金属表面预处理方法及技巧

金属表面预处理方法及技巧深圳雷邦磷化液工程部编辑摘要：金属成分中不含铁类的金属叫有色金属，常用的有铝、锌、镁、铜、铅、铬、镉等及其合金和镀层。在一般环境中，有色金属一般不需涂刷保护层，因为其氧化产物具有比钢铁氧化物强得多的附着力和抗渗透能力。但当其处于高盐、高湿、酸雾、碱性等腐蚀环境中，或因装饰等原因，也需要进行涂装。要使有色金属的涂层牢固附着，关键在于充分的表面处理，基材上不能有油脂、锈蚀、污物和失效旧涂层，同时要特别注意所选择的底漆不能含有与底材不适应的颜填料等物质。有色金属通常选用磷化底漆。其常用处理方法见表1。表1有色金属基层的处理及底漆金属类型处理方法底漆工厂现场铝板酸或碱除油砂布处理的同时除油或用松香水除油磷化底漆、铬酸锌底漆镀锌板酸或碱除油露天自然腐蚀数月或用松香水除油铬酸锌底漆、高铅酸钙或磷化底漆喷镀锌砂布处理的同时除油砂布处理的同时除油涂磷化底漆后再涂铬酸锌底漆紫铜、黄铜、青铜溶剂除油砂布或松香水擦除油剂（不自然腐蚀和干磨）涂磷化底漆后再涂铬酸锌底漆铅一般不处理露天自然腐蚀数月或用砂布、松香水湿磨磷化底漆镀锡溶剂除油用砂布、松香水轻磨磷化底漆、铬酸锌底漆镀铬一般不处理用砂布、松香水轻磨磷化底漆镀镉酸或碱除油用砂布、松香水轻磨磷化底漆一、铝及其合金的表面处理及技巧铝是一种比较活泼的金属，银白色，具有光泽，密度2.7g/cm3，熔点660℃，纯铝机械强度较低，通常加入镁、铜、锌等制成合金，具有质量轻、强度大的特点，所以在国民经济各个行业得到广泛应用，常见品种如表2所示。表2铝及铝合金常见品种品种主要牌号型材及用途纯铝L1、L2、L3、L4、L5、L6板、棒、丝，作一般冲压件用防锈铝合金LF1、LF2、LF3、LF5、LF7、LF21板、管，做各种零件用硬铝LY1、LY2、LY6、LY10、LY11、LY12、LY16板、棒、丝、管、作型材、锻件过硬铝LC4、LC9板、棒、管、作型材锻铝LD2、LD5、LD7、LD10棒及各种锻件纯铝具有较好的防锈性能，制成合金后，在强度提高的同时，防锈性能有所下降;此外，铝及其合金表面光滑，不利于涂层附着。其加工过程中，也会带来油污和灰尘，影响附着力。为了提高它们的防腐能力，需要进行表面处理和涂装保护。1.油、锈及污物的清除与其他表面一样，除油是表面处理的第一道重要工序，要注意铝表面不能用强碱清洗，一般采用有机溶剂和表面活性剂方法除油。除去表面锈蚀和污物时，要尽量不损伤原有完整的氧化膜，所以通常不能采用硬物刮擦，可以用细砂纸或研磨膏轻轻打磨表面，必要时，可采用竹片除去旧涂膜等污物。2.表面转化处理对于新的铝合金表面，氧化是一种较好的铝合金表面防锈方法，一般有化学氧化法(酸性、碱性、磷酸一铬酸盐)和电化学氧化法，化学转化后的表面要在24h内涂上底漆，否则需要涂磷化底漆，以免影响附着力。3.有机涂层应避免使用石墨和含铅、铜等金属材料(锌除外)的底漆，因为这些物质在潮湿条件下会与铝表面发生不良反应，通常采用锌铬黄底漆。二、锌及其合金的表面处理及技巧锌及其合金在工业上的应用主要是各种镀锌板和锌铝合金，其表面平滑，涂膜附着不牢固。又由于锌是活泼金属，易于与涂料中的基料发生反应生成锌皂，破坏锌面与涂层的结合力。所以，通常要进行表面处理(转化)，以形成一个防止锌皂形成的保护膜，增加表面粗糙度，提高涂层附着力。1.油、锈及污物的清除首先，刷洗表面的非油性污物，然后用非离子型清洗剂水溶液进行除油，并彻底洗净，不得残留清洗剂;或用松香水等有机溶剂除油，但要注意经常更换抹布，以防止重新沽污。在除锈时，可以使用钢丝刷和砂布，锈蚀严重时，可采用轻微喷砂处理。2.化学转化处理锌及其合金的转化，主要采用钝化(即铬酸盐酸性氧化)和磷化，其钝化膜的质量为lg/m2，左右，一般在出厂前进行。进行过钝化的合金难以磷化，所以磷化主要是对未钝化的镀锌钢而言，磷化膜的主要成分比较简单，全部成分都是单一的磷酸锌，磷化迅速，质量一般为1-5g/m2，其主要缺点是二次附着力较低。加入镍、锰等金属，有利于提高附着力。化学转化后的表面要在24h内涂上底漆，否则可以涂磷化底漆，以免影响附着力。3，有机涂层应避免使用含石墨和铅、铜等金属材料的底漆，也应尽量避免采用油性漆，如醇酸漆，因为这些物质或其产物在潮湿条件下，会与锌表面发生不良反应，通常采用锌铬黄作底漆，或使用锌粉底漆、铅酸钙底漆和磷化底漆。此外由于锌表面有较多微孔，所以第一道漆应稍稀释，一般添加总量10%-20%的稀释剂，以便更好地封闭这些微孔。三、镁及其合金的表面处理及技巧镁合金质量轻，比强度和比刚度高，是重要的航空材料之但在潮湿和沿海地区腐蚀速度比铝合金快得多，与铝合金相比，除了表面处理和涂装保护外，还需增加封闭处理。镁合金的天然氧化膜薄而不致密，机械强度也不高，极易破坏而再次腐蚀，而且其氧化产物为碱性，对有机涂层有较强的破坏作用。所以涂装前，必须像钢铁一样全部除去。1.油、锈及污物的清除首先，刷洗表面的非油性污物，然后根据具体情况采用机械除锈、溶剂、碱除油、酸中和等方法，可以单一使用或组合使用，见表3。表3镁合金的表面处理方法处理类型施工方法应用范围备注机械除锈钢丝刷刷擦砂纸打磨用于除去厚的氧化物和灰尘，是一种快速处理方法仅用于铸件毛坯喷砂后会在表面留下砂粒，用硫轻型喷砂酸或硝酸浸渍清除溶剂清洗溶剂清洗溶剂蒸汽清洗清洗剂清洗在碱洗前除去过多的油污适用于各种镁合金所用溶剂可以是氯化烃类、汽油、喷漆稀料等碱清洗热碱溶液电解除去油脂和旧涂层，是应用最广泛的镁合金表面处理方法适用于各种镁合金所用碱液可以是碳酸钠、氢氧化钠等酸清洗浸渍为碱清洗的后续工序，以清除残留碱液，防止碱液破坏涂层铬酸浸渍适用于高精度零件，不影响尺寸;铬酸硝酸钠适用于锻件和挤压件，对零件有轻微腐蚀，应控制处理时间;硝酸仅适用于铸件毛坯。2，化学转化处理镁合金的转化，主要采用化学或电化学氧化法，以在其表面形成一层薄而均匀的氧化膜，对涂层具有良好的附着力。常用的化学氧化法如表4所示，以铬酸盐酸性氧化法最为常用。表4镁合金的化学氧化化学氧化方法优点缺点氟氧化常温氧化，膜层有较高电阻，不影响零件尺寸精度，适用于高精度零件和含铜、铝衬套的组合件醋酸法易操作，氧化时间短，不影响零件尺寸精度膜层耐蚀能力差明矾法常温氧化，氧化后零件尺寸变小，适用于各种镁合金重铬酸钾一硫酸锰法膜层耐蚀能力高，不影响零件尺寸精度处理温度高重铬酸钠一硫酸锰法膜层耐蚀能力高，不影响零件尺寸精度处理温度高苯钾法氧化槽溶液比较稳定，适用于高精度零件和含铜、铝、镀锌、镀铬件衬套的组合件，膜层耐蚀能力高3.封闭处理镁合金在水汽存在条件下极易腐蚀，所以，在进行了化学转化处理后，还需要封闭处理，即采用柔软、耐久、耐水的树脂进行浸渍，常用的材料是环氧酚醛树脂液，封闭工艺如下。①将被处理物预热到100--110℃，保持10min，以除去微孔中的水分。②冷却至(60士10)℃,浸入树脂液中，保持转动，使各部分全部蘸满树脂液，提出后，保持15-30min，除去底部多余的树脂液滴，放人(130士5)℃烘箱烘烤15min。③冷却至(60士10)℃，再浸人树脂液中，重复进行三次封闭操作即可，控制总千膜厚不大于25μm。此外，对于大型物体，也可以采用喷涂的方式进行封闭操作。4.有机涂层应避免使用含炭黑、石墨和铅、铜等金属材料的底漆，因为这些物质在潮湿条件下，会与镁表面发生不良反应，通常采用锌铬黄作底漆，因为当涂膜损坏时，铬酸盐可以起到缓蚀剂的作用。四、其他金属的表面处理及技巧除了上述常用的铝、锌、镁及其合金外，还有下列有色金属。1.铜及其合金的表面处理铜合金的氧化和钝化可以有效保持铜的本色，并具有较好的防腐性能。注意铜及其合金会影响某些油性漆的干燥，如亚麻油为主的漆。酸性涂料会与铜粉发生反应，形成绿色污染，所以表面处理时，首先用松香水等除油，然后用细砂纸打毛或涂一层磷化底漆，要注意用溶剂擦去打磨下来的铜粉。铜合金一般选用锌铬黄底漆或铅酸钙底漆。如果要涂清漆，保持原有铜的色彩，可以用40g精盐兑1L醋的溶液或直接用擦铜油进行研磨后再涂清漆。2.铅表面一般不需处理，涂料在铅表面容易发生开裂，对于新的表面要先用5%磷酸溶液处理，选用锌铬黄底漆或铅酸钙底漆。