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鋁材噴塗前處理工藝控制

來源: 时间:2016-08-09 17:18:37 浏覽次數:

鋁材噴塗前處理的工藝流程很多,可根據具體情況,如廠房條件即空間位置大小、工件材質(冷軋板、熱軋板、鍍鋅板、鋁合金、玻璃鋼等)、工件表面狀況(鏽蝕、防鏽油、雜物)、生産批量、質量要求等選擇。不同的生産廠家采用的流程不盡相同。如客車生産的整體流程及質量要求基本相同,前處理流程一般有以下兩種:

 鋁材噴塗前處理的工藝流程很多,可根據具體情況,如廠房條件即空間位置大小、工件材質(冷軋板、熱軋板、鍍鋅板、鋁合金、玻璃鋼等)、工件表面狀況(鏽蝕、防鏽油、雜物)、生産批量、質量要求等選擇。不同的生産廠家采用的流程不盡相同。如客車生産的整體流程及質量要求基本相同,前處理流程一般有以下兩種:

1、制件前處理
    典型的工藝流程:
    預脫脂→脫脂→水洗I→酸洗→水洗II→中和→水洗III→表調→磷化→水洗IV→鈍化
    廠家可根據本廠的實際情況進行適當調整:
    作爲制件前處理,酸洗除鏽是必不可少的。但在前處理過程中,好將鏽蝕件和非鏽蝕件分開,鏽蝕件進行酸洗,非鏽蝕件好不要進行酸洗。
2、産品前處理
    産品前處理是將整個産品浸入槽液中進行表面處理,目前已有不少廠家采用。工序間轉移有手動控制和自動控制兩種。比較的是采用PLC程序自動控制,能實現工序間自動轉移。一般流程爲:
    脫脂→水洗→表調→磷化→水洗。

 

    噴塗前處理的常用設備是噴淋式聯合清洗機,其清洗原理是借助于噴射機械力和化學作用,來完成去油、磷化、鈍化、清洗等工藝過程。
    喷淋式联合清洗机典型工序是:脫脂、水洗、表調、磷化、钝化、水洗、纯水洗。
    其结构特点是:前处理生产线各工序喷淋管布置在隧道内,喷淋由各液槽的泵来提供。各工序间都有门洞板隔开,以防窜液。各加热液槽的加热形式有槽内和槽外。内加热器有排管、蛇形管、波纹板等;外加热器有列管、板式加热器等。加热介质有热水、蒸汽、导热油等。在脫脂、磷化工序分别设有除油系统和除渣系统。为防止各加热段隧道顶部及门洞处溢出蒸汽,在隧道顶部设有排风机。

    各工藝控制要素分述如下:

1、脫脂
    脫脂机理是通过脫脂剂对各类油脂的皂化、加溶、润湿、分散、乳化等作用,从而使油脂从工件表面脱离,变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内。脫脂质量的评价主要是以脫脂后工件表面不能有目视油脂、乳浊液等污物,水洗后表面应被水完全润湿为标准。脫脂质量的好坏主要取决于游离碱度、脫脂液的温度、处理时间、机械作用和脫脂液含油量等因素:

1)遊離堿度(FAL

    脫脂剂浓度适当才能保证佳效果。一般只需要检测脫脂液的游离碱度,FAL過低,除油效果相對較差;FAL過高,不僅造成材料浪費,也給後道水洗增加負擔,嚴重者還會汙染後序的表調和磷化。

2)脫脂液的温度

    一种脫脂液都有佳的脫脂温度,温度低于工艺要求,不能充分发挥脫脂作用;温度过高,不仅增加耗能,还能带来一些副作用。如脫脂剂蒸发过快、工件脱离槽液时因表面干燥速度较快,而易造成工件返锈、碱斑、氧化等弊病,影响后道工序的磷化质量。自动温控也需要定期进行校核。

3)處理時間

    脫脂液必须和工件上的油污充分接触,有足够的接触反应时间,才能保证有良好的脫脂效果。但脫脂时间过长,会增加工件表面的钝性,影响磷化膜的生成。

4)機械作用的影響

    脫脂过程中,辅以机械作用,采用泵循环或工件移动的方式,可以加强除油效果,缩短浸渍清洗的时间;喷淋脫脂的速度比浸渍脫脂速度快10倍以上。

5)脫脂液含油量:
    随着槽液的循环使用,油污含量在槽液内会不断增加,当达到一定比例时,脫脂剂的脫脂效果及清洗效率会明显下降,即使通过添加药剂维持槽液高浓度,被处理工件表面的清洁度仍不会有所提升。已老化变质的脫脂液,必须全槽更换。产品生产一般根据槽液的使用时间及处理工作量适时进行换槽。

2、酸洗

    産品制造用鋼材在軋壓成型或貯藏運輸過程中,表面會産生鏽蝕。由于鏽蝕層結構疏松,與基材附著不牢,並且氧化物與鋁材鐵可組成原電池,進一步促使鋁材腐蝕,使塗層很快被破壞,因此塗裝前必須將其除淨。産品一般常用的是酸洗除鏽,它不會使鋁材工件變形,每個角落的鏽蝕都能清除幹淨,除鏽速度快,成本相對較低。酸洗質量主要是以酸洗後的工件不應有目視可見氧化物、鏽及過蝕現象爲標准,影響除鏽效果的因素主要有:

1)遊離酸度(FA

    測定酸洗槽的遊離酸度FA,是驗證酸洗槽除鏽效果高低的直接有效的評價方法。遊離酸度低,除鏽效果差。遊離酸度過高時,工作環境中的酸霧含量較大,不利于勞動保護;鋁材表面易産生過蝕現象;而且殘酸的清洗比較困難,易導致後續槽液的汙染。

2)溫度、時間

    大多數酸洗是在常溫下進行的,當使用加熱酸洗時,一般控制在40℃~70℃之間,雖然溫度對酸洗能力的提高影響較大,但溫度過高會加劇對工件、設備的腐蝕,對工作環境的影響也非常不利;並且在完全除去鏽迹的前提下,酸洗時間應盡可能短,以減少鋁材的腐蝕和氫脆的影響。因此處理過程中應嚴格控制槽液的溫度和工件的處理時間。

3)汙染老化

    酸液在除鏽過程中,會不斷帶入油汙或其它雜質,其中的懸浮雜質可通過刮撈的方式進行去除;當可溶性的鐵離子超過一定含量時,槽液的除鏽效果不但會大大降低,而且過量的鐵離子隨工件表面的殘液混入磷化槽內,加速磷化槽液的汙染老化,嚴重影響工件的磷化質量,一般酸液的鐵離子含量應控制在不超過6%~10%爲宜。超過控制指標時必須更換槽液。

3、表調

    表面調整劑可以消除工件表面因堿液除油或酸洗除鏽所造成的表面狀態的不均勻性,使鋁材表面形成大量的細的結晶中心,從而加快磷化反應的速度,有利于磷化膜的形成。

1)水質的影響

    槽液所用水質中如所含水鏽嚴重、鈣鎂離子含量較大,會影響表調液的穩定性,槽液配制時可預先添加軟水劑以消除水質對表調液的影響。

2)使用時間

    一般表調劑采用的是膠體钛鹽,其存在膠體活性,當使用時間較長或所含雜質離子較多時膠體活性會喪失,此時膠體的穩定狀態被破壞,槽液沈澱分層,呈絮狀,此時必須更換槽液。

4、磷化

    磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程,所形成的磷酸鹽化學轉化膜稱之爲磷化膜。客車塗裝常用的是低溫鋅系磷化液.磷化的主要目的是給基體鋁材提供保護,在一定程度上防止鋁材被腐蝕;用于塗漆前打底,提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。磷化是整個前處理工藝爲重要的一個環節,其反應機理複雜且影響因素較多,因此磷化槽液相對于其它槽液的生産過程控制要複雜得多。

1)酸比(總酸度與遊離酸度的比值)

    提高酸比可加快磷化反應速度,使磷化膜薄而細致,但酸比過高會使膜層過薄,易引起磷化工件挂灰;酸比過低,磷化反應速度緩慢,磷化晶體粗大多孔,耐蝕性低,磷化工件易生黃鏽。一般來說磷化藥液體系或配方不同其酸比大小要求也不同。

2)溫度

    槽液溫度適當提高,成膜速度加快,但溫度過高,會影響酸比的變化,進而影響槽液的穩定性,同時膜層晶核粗大,槽液出渣量增大。

3)沈渣量

    隨著磷化反應的不斷進行,槽液內的沈渣量會逐漸增多,過量的沈渣會影響工件表面的界面反應,導致磷化膜發花、挂灰嚴重,甚至不成膜,因此槽液必須根據處理的工件量和使用時間適時進行倒槽,進行清渣除淤。

4)亞硝酸根NO-2(促進劑濃度)

    NO-2可加快磷化反應速度,提高磷化膜的致密性和耐腐蝕性,含量過高時使膜層易出現白點或發彩現象;過低,成膜速度緩慢,磷化膜易生黃鏽。

5)硫酸根SO2-4

    酸洗液濃度過高或水洗控制不好都易導致磷化槽液內硫酸根離子增高,過高的硫酸根離子會減慢磷化反應速度,使磷化膜晶粒粗大多孔,挂灰嚴重,磷化膜的耐蝕性降低。

6)亞鐵離子Fe2+
    磷化溶液中含亞鐵離子量過高時,會使常溫磷化膜防腐能力下降;會使中溫磷化膜晶粒粗大,表面浮白灰,防腐能力下降;會使高溫磷化液沈渣量增大,溶液變混濁,同時遊離酸度升高。

5、鈍化(封閉)

    鈍化的目的是封閉磷化膜孔隙,提高磷化膜耐蝕性,特別是提高漆膜的整體附著力和耐腐蝕性。目前一般采用含鉻處理和無鉻處理兩種方式,然而有一些用堿性無機鹽型鈍化(大部分含磷酸鹽,碳酸鹽,亞硝酸鹽,磷酸鹽等),這些物質嚴重損害漆膜的長期附著力和耐蝕性。

6、水洗

    水洗的目的是清除工件表面從上一道槽液所帶出的殘液,水洗質量的好壞可直接影響工件的磷化質量和整個槽液的穩定性。水洗槽液一般控制以下內容:

1)淤泥殘渣含量不能過高。含量過高易出現工件表面挂灰。

2)槽液表面應無懸浮雜質。一般水洗方式采用溢流水洗,以保證槽液表面無懸浮油汙或其它雜質。

3)槽液PH值應接近于中性。PH值過高或過低都容易引起槽液串槽,從而影響後續槽液的穩定性

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