车架电泳预处理方式的改进.doc

车架电泳预处理方式的改进 项目现状： 目前我公司采用磷化处理作为车架表面预处理的方法。磷化工艺它是磷酸盐与金属基体进行化学反应而在其表面形成结晶形态磷酸盐化学转化膜的工艺过程。磷化工艺具有耗能多、重金属离子含量超标、含致癌物质、废水废渣排放多等缺点。 近年来，随着国家对涂装行业的环保型要求，发展新型环保、节能、低排放量的金属表面处理技术，已经成为金属预处理发展的主要方向。国家在环保政策的制定中对涂装行业环保要求日趋严格，已经明确提出涂装前处理无镍及低磷化甚至无磷化的环保要求。 项目实施的意义 为节能减排，降低生产成本，提高生产效率，需要对现有处理方式进行改进，经过与厂家沟通，通过论证与分析，选择使用纳米无磷转化处理即以锆盐和硅烷为基础的药剂对车架基材进行表面处理的工艺过程来替代现有的磷化处理工艺过程，作为车架电泳预处理的方法。 1. 纳米无磷化工艺简介 本工艺基于锆盐和硅烷为基础的化学药剂，是一种反应性的前处理药剂。由于在成分中加入了特殊的成膜助剂，可以在钢铁、镀锌板表面形成类似陶瓷状、纳米厚度级别的转化膜层，转化膜是以纳米级的锆盐以及硅烷耦合剂为主要的成分出现，成膜物质有ZrO2，Zr(OH)4，TiO2，Ti(OH)4，SiO2，是无定型氧化物混合物以及有机三维网状结构混合膜层，不含磷，因此称为：纳米无磷转化工艺。该转化膜在烘干过程中和后道的涂料通过交联反应结合在一起，形成牢固的化学键。这样，基材、转化膜和涂料之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。此种前处理技术的最大特点是可以在常温下操作(节能)，无磷无渣无重金属离子(环保)，处理时间短(成膜快)，无需表调和钝化(工艺更短，建线成本更低)，膜层薄(处理面积大)，膜层质量相当于甚至优于现有的磷化处理工艺。综合成本低于磷化，可完全替代磷化，与现有的涂装工艺和设备不发生冲突，老线无需改造，只需更换槽液即可投入生产。 表1　氧化锆转化膜的技术参数和工艺特点 项目 参数 项目 参数 槽液pH 3.8～4.5 与电泳漆相容性 相容 处理时间/s 30～180 控制参数 浓度与pH 处理温度/℃ 10～50 膜重/mg·m-2 40～100 处理方式 喷淋或浸渍 可处理板材 钢板、镀锌板、铝板 2.磷化处理工艺的缺陷分析： 磷化工艺含有重金属镍、铬、锰等离子含量超标。 废水排放多：磷化工艺含有磷酸盐、亚硝酸盐排放污染环境， 磷化工艺所用促进剂为亚硝酸盐类物质属强致癌物质，由于易分解，生产时需要不断添加，长期考虑用量较大，而且产生氮氧化合物刺激呼吸系统，对生产环境造成污染。 废渣排放多:磷化膜属于多晶体形态，因此随着磷化过程产生大量沉渣。因此，一方面须使用斜板沉降槽、除渣机配套除渣设备对磷化槽不断除渣处理；另一方面，因沉渣多导致后续水洗用水量大，才能除去金属工件表面附着的沉渣，以免影响工件表面的漆膜质量。 再一方面，沉渣量大，循环过程导致磷化及后续水洗管路、喷嘴易造成堵塞，并且对磷化动力设备例如循环泵等设备损耗大。 磷化工艺处理温度高（＞40℃）耗能多。 磷化药剂投槽用量大，且后续添加频次高用量大，导致人工成本较高。 3. 纳米无磷化工艺技术成本分析 3.1环保： 纳米无磷化工艺不含有重金属元素，不含有磷酸盐和亚硝酸盐类物质，无BOD、COD废水排放，保护环境。纳米无磷化工艺产生的废水，只需要进行简单的PH调节处理就可以排放。 3.2节能降耗： 3.2.1降低热能损耗： 纳米无磷化工艺工作温度为室温20℃左右即可，远低于磷化工艺温度40℃左右。无磷转化在保证厂房温度为室温的前提下不需额外提供人员，而磷化工艺需通过燃烧天然气、采用换热器间接提供热源，并且因沉渣结晶容易堵塞换热器，每月需硝酸清洗换热管路。 3.2.2降低排废渣能耗： 纳米无磷化工艺形成氧化锆转化膜为无定形态，只有少量轻微沉渣，仅需普通袋式过滤器进行简单的过滤即可，相对于磷化工艺，减少90%以上沉渣量。而目前磷化工艺需采用斜板沉降槽与除渣机配合除渣，除渣机使用无纺布滤纸消耗费用也较高，用量大。 3.2.3节约用水： 因无磷化工艺几乎无渣，对后续水洗压力降低很多，降低无磷转化后清洗用工业水和纯水的用量。 3.2.4无磷化工艺管路、喷嘴等不易造成堵塞，影响喷淋效果等。不需要经常性人工清理喷嘴等管路，为生产节约时间。 3.2.5药剂成本上，无磷化工艺节约药剂成本： 分析：虽然纳米无磷化工艺所用无磷化药剂比磷化工艺所用磷化药剂价格高，但是纳米转化膜的膜厚度和膜重都远低于磷化膜，单耗大大降低。磷化药剂使用量远大于无磷化药剂，磷化槽液投槽药剂用量和后续药剂用量远高于无磷化槽液所用药剂，并且因沉渣导致磷化工艺需要三个月左右更新槽液一次，使用无磷化工艺仅需要半年更新槽液一次。更新槽液一次损失药剂约20%。综合考虑，无磷