磷化涂裝生產(chǎn)線工藝介紹

磷化工藝過程是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤(rùn)滑使用。

 

磷化工藝 - 涂裝工藝

 

建立涂裝前處理生產(chǎn)線，先要完成工藝設(shè)計(jì)，然后才能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和安裝。因此工藝設(shè)計(jì)是建立生產(chǎn)線的基礎(chǔ)，正確、合理的路線對(duì)生產(chǎn)操作及產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生良好的影響。工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：處理方法，處理時(shí)間，工藝流程等。

 

1 處理方式

 

工件處理方式，是指工件以何種方式與槽液接觸達(dá)到化學(xué)預(yù)處理之目的，包括全浸泡式、全噴淋式、噴淋浸泡組合式、刷涂式等。它主要取決于工件的幾何尺寸及形狀、場(chǎng)地面積、投資規(guī)模、生產(chǎn)量等因素的影響。例如幾何尺寸復(fù)雜的工件，不適合于噴淋方式；油箱、油桶類工件在液體中不易沉入，因而不適合于浸泡方式。

 

1.1 全浸泡方式

 

將工件完全浸泡在槽液中，待處理一段時(shí)間后取出，完成除油或除銹磷化等目標(biāo)的一種常見處理方式，工件的幾何形狀繁簡(jiǎn)各異，只要液體能夠到達(dá)的地方，都能實(shí)現(xiàn)處理目標(biāo)，這是浸泡方式的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，是噴淋、刷涂所不能比擬的。其不足之處，是沒有機(jī)械沖刷的輔助使用，因此處理速度相對(duì)較慢，處理時(shí)間較長(zhǎng)，特別是象連續(xù)懸掛輸送工件時(shí)，除工件在槽內(nèi)運(yùn)行時(shí)間外，還有工件上下坡時(shí)間，因而使設(shè)備增長(zhǎng)，場(chǎng)地面積和投資增大。僅對(duì)磷化而言，國(guó)外比較趨向于采用全浸泡方式，據(jù)稱全浸泡磷化易形成含鐵量較高的顆粒狀結(jié)晶磷化膜，與陰極電泳具有好的配套性。

 

1.2 全噴淋方式

 

用泵將液體加壓，并以0.1～0.2Mpa的壓力使液體形成霧狀，噴射在工件上達(dá)到處理效果。由于噴淋時(shí)有機(jī)械沖刷和液體更新使用，因此處理速度加快、時(shí)間縮短。生產(chǎn)線長(zhǎng)度縮短，相應(yīng)節(jié)首了場(chǎng)地、設(shè)備、不足之處是，幾何形狀較復(fù)雜的工件，像內(nèi)腔、拐角處等液體不易到達(dá)，處理效果不好，因此只適合于處理幾何形狀簡(jiǎn)單的工件。噴淋方式也不太適合于酸洗除銹，它會(huì)帶來(lái)設(shè)備腐蝕、工序間生銹等一系列問題，因此在選擇噴淋酸洗時(shí)必須十分慎重。據(jù)報(bào)道，全噴淋磷化易形成結(jié)晶枝狀粗大、含鐵量較低的磷化膜，國(guó)外不提倡作為陰極電泳漆前打底的前處理。全噴淋方式主要應(yīng)用于家用電器、零部件類的粉末涂裝、靜電涂漆、陽(yáng)極電泳等。

 

1.3 噴淋-浸泡結(jié)合式

 

噴淋-浸泡結(jié)合式，一般是在某道工序時(shí)，工件先是噴淋，然后入槽浸泡，出槽后再噴淋，所有的噴淋、浸泡均是同一槽液。這種結(jié)合方式即保留了噴淋的高效率，提高處理速度，又具有浸泡過程，使工件所有部位均可得到有效處理。因此噴淋-浸泡結(jié)合式前處理即能在較短時(shí)間內(nèi)完成處理工序，設(shè)備占用場(chǎng)地也相對(duì)較少，同時(shí)又可獲得滿意的處理效果。在國(guó)內(nèi)外，對(duì)于前處理要求較高的汽車行業(yè)，一般都趨向于采取噴淋-浸泡結(jié)合方式。

 

1.4 刷涂方式

直接將處理液通過手工刷涂到工件表面，來(lái)達(dá)到化學(xué)處理的目的，這種方式一般不易獲得很好的處理效果，在工廠應(yīng)用較少。對(duì)于某些大型、形狀較簡(jiǎn)單的工件，可以考慮用這種方式。

 

2 處理溫度

 

從節(jié)省能源、改善勞動(dòng)環(huán)境、降低生產(chǎn)成本、化學(xué)反應(yīng)速度、處理時(shí)間和生產(chǎn)速度要求出發(fā)，在生產(chǎn)應(yīng)用中普遍采用的是低溫或中溫前處理工藝。

工件除有液態(tài)油污外，還有少量固態(tài)油脂，在低溫下，固態(tài)油脂很難去除，因此脫脂溫度不管是浸泡還是噴淋均應(yīng)選擇中溫范圍。如果只有液態(tài)油脂，選用低溫脫脂完全可以達(dá)到要求。

對(duì)一般銹蝕及氧化皮工件，應(yīng)選擇中溫酸洗，方可保證在10min內(nèi)徹底除掉銹蝕物及氧化皮。除非有足夠的理由，一般不選擇低溫或不加溫酸洗除銹，低溫酸洗僅限于如：工件銹蝕很少、無(wú)氧化皮；除銹時(shí)間不受限制；允許采用鹽酸酸洗等情況。表面調(diào)整工序，通常不需加溫，一般就是常溫處理。

 

低溫或中溫磷化，磷化速度都沒有明顯的差別，都可在較短的時(shí)間內(nèi)快速形成磷化膜。磷化后的工件，如果要求有較長(zhǎng)的工序間存放時(shí)間，變應(yīng)該選擇中溫磷化，才會(huì)有較好的防銹效果。整個(gè)前處理過程，都可采用常溫不加溫洗方式，如果最后一道水洗是熱水燙干，其水溫應(yīng)在80℃以上。

 

3 處理時(shí)間

 

處理方式、處理溫度一旦選定，處理時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件的油污、銹蝕程度來(lái)定。一般可參考前處理藥劑使用說(shuō)明書的處理時(shí)間要求。

 

4 工藝流程

 

根據(jù)工件油污、銹蝕程度以及底漆要求，分為不同的工藝流程。

 

4.1 完全無(wú)銹工件

 

預(yù)脫脂——脫脂——水清洗——表調(diào)——磷化——水清洗——烘干（電泳底漆時(shí)可不干燥，直接進(jìn)入電泳槽）。這是標(biāo)準(zhǔn)的四工位流程，應(yīng)用面廣，適合于各類冷軋板及機(jī)加工的無(wú)銹工件前處理，還可將表調(diào)劑加到脫脂槽內(nèi)，減少一道表調(diào)工序。

 

4.2 一般油污、銹蝕、氧化皮混合工件

 

脫脂除銹“二合一”——水清洗——中和——表調(diào)——磷化——水清洗——烘干（或直接電泳）。這套工藝是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的流程，適合各類工件（重油污除外）的前處理；如果采用中溫磷化，還可省掉表調(diào)工序，簡(jiǎn)單的板型工件，也可省掉中和工序，成為標(biāo)準(zhǔn)帶銹件的四工位工藝。

 

4.3 重油污、銹蝕、氧化皮類工件

 

預(yù)脫脂——水清洗——脫脂除銹“二合一”——水清洗——中和——表調(diào)——磷化——水清洗——烘干（或直接進(jìn)入電泳槽）。對(duì)于重油污的工件，首先應(yīng)進(jìn)行預(yù)脫脂，除去大部分的油脂，以保證在下一步脫脂除銹“二合一”處理后，得到完全潔凈的金屬表面。

 

5 幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

在工藝設(shè)計(jì)中有些小地方應(yīng)該十分注意，即使有些是與設(shè)備設(shè)計(jì)有關(guān)的，如果考慮不周，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行及工人操作產(chǎn)生很多不利的影響，如工序間隔時(shí)間，溢流水洗，磷化除渣，工件的工藝孔，槽體及加熱管材料等。

 

5.1 工序間隔時(shí)間

 

各個(gè)工序間的間隔時(shí)間如果太長(zhǎng)，會(huì)造成工件在運(yùn)行過程中二次生銹，特別是有酸洗工藝時(shí)，酸洗后工件極易在空氣中氧化生銹泛綠，最好設(shè)有工序間水膜保護(hù)，可減少生銹。生銹泛黃泛綠的工件，嚴(yán)重影響磷化效果，造成工件掛灰、泛黃，不能形成完整的磷化膜，所以應(yīng)盡量縮短工序間的間隔時(shí)間。工序間的間隔時(shí)間若太短，工件存水處的水，不能完全有效的瀝干，產(chǎn)生串槽現(xiàn)象，特別在噴淋方式時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相互噴射飛濺串槽，使槽液成分不易控制，甚至槽液遭到破壞。因此在考慮工序間隔時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件幾何尺寸、形狀選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓ば蜷g隔時(shí)間。

 

5.2 溢流水清洗

提倡溢流水洗，以保證工件充分清洗干凈，減少串槽現(xiàn)象。溢流時(shí)應(yīng)該從底部進(jìn)水，對(duì)角線上部開溢流孔溢流。

 

5.3 工件工藝孔

對(duì)于某些管形件或易形成死角存水的工件，必須選擇適當(dāng)?shù)奈恢勉@好工藝孔，保證水能在較短的時(shí)間內(nèi)充分流盡。否則會(huì)造成串槽或者要在空中長(zhǎng)時(shí)間瀝干，產(chǎn)生二次生銹，影響磷化效果。

 

5.4 磷化除渣

對(duì)于任何一種磷化液都會(huì)或多或少產(chǎn)生沉渣（輕鐵系彩色磷化沉渣很少），應(yīng)在工藝予設(shè)計(jì)時(shí)注明設(shè)有磷化除渣裝置，特別是噴淋磷化時(shí)，除渣裝置必不可少，典型的除渣裝置有：斜板沉淀器、高位沉淀塔、離心除渣器、紙布袋濾渣等都可供選擇。

 

5.5 槽體及加熱管材料

雖然對(duì)于槽體加熱管材料的選擇不是工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容，如果在工藝設(shè)計(jì)時(shí)不予提醒，可能會(huì)造成設(shè)備設(shè)計(jì)人員的疏忽，而影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行。對(duì)于硫酸、鹽酸酸洗時(shí)，其槽體材料只能選用玻璃鋼、花崗巖、塑料，加熱管只能選用鉛銻合金管、陶瓷管，而不能選用不銹鋼材料。如果是采用磷酸酸洗，其槽體及加熱管材料均可選用不銹鋼材料，當(dāng)然玻璃鋼、塑料、花崗巖均可。

 

6 幾種典型前處理工藝

 

6.1 汽車車身類

此類工件均為冷軋板沖壓焊接而成，要求工件不能有銹蝕，即使有極少量銹點(diǎn)也應(yīng)在上件前打磨掉。采用陰極電泳底漆，對(duì)前處理要求較高。典型工藝為：

（1）手工預(yù)擦；

（2）預(yù)脫脂 噴淋，50～70℃，1min

（3）脫脂 噴淋-浸泡-噴淋，50～70℃，0.5～2.0～0.5min

（4）水清洗二道 噴淋，常溫，1min

（5）表調(diào) 噴淋，常溫，1min

（6）磷化 噴淋-浸泡-噴淋，50～60℃，1.0～3.0～0.5min

（7）水清洗 噴淋，常溫，1min

（8）循環(huán)去離子水洗 噴淋，常溫，1min

（9）新鮮去離子水洗 噴淋，常溫，1min

 

6.2 家用電器類

一般也是由冷軋板沖壓而成，極少量銹蝕預(yù)先打磨掉。主要工件是冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器、家用小電器等。前處理后是粉末涂裝，也有部分是靜電或空氣噴漆。典型工藝為：

（1）預(yù)脫脂 噴淋，50～70℃，1min；

（2）脫脂 噴淋，50～70℃，1.5min；

（3）水清洗 噴淋，常溫，1min；

（4）表調(diào) 噴淋，常溫，0.5min；

（5）磷化 噴淋，30～45℃，2.5min；

（6）水清洗二道 噴淋，常溫，1min；

（7）去離子水洗 噴淋，常溫，1min；

（8）烘干 10～140℃，10min。

 

6.3 汽車零部件、家用車、改裝車類

這類產(chǎn)品批量一般不是很大，因此工序間時(shí)間長(zhǎng)，工件帶有銹蝕、氧化皮、油污等。常用工藝為：

（1）脫脂除銹“二合一” 浸泡，15～40℃，10min；

（2）水清洗 浸泡，常溫，1min ；

（3）中和 浸泡，常溫，1min；

（4）表調(diào) 浸泡，常溫，1min；

（5）磷化 浸泡，15～40℃，10min；

（6）水清洗二道 浸泡，常溫，1min；

（7）烘干 110～140℃，10min。

 

6.4 自行車、摩托車、拖拉機(jī)類

因大部分工件有銹蝕、氧化皮、油污，產(chǎn)量一般都較大，要求處理速度快。一般工藝為：

（1）除油除銹“二合一” 浸泡，60～70℃，50～70℃，10min；

（2）水清洗 浸泡，常溫，1min；

（3）中和 浸泡，常溫，1min；

（4）表調(diào) 浸泡，常溫，1min；

（5）磷化 浸泡，30～70℃，6min；

（6）水清洗二道 浸泡，常溫，1min；

（7）烘干 110～140℃，10min。