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涂装前处理工艺设计的一般原则

发布人:admin发布日期:2018-03-13 点击率:

磷化(Ⅴ)——涂装前处理工艺设计的一般原则

建立涂装前处理生产线,先要完成工艺设计,然后才能进行非标设备的设计、制造和安装。因此工艺设计是建立生产线的基础,正确、合理的路线对生产操作及产品质量将会产生良好的影响。工艺设计的内容主要包括:处理方法,处理时间,工艺流程等。

1、处理方式

工件处理方式,是指工件以何种方式与槽液接触达到化学预处理之目的,包括全浸泡式、全喷淋式、喷淋浸泡组合式、刷涂式等。它主要取决于工件的几何尺寸及形状、场地面积、投资规模、生产量等因素的影响。例如几何尺寸复杂的工件,不适合于喷淋方式;油箱、油桶类工件在液体中不易沉入,因而不适合于浸泡方式。

1.1 全浸泡方式

将工件完全浸泡在槽液中,待处理一段时间后取出,完成除油或除锈磷化等目标的一种常见处理方式,工件的几何形状繁简各异,只要液体能够到达的地方,都能实现处理目标,这是浸泡方式的独特优点,是喷淋、刷涂所不能比拟的。其不足之处,是没有机械冲刷的辅助使用,因此处理速度相对较慢,处理时间较长,特别是象连续悬挂输送工件时,除工件在槽内运行时间外,还有工件上下坡时间,因而使设备增长,场地面积和投资增大。仅对磷化而言,目前国外比较趋向于采用全浸泡方式,据称全浸泡磷化易形成含铁量较高的颗粒状结晶磷化膜,与阴极电泳具有好的配套性。

1.2 全喷淋方式

用泵将液体加压,并以0.1~0.2Mpa的压力使液体形成雾状,喷射在工件上达到处理效果。由于喷淋时有机械冲刷和液体更新使用,因此处理速度加快、时间缩短。生产线长度缩短,相应节首了场地、设备、不足之处是,几何形状较复杂的工件,像内腔、拐角处等液体不易到达,处理效果不好,因此只适合于处理几何形状简单的工件。喷淋方式也不太适合于酸洗除锈,它会带来设备腐蚀、工序间生锈等一系列问题,因此在选择喷淋酸洗时必须十分慎重。据报道,全喷淋磷化易形成结晶枝状粗大、含铁量较低的磷化膜,国外不提倡作为阴极电泳漆前打底的前处理。全喷淋方式主要应用于家用电器、零部件类的粉末涂装、静电涂漆、阳极电泳等。

1.3 喷淋-浸泡结合式

喷淋-浸泡结合式,一般是在某道工序时,工件先是喷淋,然后入槽浸泡,出槽后再喷淋,所有的喷淋、浸泡均是同一槽液。这种结合方式即保留了喷淋的高效率,提高处理速度,又具有浸泡过程,使工件所有部位均可得到有效处理。因此喷淋-浸泡结合式前处理即能在较短时间内完成处理工序,设备占用场地也相对较少,同时又可获得满意的处理效果。目前在国内外,对于前处理要求较高的汽车行业,一般都趋向于采取喷淋-浸泡结合方式。

1.4 刷涂方式

直接将处理液通过手工刷涂到工件表面,来达到化学处理的目的,这种方式一般不易获得很好的处理效果,在工厂应用较少。对于某些大型、形状较简单的工件,可以考虑用这种方式。

2、处理温度

从节省能源、改善劳动环境、降低生产成本、化学反应速度、处理时间和生产速度要求出发,在生产应用中普遍采用的是低温或中温前处理工艺。

工件除有液态油污外,还有少量固态油脂,在低温下,固态油脂很难去除,因此脱脂温度不管是浸泡还是喷淋均应选择中温范围。如果只有液态油脂,选用低温脱脂完全可以达到要求。

对一般锈蚀及氧化皮工件,应选择中温酸洗,方可保证在10min内彻底除掉锈蚀物及氧化皮。除非有足够的理由,一般不选择低温或不加温酸洗除锈,低温酸洗仅限于如:工件锈蚀很少、无氧化皮;除锈时间不受限制;允许采用盐酸酸洗等情况。

表面调整工序,通常不需加温,一般就是常温处理。

低温或中温磷化,磷化速度都没有明显的差别,都可在较短的时间内快速形成磷化膜。磷化后的工件,如果要求有较长的工序间存放时间,变应该选择中温磷化,才会有较好的防锈效果。

整个前处理过程,都可采用常温不加温洗方式,如果最后一道水洗是热水烫干,其水温应在80℃以上。

3、处理时间

处理方式、处理温度一旦选定,处理时间应根据工件的油污、锈蚀程度来定。一般可参考前处理药剂使用说明书的处理时间要求。

4、工艺流程

根据工件油污、锈蚀程度以及底漆要求,分为不同的工艺流程。

4.1 完全无锈工件

预脱脂——脱脂——水清洗——表调——磷化——水清洗——烘干(电泳底漆时可不干燥,直接进入电泳槽)。这是标准的四工位流程,应用面广,适合于各类冷轧板及机加工的无锈工件前处理,还可将表调剂加到脱脂槽内,减少一道表调工序。

4.2 一般油污、锈蚀、氧化皮混合工件

脱脂除锈"二合一"——水清洗——中和——表调——磷化——水清洗——烘干(或直接电泳)。这套工艺是国内应用最为广泛的流程,适合各类工件(重油污除外)的前处理;如果采用中温磷化,还可省掉表调工序,简单的板型工件,也可省掉中和工序,成为标准带锈件的四工位工艺。

4.3 重油污、锈蚀、氧化皮类工件

预脱脂——水清洗——脱脂除锈"二合一"——水清洗——中和——表调——磷化——水清洗——烘干(或直接进入电泳槽)。对于重油污的工件,首先应进行预脱脂,除去大部分的油脂,以保证在下一步脱脂除锈"二合一"处理后,得到完全洁净的金属表面。

5、几点注意事项

在工艺设计中有些小地方应该十分注意,即使有些是与设备设计有关的,如果考虑不周,将会对生产线的运行及工人操作产生很多不利的影响,如工序间隔时间,溢流水洗,磷化除渣,工件的工艺孔,槽体及加热管材料等。

5.1 工序间隔时间

各个工序间的间隔时间如果太长,会造成工件在运行过程中二次生锈,特别是有酸洗工艺时,酸洗后工件极易在空气中氧化生锈泛绿,最好设有工序间水膜保护,可减少生锈。生锈泛黄泛绿的工件,严重影响磷化效果,造成工件挂灰、泛黄,不能形成完整的磷化膜,所以应尽量缩短工序间的间隔时间。工序间的间隔时间若太短,工件存水处的水,不能完全有效的沥干,产生串槽现象,特别在喷淋方式时,会产生相互喷射飞溅串槽,使槽液成分不易控制,甚至槽液遭到破坏。因此在考虑工序间隔时,应根据工件几何尺寸、形状选择一个恰当的工序间隔时间。

5.2 溢流水清洗

提倡溢流水洗,以保证工件充分清洗干净,减少串槽现象。溢流时应该从底部进水,对角线上部开溢流孔溢流。

5.3 工件工艺孔

对于某些管形件或易形成死角存水的工件,必须选择适当的位置钻好工艺孔,保证水能在较短的时间内充分流尽。否则会造成串槽或者要在空中长时间沥干,产生二次生锈,影响磷化效果。

5.4 磷化除渣

对于任何一种磷化液都会或多或少产生沉渣(轻铁系彩色磷化沉渣很少),应在工艺予设计时注明设有磷化除渣装置,特别是喷淋磷化时,除渣装置必不可少,典型的除渣装置有:斜板沉淀器、高位沉淀塔、离心除渣器、纸布袋滤渣等都可供选择。

5.5 槽体及加热管材料

虽然对于槽体加热管材料的选择不是工艺设计的内容,如果在工艺设计时不予提醒,可能会造成设备设计人员的疏忽,而影响整个生产线的运行。对于硫酸、盐酸酸洗时,其槽体材料只能选用玻璃钢、花岗岩、塑料,加热管只能选用铅锑合金管、陶瓷管,而不能选用不锈钢材料。如果是采用磷酸酸洗,其槽体及加热管材料均可选用不锈钢材料,当然玻璃钢、塑料、花岗岩均可。

6、几种典型前处理工艺

6.1 汽车车身类

此类工件均为冷轧板冲压焊接而成,要求工件不能有锈蚀,即使有极少量锈点也应在上件前打磨掉。采用阴极电泳底漆,对前处理要求较高。典型工艺为:

(1)手工预擦;

(2)预脱脂 喷淋,50~70℃,1min

(3)脱脂 喷淋-浸泡-喷淋,50~70℃,0.5~2.0~0.5min

(4)水清洗二道 喷淋,常温,1min

(5)表调 喷淋,常温,1min

(6)磷化 喷淋-浸泡-喷淋,50~60℃,1.0~3.0~0.5min

(7)水清洗 喷淋,常温,1min

(8)循环去离子水洗 喷淋,常温,1min

(9)新鲜去离子水洗 喷淋,常温,1min

6.2 家用电器类

一般也是由冷轧板冲压而成,极少量锈蚀预先打磨掉。主要工件是冰箱、洗衣机、空调器、家用小电器等。前处理后是粉末涂装,也有部分是静电或空气喷漆。典型工艺为:

(1)预脱脂 喷淋,50~70℃,1min;

(2)脱脂 喷淋,50~70℃,1.5min;

(3)水清洗 喷淋,常温,1min;

(4)表调 喷淋,常温,0.5min;

(5)磷化 喷淋,30~45℃,2.5min;

(6)水清洗二道 喷淋,常温,1min;

(7)去离子水洗 喷淋,常温,1min;

(8)烘干 10~140℃,10min。

6.3 汽车零部件、家用车、改装车类

这类产品批量一般不是很大,因此工序间时间长,工件带有锈蚀、氧化皮、油污等。常用工艺为:

(1)脱脂除锈"二合一" 浸泡,15~40℃,10min;

(2)水清洗 浸泡,常温,1min ;

(3)中和 浸泡,常温,1min;

(4)表调 浸泡,常温,1min;

(5)磷化 浸泡,15~40℃,10min;

(6)水清洗二道 浸泡,常温,1min;

(7)烘干 110~140℃,10min。

6.4 自行车、摩托车、拖拉机类 www.dianjiaoji.org.cn

因大部分工件有锈蚀、氧化皮、油污,产量一般都较大,要求处理速度快。一般工艺为:

(1)除油除锈"二合一" 浸泡,60~70℃,50~70℃,10min;

(2)水清洗 浸泡,常温,1min;

(3)中和 浸泡,常温,1min;

(4)表调 浸泡,常温,1min;

(5)磷化 浸泡,30~70℃,6min;

(6)水清洗二道 浸泡,常温,1min;

(7)烘干 110~140℃,10min。

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