金属涂装前处理.doc

第一讲 金属涂装前处理 1 前言 将有机涂料涂覆于物体表面，并干燥成膜的过程称之为涂装。涂装技术在世界范围内都 有着广泛的应用。民用汽车、电器、钢制家具、办公用具等的表面装饰防护；工业领域采矿、舰船、采油设备、海洋设施、飞机、军事装备等的防腐、装饰、伪装、隔热、防火、防污等等，几乎每个领域都离不开涂装技术。 各种金属材料及其制品经机械加工、热处理以及在贮存和运输过程中，在其表面总会有氧化皮、油污等，这些表面污物会严重影响到表面处理过程中涂层的致密性以及与基体的结合强度。涂装前处理是涂装的重要步骤，是提高涂膜附着力、耐蚀性能和装饰性能的必要手段。 1.1 涂装前处理目的 涂装前处理目的在于清除被涂物表面的油脂、油污、腐蚀产物、残留杂质等，并赋予被涂表面一定的化学、物理特性，达到增加涂层附着力，增加被涂物保护性和装饰性的目的。良好的涂装前处理可以充分显示出涂层的装饰效果和功能，否则涂料质量再好，也不能发挥其应有的作用。因此涂装前处理是涂料施工过程中重要的步骤，它能保证涂层良好质量的实现。 1.2 涂装前处理的分类 涂装前处理按处理方法分为：机械法和化学法。机械法是借助工具进行表面处理的方法，包括手工方法、动力工具法、火焰法、喷砂法、抛丸法等。化学法是借助化学反应进行处理的方法，包括清洗、转化膜、钝化等。 按处理材质分类又可分为金属涂装前处理和非金属涂装前处理。金属材料包括钢铁材料和有色金属材料，非金属材料包括塑料、木材和水泥等。本文重点讨论金属材料涂装前处理。 手工方法 除油 机械法 动力工具法 除锈 机械法 火焰法 化学法 表调 喷砂、抛丸法 磷化 钝化 钢铁材料 金属材料 有色金属材料 塑料 非金属材料 木材 水泥 涂装前处理的作用 钢材表面处理常用的功能性工序—— 钢材表面处理常用的功能性工序—— 除油脱脂 除锈 中和 表调 磷化 钝化 选择适当的前处理工艺，可以显著提高涂层的性能和发挥涂层的作用。如果涂装前处理只进行除油，可以满足一般的工艺要求。如果有转化膜的存在，可以大大提高涂层性能和延长涂层使用寿命，达到事半功倍的效果。磷化处理为底材提供了一个“粗糙面”，给涂层以很好的咬合力，大大提高了附着力，使实涂层性能得以现。最重要的是磷化膜的存在可以抑制涂层的膜下腐蚀，保证涂层受损后，腐蚀不会大面积发生，以致锈蚀穿孔，原因在于磷化膜提供的均一表面，可抑制局部电化学腐蚀的发生。 酸洗工艺对于高质量要求的前处理是不推荐的，例如高质量要求的车架，一般都采用喷砂除锈，之后进行后处理。酸洗可能导致原有工艺降低约一半的性能。即使表面有少量锈蚀，也是通过打磨的方式去除氧化物。 表1 前处理工艺对阴极电泳涂层耐蚀性的影响 涂装前处理方式 盐雾试验性能/h（冷轧钢板，涂膜厚度20μm） 无处理 约100 脱脂处理 约200 脱脂+铁系磷化 约400 脱脂+酸洗+锌锰镍三元磷化 约400 脱脂+锌锰镍三元磷化 约800 2 除油、脱脂 金属在存储、搬运和加工过程中，表面不可避免地被外界的一些污染物所污染。这些可能污染物包括工厂为防锈、拉拔，在机械加工或成型过程中使用的机油、动物油、植物油，也包括一些润滑油或蜡、碳灰、石墨灰、金属屑、磨料、金属氧化物、焊渣等。在涂装前除去这些污物对于整个产品的涂装质量影响很大。清洗除油的质量很大程度上决定了涂装前处理的质量。清洗作为涂装前处理的一个部分，要考虑清洗质量，同时还要考虑对工件表面状态的影响，以及对后续工序的影响。因此，一个高质量要求的前处理需要选择适当的清洗剂。每一个涂装工作者都应该认识到正确的选择和使用清洗剂的重要性。 除油，又称为脱脂，目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。附着在金属表面的油脂，根据它们与碱反应的特性可以分为两类：可与碱反应生成肥皂的皂化油，如动物油和植物油等；不能与碱反应生成肥皂的皂化油，如凡士林、润滑油、石蜡等矿物油。 分类 强碱清洗 溶剂乳化清洗 强碱清洗 溶剂乳化清洗 弱碱性清洗（表面活性剂） 溶剂清洗 酸洗清洗剂清洗 化学法除油脱脂 化学法除油脱脂 2.1.1 乳化清洗 乳化液一般由有机溶剂、表面活性剂和水组成，为乳白色工作乳液。它利用有机溶剂溶解油