酸洗磷化工藝分為以下幾個(gè)特性:
一、磷化前的預(yù)處理 一般情況下, 磷化處理要求工件表面應(yīng)是潔凈的金屬表面(二合一、三合一、四合一例外)。工件在磷化前必須進(jìn)行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調(diào)整等預(yù)處理。特別是涂漆前打底用磷化還要求作表面調(diào)整,使金屬表面具備一定的"活性",才能獲得均勻、細(xì)致、密實(shí)的磷化膜,達(dá)到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。因此,磷化前處理是獲得高質(zhì)量磷化膜的基礎(chǔ)。
1 除油脂 除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括機(jī)械法、化學(xué)法兩類。機(jī)械法主要是:手工擦刷、噴砂拋丸、火焰灼燒等。化學(xué)法主要:溶劑清洗、酸性清洗劑清洗、強(qiáng)堿液清洗,低堿性清洗劑清洗。以下介紹化學(xué)法除油脂工藝。
1.1 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。zui常見(jiàn)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*,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。
1.2 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OP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。 鹽酸、硫酸酸基的清洗劑應(yīng)用,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(méi)有腐蝕物殘留的隱患,但磷酸成本較高,清洗效率低些。對(duì)于鋅件,鋁件一般不采用酸性清洗劑清洗,特別鋅件在酸中的腐蝕極快。
1.3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)植物油的皂化反應(yīng),形成溶于水的皂化物達(dá)到除油脂的目的。純粹的強(qiáng)堿液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉礦物油脂。因此人們通過(guò)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℃。常用強(qiáng)堿液工藝如下: 處理溫度 >80℃ 處理時(shí)間 5~20min 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。
1.4低堿性清洗液清洗 低堿性清洗液是當(dāng)前應(yīng)用的一類除油脂劑。它的堿性低,一般pH值為9~12。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?lái)的油脂重新吸附在工件表面。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OP類和磺酸鹽型,它在除油脂過(guò)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。一般常用的低堿性清洗液工藝如下: 浸泡型 噴淋型 處理溫度 常溫~80℃ 處理時(shí)間 5~20min 浸泡型清洗劑主要應(yīng)注意的是表面活性劑的濁點(diǎn)問(wèn)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,一般加入陰離子型活性劑即可解決。噴淋型清洗劑應(yīng)加入足夠的消泡劑,在噴淋時(shí)不產(chǎn)生泡沫尤為重要。鋁件、鋅件清洗時(shí),必須考慮到它們?cè)趬A性條件下的腐蝕問(wèn)題,一般宜用接近中性的清洗劑。
二、酸洗 酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的方法。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zui為常見(jiàn)的是鹽酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗時(shí)產(chǎn)生有毒的二氧化氮?dú)怏w,一般很少應(yīng)用。鹽酸酸洗適合在低溫下使用,不宜超過(guò)45℃,使用濃度10% ~45%,還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑為宜。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢,宜在中溫使用,溫度50~80℃,使用濃度10%~25%。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,但磷酸的缺點(diǎn)是成本較高,酸洗速度較慢,一般使用濃度10% ~40%,處理溫度可常溫到80℃。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。具體參見(jiàn)http://www.dowater。。com更多相關(guān)技術(shù)文檔。 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"。但酸洗"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:2[H]→H2↑,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。
三、表面調(diào)整 表面調(diào)整的目的,是促使磷化形成晶粒細(xì)致密實(shí)的磷化膜,以及提高磷化速度。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。兩者的應(yīng)用都非常普及,前者還兼?zhèn)溆谐p銹(工件運(yùn)行過(guò)程中形成的"水銹"及"風(fēng)銹")的作用。在磷化前處理工藝中,是否選用表面調(diào)整工序和選用那一種表調(diào)劑都是由工藝與磷化膜的要求來(lái)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(jìn)入磷化槽時(shí),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。一般中溫鋅鈣系磷化不表調(diào)也行。 磷化前預(yù)處理工藝是: 除油脂--水洗--酸洗--水洗--中和--表調(diào)--磷化 除油除銹"二合一"--水洗--中和--表調(diào)--磷化 除油脂--水洗--表調(diào)--磷化 中和一般就是0.2%~1.0%純堿水溶液。在有些工藝中對(duì)重油脂工件,還增加預(yù)除油脂工序。
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