涂装加工的锆系薄膜前处理工艺
作者:admin 发布时间:2019-08-19 10:41

涂装加工前处置的作用是清洁白车身, 进步电泳漆膜的附着力、耐蚀性能和全涂层的装饰性。三元锌系磷化体系作为汽车涂装前处置的规范工艺曾经应用40多年, 其主要缺陷是磷化沉渣量大、需对设备停止定期酸洗;为了保证磷化膜良好的成膜性, 需设置表调、钝化等工序, 使前处置工艺中的化学过程多, 相应的化学品用量也大;磷化废水中含重金属镍和锰, 对环境形成污染。为了满足整车厂的涂装标准, 并最大水平地降低前处置的本钱和对环境的影响, 必需以环保型的前处置工艺取代之。回忆了汽车涂装前处置的开展进程, 着重引见了新型锆系薄膜前处置工艺的有关状况。

涂装加工一、涂装加工前处置工艺的开展进程

 

1.手工前处置

 

    在汽车涂装的初始阶段, 人们采用手工办法借助刮刀和砂轮等工具对被涂工件停止前处置, 去除白车身上的锈迹和污染物。这种办法需求大量的劳动力, 而且外表清算不彻底, 还容易对车身钣金件形成伤害。

 

2.机械前处置

 

    喷砂等机械处置办法的除锈和除油污效果固然较好, 但施工难度高;另外, 喷砂过程中产生的灰尘严重影响工人的安康并形成环境污染。

 

3.化学前处置

 

    从20世纪初开端, 机械前处置逐渐被化学前处置——脱脂、磷化所取代。磷化膜做为电泳的底层, 能够进步电泳漆膜的附着力和耐腐蚀性能。

    磷化工艺最早见于1869年英国Ross的专利, 但当时磷化处置需2~2.5 h才干完成, 所以尔后的磷化技术开展重点在于如何缩短磷化时间。一战期间, 帕卡公司将铁锰合金溶进60%~70%的磷酸中, 再经过过滤和冷却制得的固体“帕克粉”, 能使游离磷酸与化合态磷酸之间维持稳定的均衡, 因而, 采用“帕卡粉”磷化的操作和控制都比拟容易, 但成膜时间仍需约1 h。1929年, 人们发现参加少量铜盐能够使磷化成膜时间从1 h减少到10 min, 于是这种工艺很快得到了普遍应用。1931年, 发现添加氧化剂 (例如硝酸盐) 能加速磷化膜的构成——仅需5 min即可。1934年, 用磷化液放射工件的办法使得磷化技术又获得了令人注目的停顿, 放射法将磷化成膜时间进一步缩短为60~90 s, 并使磷化工艺能够处置一些大的工件 (如冰箱壳体和汽车车身) 。在二战期间, 美国的Jernstadt发现钛能够使磷化膜更平均、结晶更细致。另外, 美国还创造出特地处置铝的磷化液 (在传统磷酸锌系统的根底上, 参加某些氟化物) 。到20世纪60年代, 三元锌系磷化成为金属外表处置的规范工艺。

    目前, 简直一切的汽车制造厂商都采用了三元锌系磷化工艺。这种工艺的缺陷为:产生废水 (含有重金属镍、锰等) 和废渣、化学过程多 (表调、磷化、钝化) 、磷化反响需加热 (50℃) , 随着环保认识的进步, 迫切请求以新的绿色工艺取代传统的磷化。

 

二、锆系薄膜前处置工艺

 

    涂装加工关于锆系薄膜前处置工艺是对传统磷化工艺停止的改造。该工艺是在车身上涂覆十分薄 (20~200nm) 的含氧化锆的涂层, 以此替代传统的磷化层 (约3μm) 。锆系薄膜前处置工艺不需求表调和钝化步骤, 而且成膜反响可在室温条件下停止。

    2002年, Henkel公司率先在全球推出合适于多种板材的锆系薄膜前处置资料。由于该资料性能的局限性, 当时主要应用于家电和汽车零部件等。2007年, Henkel和PPG分别推出面向于汽车制造厂的锆系前处置资料Tectalis和Zircobond。2008年年初, GM在巴西San Jose Dos Campos工厂采用了Henkel的Tectalis前处置资料、在加拿大的CAMI工厂采用了PPG的Zircobond前处置资料。简直在同期, 福特Twin City工厂也采用了Henkel的Tectalis前处置资料。其他全球主流的前处置厂商 (如Nippont、Chemetall) 也开发了出含氧化锆的硅烷技术。这一系列产品的开发及其应用标志着锆系薄膜前处置正式成为汽车前处置的规范工艺, 并将逐渐取代传统的磷化工艺。

 

1.锆系薄膜前处置的机理

 

    在锆系薄膜前处置工艺的成膜反响过程中, 氧化锆和其他成分堆积在作为原电池反响阴极的金属外表  , 构成十分致密的锆系膜, 能够为金属外表提供十分好的抗腐蚀才能。

 

2.锆系薄膜的微观构造

 

    锆系薄膜的膜厚约为磷化膜的百分之一, 为纳米级, 所以用扫描电镜很难看清锆系薄膜的颗粒排布状态 , 普通用原子显微镜察看锆系薄膜的微观构造。由图3可见, 锆系薄膜十分致密, 因而通常又被称为Ceramic Coating (陶瓷涂层) , 其耐酸/碱性、力学性能和热稳定性都很好。

电话