1Basic&New金属表面処理技術専門コース金属表面処理技術専門コース日本ペイント株式会社Basic&Newサーフ事業部磷酸盐前处理介绍2为什么要进行前处理?-清洁基材表面!!-增强耐腐蚀性能!!-增加涂料与工件的附着力!!3前处理和未进行前处理的比较划痕疤没有前处理划痕SCAB(CCT)有前处理4Fe95%Cu1.5%Al1.5%Zn1.1%Pb0.8%Ni0.1%其他0.2%为什么铁会生锈?-地球上各种金属含量铁的含量最高5机械腐蚀优质钢材SO2H2OSSiO2Fe纯铁的制造是一个精炼的过程.这个过程是用特定的条件将铁与污染环境(铁原子除外)隔离。所以,纯铁是一个不稳定的状态,它一直有一个回到稳定状态的趋势。COO2SSFeH2OH2OSiO2稳定环境=腐蚀环境6生锈的因素-水铁与水的接触时间。灰尘、铁粒子,等等。-盐吸水和破坏氧化层.Fe(OH)2絮状胶体-酸腐蚀氧化层和活化表面.(气态酸和/或酸雨)-碱一般情况下在碱液里不会生成Fe(OH)2,所以不会被腐蚀。如果有一滴碱液滴到表面上,碱会使其比周围脆弱,这样就会生锈。-温度加快腐蚀速度.1.5倍/10度-湿度与温度有很大的关系.(不包括露水)7为什么有危害?Fe2Fe(OH)3Fe表面锈层(铁锈)没有磷化反应Fe2Fe(OH)3Fe(initialetching),(铁锈)只在锈层表面.磷化层锈层表面无法生成磷酸盐晶体2Fe(OH)3铁锈仍然存在。涂层由于水从涂层外部渗透进去,铁锈会不断生长。8防锈油Steel磷酸锌层电泳电泳未处理前处理电泳涂装过程目的:改善防锈能力和涂装性能中涂1~3mmSteelSteel磷酸锌层SteelSteel磷酸锌层磷酸锌层电泳15~30mm30~40mm中涂30~40mm表涂目的:改善防锈能力和涂装性能中涂目的:提高整平性表涂目的:得到好的外表9为什么前处理能使涂料附着力更好?磷化层为结晶体基体前处理区未处理区磷化层涂后涂层接触面加大,涂层附着力加强。因为涂料渗透进磷酸盐晶体的间隙内.(固定作用)前处理区基体未处理区固定作用10磷酸锌喷去除表面的油、灰尘、铁削等等洗去脱脂液目的表调1.纯水洗不是必需工序,但是,有利于得到高质量的磷化膜.如果下一道工序是电咏则必需用纯水洗工序.工艺去除氧化层、铁锈等等。去除酸洗液洗去前面工序的溶液为在金属表面生成均匀的磷酸锌层做准备形成磷酸锌层洗去化成液用新鲜水洗表面。水回流去上一道工序。用纯水洗去基体表面的各种离子,防止污染下一道工序.2.酸洗工序尽量不要使用喷淋,因为它会影响环境.OOOOOOOOOOOOOOOOO(O)O标准有酸洗工序浸OOOOOOOO(O)OOO脱脂水洗酸洗水洗水洗化成水洗水洗新鲜水洗纯水洗烘干(供选择)洗去化成液非必需.根据磷化或工艺条件进行选择.11什么是脱脂?是去除油脂。如防锈油或冲压油.脱脂类型碱性脱脂剂(AlkalineBuilder+表面活性剂)乳液脱脂剂(溶剂+表面活性剂)溶剂脱脂剂(Trichloroethane,四氯乙烯,等等.)12HydrophilicGroupSurfactant脱脂剂的作用碱促进剂表面活性剂SteelOil表面活性剂吸附、渗透进油层.表面活性剂乳化、分散另一个作用:碱的作用皂化,渗透,分散,乳化,清水,不能用硬水物理作用喷淋压力,循环压力槽液温度FluxionalityofOilOleophilicGroupSteel13什么是表调?这个过程促进清洁表面的磷化能力,改善表面条件,使得到细小和高质量的磷化晶体成为可能.钛盐表调剂的组成磷酸钠14表调的作用活性点(阴极区)越多越易形成细小、均匀高质量的磷化晶体.晶体(磷酸锌)活性点没有活性点的结晶状态.通过在金属表面形成弱碱的环境,防止金属在磷化前发生腐蚀.很多活性点的结晶状态.磷化反应在很短的时间内就会停止,因为表面的结晶覆盖速度比没有表调的快.晶体(磷酸锌)活性点15有表调没有表调磷化时间(秒)1030609012030016底材皮膜类型1.5~3.0g/m2镀锌钢板前处理皮膜类型AsCr数量涂层状况磷酸锌晶体磷酸铁磷酸钙磷酸锌卷涂铬0.3~0.9g/m21.0~3.0g/m23.0~5.0g/m210~100mg/m2钢板涂布量晶体晶体非晶体非晶体17磷化层的作用只有脱脂磷酸铁磷酸锌-0.6~0.81~3涂布量(g/m2)△(80/100)◎(100/100)划痕试验◎(100/100)◎(500g×50cm)◎(500g×50cm)耐冲击试验◎(500g×50cm)×(NG)△(任何一边3mm以内)盐雾试验72h◎(OK)18补充剂(SURFDINE)磷酸锌化成液组成药剂组成作用促进剂(TONER)亚硝酸盐磷酸二氢锌磷酸金属离子MnNi其他硝酸盐氟化合物合成氟化合物其他磷酸锌皮膜的主要成分腐蚀剂磷酸锌皮膜的主要成分促进剂促进剂促进剂19氢离子在阴极区得到电子生成氢原子(氢气).这样会使阴极区由于氢离子浓度减少,PH值上升.铁在阳极区溶解.3Zn2++2H2PO4-(1)当基体浸入化成液时,磷酸会溶解基体(铁)表面.e(微电子)FeFe2++2e-阳极+a2H++2e-H2↑阴极-bFe+2H+(2)磷酸锌溶液的平衡化成反应机理page-1Zn3(PO4)2+4H+Fe2++H2↑203Zn2++2H2PO4-由于氢离子浓度降低,平衡(1)向右移动。在阴极区析出磷酸锌(不溶性盐)晶体。磷酸盐层为了使基体表面完全被磷酸盐晶体覆盖,必需促进反应(2)进行。促进剂:通过将Fe2+氧化成Fe3+生成磷酸铁沉淀,将铁离子从磷化液里除去。通过将氢气氧化成水,去除吸附在基体表面、阻止反应进行的氢气。page-2Zn3(PO4)2+4H+磷化反应机理21通过使用促进剂,促进平衡(2)向右移动。Fe2+FePO4沉淀促进剂[Fe2+→Fe3+]H2↑+H2O[O]一部分可溶性Fe2+进入磷酸锌晶体,生成Zn2Fe(PO4)2晶体。page-3Fe+2H+磷化反应机理22浸渍(间隔喷淋)大大~小非常好大大中钢板90~180镀锌板30~180铝板60~180工艺选择工艺产品型号产品型号磷化品质可使用性磷化时间(秒)设备投资运行费用设备空间大中~小非常好钢板60~180镀锌板30~180铝板5~30大大大浸渍(Tact)前处理工艺喷淋好~非常好大~中大~小好非常好小小中钢板120~600镀锌板30~180铝板15~180非常好23喷淋系统喷嘴槽液泵喷嘴喷嘴喷嘴P泵P24浸渍系统表调汤洗脱脂脱脂水洗磷化水洗25前处理管理前处理生产线管理药品管理设备管理喷嘴方向,喷嘴堵塞磷酸盐质量时间药品补给温度药品浓度输送泵沉淀槽仪表及刻度过滤网,过滤器搅动,喷淋泵26脱脂工艺管理要点1.油层情况钢板制造:防锈油加工过程中的油油层寿命(由于长时间放置,油层固化变质.)27粉红色白色脱脂槽控制游离碱度的检测是通过中和滴定来进行的,asaunitoffreealkalinepoint.加3~4滴酚酞指示剂.用0.1N-HCl充满滴定管,然后滴定.药样10ml.滴定至粉红色变为白色,所消耗盐酸的毫升数即为游离碱度。28表调槽控制游离碱度的检测是通过中和滴定来进行的,asaunitoftotalalkalinepoint.加3~4滴溴酚蓝.药样10ml.蓝色用0.1N-HCl充满滴定管,然后滴定..黄色滴定至蓝色变为黄色,所消耗盐酸的毫升数即为总碱度.29磷化工艺管理1.浓度管理磷酸锌总酸游离酸(标志腐蚀能力)促进度浓度2.平衡浓度酸比=总酸/游离酸调整酸比:使用中和剂30(1)温度太高---反应速度过快太低---磷化效果不好,难形成磷化膜(2)时间太短---磷化效果不好太长----磷化层重新溶解(3)循环泵,喷淋泵压力喷嘴堵塞喷嘴方向磷化工艺管理要点31磷化槽管理磷化槽管理,检测:总酸,游离酸和促进度值.加2~3滴酚酞指示剂总酸游离酸样液10ml.透明黄绿色白色粉红色(淡)蓝紫色加3~4滴溴酚蓝指示剂透明用0.1N-NaOH充满滴定管,然后滴定.用0.1N-NaOH充满滴定管,然后滴定.滴定至无色变为粉红色,所消耗0.1N-NaOH的毫升数即为总酸度.滴定至蓝紫色,所消耗0.1N-NaOH的毫升数即为游离酸度.32促进剂浓度管理这种方法用于生产线上促进度的浓度检测.Specialglassware(FermentationTube)isrequiredfortheacceleratorconcentrationcheck.TONER值(促进剂浓度)是通过检测产生气体的量来测量的.用样液充满促进度测定仪,左端部分不能含有气体.向测定仪中加入约5克(1药勺)SURFREAGENT#50,然后立即用手指堵住右边开口,迅速将测定仪垂直倒立使SURFREAGENT#50尽快到达尖端部分.读取尖端部分的气体体积,即为TONER值.33(2)脱脂后水洗工艺管理的注意事项.保证槽体远离强碱.不能用高硬度水.快速处理问题.(NoStop)(1)脱脂后的水洗工艺管理.水洗槽的污染度控制.常时溢流.水洗工艺的管理要点34(3)磷化后水洗工艺管理的注意事项.磷酸锌处理后迅速水洗基体.尽可能减少沉渣附着量.使用经过处理的水清洗.(必需符合水质标准)水洗工艺管理要点35常见生产线问题及解决对策36脱脂槽管理项目:项目确认检查周期问题点对策表面状态-确认表面油的状态-确认油的凝固状态1次/日油渍过量油斑用旧麻布擦试用辛纳水或刷子刷,碱度测定药品指示剂:P.P浓度测定:0.1N-HCL1次/小时浓度高时结晶粗浓度低时脱脂能力下降调整水补充量调整药品增补量液温度插在槽子中的温度计1次/2小时温度高时:材质部分得到干燥温度低时:脱脂能力下降调整基准温度槽循环确认槽液循环1次/2小时循环大时:脱脂不均一循环小时:脱脂能力差调整循环泵及过滤器确认过滤(确认液面)1次/小时过滤器中有异物时泵会有问题清洁过滤器喷嘴肉眼确认喷淋状态1次/2小时喷淋不稳定:脱脂不均匀喷嘴堵塞:脱脂能力下降检查泵压力清洁喷嘴加热装置确认进口,出口,交换装置1次/1日有压力差时:维持一定温度会有问题生产线未启动时进行分体清扫浸渍槽循环(泵)喷淋槽(泵)检查循环压力确认是否漏水检查声音及振动1次/2小时压力下降:脱脂能力下降声音和动静异常:循环喷淋中断漏水:失去脱脂液提高循环压力检查泵修理漏水部分药品的补增装置检查增补量检查后调整增补量1次/1日增补量下降时:脱脂能力下降调整增补量油水分离器检查启动装置检查排油部分1次/1日槽内油分增加:污染脱脂液37项目确认检查周期问题点对策总酸测定药品:指示剂:P.P浓度测定:0.1N-NaOH1次/1小时浓度高时:过量涂布,成本提高;浓度低时:黄锈,未涂布上降低浓度提高浓度游离酸测定药品:指示剂:B.P.B浓度测定:0.1N-NaOH1次/1小时浓度高时:黄锈,未涂布上;浓度低时:涂布过量补充中和剂调整浓度;补充化成剂调整浓度酸比总酸/游离酸=酸比1次/1小时高时:皮膜过厚低时:皮膜过薄降低游离酸度Toner值Toner测定仪1次/1小时高时:未涂布上低时:黄锈,皮膜薄停止补充促进剂;增加促进剂的补充量温度查看温度计确认是否漏水检查声音及动静1次/2小时高时:产生多量沉渣,酸比下降,Zn量的沉淀低时:黄锈,皮膜薄降低温度,调整到基准温度;提高温度,调整至基准温度过滤器确认过滤(确认是否堵塞)1次/2小时过滤器中有异物时泵会有问题清洁过滤器喷淋嘴确认表面液体流动状态1次/2小时喷淋不稳定:脱脂不均匀喷嘴堵塞:脱脂能力下降检查泵压力清洁喷嘴热交换器确认入口和出口的压力1次/1日压力差大时:对热交换有影响用硝酸洗涤化成槽管理项目:38前处理品质报告书事例6.皮膜结晶照片7.对结果的意见结晶大小、皮膜重量也正常。SEM(0˚×1000)化成液各离子浓度均在标准范围内,从皮膜晶相照片上看不出任何异常,SP1.目的:对表面处理Line进行检查品质以确保品质的稳定性及事先掌握并改善生产时可能会引起的问题来形成稳定的Line。2.取样日期:2005.11.103