、h2po4-、h3po4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成：zn2fe(po4)24h2o、zn3(po4)24h2o、(mn,fe)5h2(po4)44h2o，磷化晶粒呈顆粒-針狀-樹枝狀混合晶型，孔隙較少。廣泛用于漆前打底、防腐蝕及冷加工減摩潤(rùn)滑。錳系 磷化槽液主體組成：mn2+、no3-、h2po4-、h3po4以及其它一些添加物。在鋼鐵件上形成磷化膜主體組成：(mn,fe)5h2(po4)44h2o。磷化膜厚度大、孔隙少，磷化晶粒呈密集顆粒狀。廣泛應(yīng)用于防腐蝕及冷加工減摩潤(rùn)滑。鐵系 磷化槽液主體組成：fe

42、2+、h2po4-、h3po4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵工件）：fe5h2(po4)44h2o,磷化膜厚度大，磷化溫度高，處理時(shí)間長(zhǎng)，膜孔隙較多，磷化晶粒呈顆粒狀。應(yīng)用于防腐蝕以及冷加工減摩潤(rùn)滑。非晶相鐵系 磷化槽液主體成分：na+(nh4+)、h2po4-、h3po4、moo4-(clo3-、no3-)以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵件）：fe3(po4)28h2o, fe2o3,磷化膜薄，微觀膜結(jié)構(gòu)呈非晶相的平面分布狀，僅應(yīng)用于涂漆前打底。 “三合一”磷化 彩膜(鐵系) 磷化 彩膜(鐵系) 磷化 低溫鋅系磷化 低溫鋅系磷化 鋅錳鎳三元系磷化 中溫鋅系磷化 中溫鋅錳系磷

43、化 中溫鋅鈣系磷化 圖2 常見磷化膜電鏡圖譜 44按磷化施工方式分類全浸泡方式 浸泡-噴淋結(jié)合方式 浸泡-噴淋結(jié)合方式 全噴淋方式 全浸泡方式全噴淋方式 圖3 施工方式圖解45按磷化處理溫度分類按處理溫度可分為常溫、低溫、中溫、高溫四類。常溫磷化，就是不加溫磷化。低溫磷化，一般處理溫度2545。中溫磷化，一般6070。高溫磷化，一般大于80。溫度劃分法本身并不嚴(yán)格，有時(shí)還有亞中溫、亞高溫之法，隨各人的意愿而定，但一般還是遵循上述劃分法。磷化分類方法還有很多，如按材質(zhì)可分為鋼鐵件、鋁件、鋅件以及混合件磷化等。46磷化液組成磷化液的組成種類很多，涂裝前處理用磷化主要是使用低溫(常溫)磷化和中溫磷化，常用的有鋅系、鋅錳系、鋅錳鎳三元系、鋅鈣系、輕鐵系磷化液。常溫低溫磷化是使用非常廣泛的一種磷化工藝。特別是在家用電器行業(yè)，低溫鋅系磷化完全占有主導(dǎo)地位，甚至在汽車行業(yè)，低溫鋅系磷化也占有一定的比重。常溫低溫鋅系