塗裝前處理

脱脂-水洗-表調-磷化-水洗-鈍化-去離子水

塗裝前處理包括脱脂（除油）、除鏽、磷化三個部分。磷化是中心環節，除油和除鏽是磷化之前的準備工序，因此在生產實踐中，既要把磷化工作作為重點，又要從磷化質量的要求出發，抓好除油和除鏽工作，尤其要注意它們之間的相互影響。

優質的磷化膜只有在徹底去除了油污、鏽、氧化皮等異物的工件表面上形成。因為殘留在工件表面的油污、鏽蝕、氧化皮等會嚴重阻礙磷化膜的生長。此外還會影響塗層的附着力、乾燥性能、裝飾性能和耐蝕性能，徹底去除這些異物是磷化的必要條件。

除油和除鏽是磷化之前的兩道基本工序，相對而言，油比鏽的危害性大，而且有油的工件會直接影響除鏽速度，所以，除鏽應在除油的基礎上進行，但對於油少鏽多的工件也可以將除油與除鏽兩道基本工序合二為一，在一個槽中同時完成除油除鏽工序，可縮短生產線，降低設備投入、廠房投資費用，但處理質量不如分槽好，對此要求不高的情況下可以採用。採用此工序後，除油劑也應選擇酸性藥劑和除鏽劑配套使用。除鏽仍採用鹽酸，鹽酸除鏽速度快，除鏽乾淨徹底，對氧化皮也有很好的去除功能，且又是常温使用，弊病是鹽酸除鏽酸霧較大，有害健康，環境污染嚴重。

隨着工業的發展，環境保護和勞動條件的改善已成為人們共同關心的問題。因此，在選擇藥劑時應考慮環境保護的需要。所以選擇除油劑時要求配製簡單，去污能力強，不含常温下難清洗的氫氧化鈉，硅酸鹽，OP乳化劑等成分，常温下易水洗，不含毒性物質，不產生有害氣體，勞動條件好。選擇除鏽劑時要求內含促進劑，緩蝕劑和抑制劑，能提高除鏽速度，防止工件產生過腐蝕和氫脆，能較好的抑制酸霧。尤其值得重視的是酸霧抑制，酸洗除鏽過程中產生的酸霧，不僅腐蝕設備和廠房，污染環境，而且可引起人們牙齒腐蝕，牙結膜發紅，流淚，疼痛，咽喉乾燥，咳嗽等症狀，所以有效抑制酸霧，不但是環保的需要，還是出於對職工身體健康考慮的需要。

考慮上述要求，經篩選，除油和除鏽劑採用了磷化公司的XH-16C除油除鏽添加劑與驗算配製而成，常温下使用，處理時間10-30min，它能提高除鏽速度，防止工件產生過腐蝕和氫脆，能較好的抑制酸霧。

配方：XH-16C 4%+HCL（35%）60%+H2O

除油除鏽後的水洗，雖然屬於塗裝前的輔助工序，但同樣需引起足夠的重視。除油除鏽後工件表面易附着某些非離子表面活性劑及CL-等。這些殘留物質若清洗不徹底，就可能引起磷化膜變薄，產生線狀缺陷，甚至磷化不上。因此要提高除油除鏽後的水洗質量，需經過多次漂洗、兩道水洗、時間1-2min，並經常更換清水，保證清水PH值在5-7值之間。

所謂磷化，是指把金屬工件經過含有磷酸二氫鹽的酸性溶液處理，發生化學反應而在其表面生成一層穩定的不溶性磷酸鹽膜層的方法，所生成的膜稱為磷化膜。磷化膜的主要目的是增加塗膜附着力，提高塗層耐蝕性。磷化的方法有多種，按磷化時的温度來分，可分為高温磷化（90-98℃），中温磷化（60-75℃），低温磷化（35-55℃）和常温磷化。

為提供良好的塗裝基底，要求磷化膜厚度適宜，結晶緻密細小。

中、高温磷化工藝，雖然磷化速度快，磷化膜耐蝕性好，但磷化膜結晶粗大，掛灰重，液麪揮發快，槽液不穩定，沉渣多，而低、常温磷化工藝所形成的磷化膜結晶細緻，厚度適宜，膜間很少夾雜沉渣物，吸漆量少，塗層光澤度好，可大大改善塗層的附着力、柔韌性、抗衝擊性等，更能滿足塗層對磷化膜的要求。值得注意的是，過去一直認為磷化膜厚，塗裝後塗層的耐蝕性高，磷化膜本身在整個塗裝體系中並不單獨承擔多大的耐蝕作用，它主要起到使漆膜具有強粘附性，而整個塗層系統的耐蝕力則主要取決於漆膜的耐蝕力以及漆膜與磷化膜的優良配合所形成的強粘附力。

磷化液一般由主鹽、促進劑和中和劑所組成。過去使用的磷化液，大多采用亞硝酸鈉（NaNO2）作促進劑，效果十分明顯，但在NaNO2在磷化液中有很大危害：一是影響磷化液的穩定性，NaNO2在酸性條件下極不穩定，在極短的時間內就分解了。因此，不得不經常添加。NaNO2的這種特性，往往引起磷化液的主鹽不穩定，磷化液沉澱較多，磷化膜掛灰嚴重，槽液控制困難，磷化質量不穩定；二是NaNO2是世界公認的致癌物質，長期接觸危害人體健康，環境污染嚴重。解決的方法：一是減少NaNO2的用量；二是尋找替代物。

配方：XH-1B 4%+H2O

磷化膜的鈍化技術，在北美和歐洲國家被廣泛應用，採用鈍化技術是基於磷化膜自身特點決定的，磷化膜較薄，一般在1-4g/m2，最大不超過10g/m2，其自由孔隙面積大，膜本身的耐蝕力有限。有的甚至在乾燥過程中就迅速生黃鏽，磷化後進行一次鈍化封閉處理，可以是磷化膜孔隙中暴露的金屬進一步氧化，或生成鈍化層，對磷化膜可以起到填充、氧化作用，使磷化膜穩定於大氣之中。

對磷化膜進行乾燥處理，可起到兩個方面的作用，一方面是為下道工序塗漆作準備，以除去磷化膜表面的水分，另一方面是進一步提高塗裝後膜的耐蝕性。

建立塗裝前處理生產線，先要完成工藝設計，然後才能進行非標設備的設計、製造和安裝。因此工藝設計是建立生產線的基礎，正確、合理的路線對生產操作及產品質量將會產生良好的影響。

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到化學預處理之目的，包括全浸泡式、全噴淋式、噴淋浸泡組合式、刷塗式等。它主要取決於工件的幾何尺寸及形狀、場地面積、投資規模、生產量等因素的影響。例如幾何尺寸複雜的工件，不適合於噴淋方式；油箱、油桶類工件在液體中不易沉入，因而不適合於浸泡方式。

1.1 全浸泡方式 將工件完全浸泡在槽液中，待處理一段時間後取出，完成除油或除鏽磷化等目標的一種常見處理方式，工件的幾何形狀繁簡各異，只要液體能夠到達的地方，都能實現處理目標，這是浸泡方式的獨特優點，是噴淋、刷塗所不能比擬的。其不足之處，是沒有機械沖刷的輔助使用，因此處理速度相對較慢，處理時間較長，特別是像連續懸掛輸送工件時，除工件在槽內運行時間外，還有工件上下坡時間，因而使設備增長，場地面積和投資增大。僅對磷化而言，國外比較趨向於採用全浸泡方式，據稱全浸泡磷化易形成含鐵量較高的顆粒狀結晶磷化膜，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，並以0.1～0.2Mpa的壓力使液體形成霧狀，噴射在工件上達到處理效果。由於噴淋時有機械沖刷和液體更新使用，因此處理速度加快、時間縮短。生產線長度縮短，相應節首了場地、設備、不足之處是，幾何形狀較複雜的工件，像內腔、拐角處等液體不易到達，處理效果不好，因此只適合於處理幾何形狀簡單的工件。噴淋方式也不太適合於酸洗除鏽，它會帶來設備腐蝕、工序間生鏽等一系列問題，因此在選擇噴淋酸洗時必須十分慎重。據報道，全噴淋磷化易形成結晶枝狀粗大、含鐵量較低的磷化膜，國外不提倡作為陰極電泳漆前打底的前處理。全噴淋方式主要應用於家用電器、零部件類的粉末塗裝、靜電塗漆、陽極電泳等。

1.3 噴淋-浸泡結合式 噴淋-浸泡結合式，一般是在某道工序時，工件先是噴淋，然後入槽浸泡，出槽後再噴淋，所有的噴淋、浸泡均是同一槽液。這種結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-浸泡結合式前處理即能在較短時間內完成處理工序，設備佔用場地也相對較少，同時又可獲得滿意的處理效果。在國內外，對於前處理要求較高的汽車行業，一般都趨向於採取噴淋-浸泡結合方式。

1.4 刷塗方式 直接將處理液通過手工刷塗到工件表面，來達到化學處理的目的，這種方式一般不易獲得很好的處理效果，在工廠應用較少。對於某些大型、形狀較簡單的工件，可以考慮用這種方式。

2 處理温度 從節省能源、改善勞動環境、降低生產成本、化學反應速度、處理時間和生產速度要求出發，在生產應用中普遍採用的是低温或中温前處理工藝。 工件除有液態油污外，還有少量固態油脂，在低温下，固態油脂很難去除，因此脱脂温度不管是浸泡還是噴淋均應選擇中温範圍。如果只有液態油脂，選用低温脱脂完全可以達到要求。

對一般鏽蝕及氧化皮工件，應選擇中温酸洗，方可保證在10min內徹底除掉鏽蝕物及氧化皮。除非有足夠的理由，一般不選擇低温或不加温酸洗除鏽，低温酸洗僅限於如：工件鏽蝕很少、無氧化皮；除鏽時間不受限制；允許採用鹽酸酸洗等情況。 表面調整工序，通常不需加温，一般就是常温處理。 低温或中温磷化，磷化速度都沒有明顯的差別，都可在較短的時間內快速形成磷化膜。磷化後的工件，如果要求有較長的工序間存放時間，變應該選擇中温磷化，才會有較好的防鏽效果。 整個前處理過程，都可採用常温不加温洗方式，如果最後一道水洗是熱水燙幹，其水温應在80℃以上。

3 處理時間 處理方式、處理温度一旦選定，處理時間應根據工件的油污、鏽蝕程度來定。一般可參考前處理藥劑使用説明書的處理時間要求。

4 工藝流程 根據工件油污、鏽蝕程度以及底漆要求，分為不同的工藝流程。

4.1 完全無鏽工件預脱脂--脱脂--水清洗--表調--磷化--水清洗--烘乾（電泳底漆時可不幹燥，直接進入電泳槽）。這是標準的四工位流程，應用面廣，適合於各類冷軋板及機加工的無鏽工件前處理，還可將表調劑加到脱脂槽內，減少一道表調工序。

4.2 一般油污、鏽蝕、氧化皮混合工件 脱脂除鏽“二合一”--水清洗--中和--表調--磷化--水清洗--烘乾（或直接電泳）。這套工藝是國內應用最為廣泛的流程，適合各類工件（重油污除外）的前處理；如果採用中温磷化，還可省掉表調工序，簡單的板型工件，也可省掉中和工序，成為標準帶鏽件的四工位工藝。

4.3 重油污、鏽蝕、氧化皮類工件 預脱脂--水清洗--脱脂除鏽“二合一”--水清洗--中和--表調--磷化--水清洗--烘乾（或直接進入電泳槽）。對於重油污的工件，首先應進行預脱脂，除去大部分的油脂，以保證在下一步脱脂除鏽“二合一”處理後，得到完全潔淨的金屬表面。

5 幾點注意事項 在工藝設計中有些小地方應該十分注意，即使有些是與設備設計有關的，如果考慮不周，將會對生產線的運行及工人操作產生很多不利的影響，如工序間隔時間，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 工序間隔時間 各個工序間的間隔時間如果太長，會造成工件在運行過程中二次生鏽，特別是有酸洗工藝時，酸洗後工件極易在空氣中氧化生鏽泛綠，最好設有工序間水膜保護，可減少生鏽。生鏽泛黃泛綠的工件，嚴重影響磷化效果，造成工件掛灰、泛黃，不能形成完整的磷化膜，所以應儘量縮短工序間的間隔時間。工序間的間隔時間若太短，工件存水處的水，不能完全有效的瀝乾，產生串槽現象，特別在噴淋方式時，會產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，應根據工件幾何尺寸、形狀選擇一個恰當的工序間隔時間。

5.2 溢流水清洗 提倡溢流水洗，以保證工件充分清洗乾淨，減少串槽現象。溢流時應該從底部進水，對角線上部開溢流孔溢流。

5.3 工件工藝孔 對於某些管形件或易形成死角存水的工件，必須選擇適當的位置鑽好工藝孔，保證水能在較短的時間內充分流盡。否則會造成串槽或者要在空中長時間瀝乾，產生二次生鏽，影響磷化效果。

5.4 磷化除渣 對於任何一種磷化液都會或多或少產生沉渣（輕鐵系彩色磷化沉渣很少），應在工藝予設計時註明設有磷化除渣裝置，特別是噴淋磷化時，除渣裝置必不可少，典型的除渣裝置有：斜板沉澱器、高位沉澱塔、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 雖然對於槽體加熱管材料的選擇不是工藝設計的內容，如果在工藝設計時不予提醒，可能會造成設備設計人員的疏忽，而影響整個生產線的運行。對於硫酸、鹽酸酸洗時，其槽體材料只能選用玻璃鋼、花崗岩、塑料，加熱管只能選用鉛銻合金管、陶瓷管，而不能選用不鏽鋼材料。如果是採用磷酸酸洗，其槽體及加熱管材料均可選用不鏽鋼材料，當然玻璃鋼、塑料、花崗岩均可。

前處理即塗裝前對工件表面之氧化皮、鐵鏽、油脂、塵土等污垢物進行徹底清洗的工序，使塗裝粉體與金屬表面結合牢固、附着力強、從而使產品獲得高品質，延長產品的使用壽命。

脱脂----水洗----表調----皮膜----水洗（根據工件特性靈活調整）。

前處理分為：噴霧式、浸液式、潛泳式三種形式，視工件及具體生產要求選擇處理方式。

噴霧式處理方式是利用噴淋原理，使藥液連續不斷的作用於工件表面，工作連續性強，效率高，適合大批量的作業要求，處理效果好，適合於較大管件，長件及結構較為簡單的物品，且一般採用架高結構，節省地面空間。

潛泳式處理方法是通過吊空鏈傳送，讓工件以浸入泳池，在藥液池中進行處理的方法，適合各種複雜形狀的物件處理，效果好且節省藥水用量

浸液式處理法是利用天車將工件吊浸於藥液池中，通過物理及化學方式，完成對工件表面的處理。適合於表面複雜，生鏽嚴重的工件脱脂、皮膜槽設置氣管，對處理液進行攪拌視工件的具體情況，可在藥液槽內設加熱裝置，提高處理效率設置簡單，成本低塗裝系列本公司可根據現場實地為客户設計生產，製造安裝與售後一條龍服務。整廠塗裝設備，整廠輸出，粉體自動、手動噴粉房、液體Disk噴房、噴漆台、水濂櫃、金屬自動前處理，密封爐、隧道爐、烘乾爐、水切爐、懸吊輸送機等UV機系列隧道爐設備採用國外先進技術設計製造，結構先進、拆裝簡便、外形美觀。選用國內新型保温材料、隔熱保温性強、選用選紅外加熱技術，加熱元件佈置合理，能源消耗低。採用熱風循環，使爐內温度更均勻，確保烘烤品質量。電控櫃採用先進數顯自動控温系統，在常温-200c之間可任意調節，反應靈敏，工作可靠。可根據用户產品要求，設計製造各種非標烘箱及通過式烘道流水線

1、設備緊湊化。在確保工藝技術要求、產能、通過性的前提下，處理室（前處理通道）和處理液槽體應儘可能緊湊。

2、通過精益優化設計，降低設備裝機動率，削減能耗和CO₂排放量。

3、採用計算機控制技術，提高前處理設備的自動化、智能化水平。如工藝參數（工況）自動測量、記錄，自動監控、加料調整，設備故障預警和顯示等。

4完善節水技術、清洗水再生回收利用和綜合利用技術，提高水的利用率和削減單位處理面積（或件）的耗水量，實現零排放。如採用PT-RO、納米過濾技術回收清洗水再循環再利用技術，排風中的水汽（水霧）回收裝置等。

5、改進優化被處理件的裝掛方式和輸送方式，使設備緊湊化。如增大工件出入槽的角度或旋轉進出槽，使結構複雜的工件（如汽車車身）內外表面100%處理完善，並使其在工序間帶液（水）量儘可能少，削減前處理藥品和水的消耗量。

6、塗裝前處理設備作業環境苛刻，一直處在水和蒸汽中，設備已被腐蝕。腰包用10~20年。在設計處理前設備時就應選用耐蝕性材料（如優質不鏽鋼板及製件、塑料件等）和加強設備結構上的方式措施。

7、塗裝前處理槽液的加熱採用熱泵技術（裝置）代替小鍋爐。 ^[1]