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  • 磷化生産線
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磷化生産線

産品分類: 塗裝線
    金屬表面在塗漆之前要進行一系列表面處理。一般來說,為了獲得優質的漆膜質量,通常可采用以下兩種典型前處理工序。
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       磷化塗裝生産線

        磷化工藝過程是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程,所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是:給基體金屬提供保護,在一定程度上防止金屬被腐蝕;用于塗漆前打底,提高漆膜層的附着力與防腐蝕能力;在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

      磷化工藝 - 塗裝工藝

        建立塗裝前處理生産線,先要完成工藝設計,然後才能進行非标設備的設計、制造和安裝。因此工藝設計是建立生産線的基礎,正确、合理的路線對生産操作及産品質量将會産生良好的影響。工藝設計的内容主要包括:處理方法,處理時間,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。它主要取決于工件的幾何尺寸及形狀、場地面積、投資規模、生産量等因素的影響。例如幾何尺寸複雜的工件,不适合于噴淋方式;油箱、油桶類工件在液體中不易沉入,因而不适合于浸泡方式。

      1.1 全浸泡方式

        将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标的一種常見處理方式,工件的幾何形狀繁簡各異,隻要液體能夠到達的地方,都能實現處理目标,這是浸泡方式的獨特優點,是噴淋、刷塗所不能比拟的。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,特别是象連續懸挂輸送工件時,除工件在槽内運行時間外,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,國外比較趨向于采用全浸泡方式,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

        用泵将液體加壓,并以0.1~0.2Mpa的壓力使液體形成霧狀,噴射在工件上達到處理效果。由于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。生産線長度縮短,相應節首了場地、設備、不足之處是,幾何形狀較複雜的工件,像内腔、拐角處等液體不易到達,處理效果不好,因此隻适合于處理幾何形狀簡單的工件。噴淋方式也不太适合于酸洗除鏽,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于家用電器、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内完成處理工序,設備占用場地也相對較少,同時又可獲得滿意的處理效果。在國内外,對于前處理要求較高的汽車行業,一般都趨向于采取噴淋-浸泡結合方式。

      1.4 刷塗方式

        直接将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。對于某些大型、形狀較簡單的工件,可以考慮用這種方式。

      2 處理溫度

      從節省能源、改善勞動環境、降低生産成本、化學反應速度、處理時間和生産速度要求出發,在生産應用中普遍采用的是低溫或中溫前處理工藝。

      工件除有液态油污外,還有少量固态油脂,在低溫下,固态油脂很難去除,因此脫脂溫度不管是浸泡還是噴淋均應選擇中溫範圍。如果隻有液态油脂,選用低溫脫脂完全可以達到要求。

        對一般鏽蝕及氧化皮工件,應選擇中溫酸洗,方可保證在10min内徹底除掉鏽蝕物及氧化皮。除非有足夠的理由,一般不選擇低溫或不加溫酸洗除鏽,低溫酸洗僅限于如:工件鏽蝕很少、無氧化皮;除鏽時間不受限制;允許采用鹽酸酸洗等情況。表面調整工序,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别,都可在較短的時間内快速形成磷化膜。磷化後的工件,如果要求有較長的工序間存放時間,變應該選擇中溫磷化,才會有較好的防鏽效果。整個前處理過程,都可采用常溫不加溫洗方式,如果最後一道水洗是熱水燙幹,其水溫應在80℃以上。

      3 處理時間

        處理方式、處理溫度一旦選定,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說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

        預脫脂——脫脂——水清洗——表調——磷化——水清洗——烘幹(電泳底漆時可不幹燥,直接進入電泳槽)。這是标準的四工位流程,應用面廣,适合于各類冷軋闆及機加工的無鏽工件前處理,還可将表調劑加到脫脂槽内,減少一道表調工序。

      4.2 一般油污、鏽蝕、氧化皮混合工件

        脫脂除鏽“二合一”——水清洗——中和——表調——磷化——水清洗——烘幹(或直接電泳)。這套工藝是國内應用最為廣泛的流程,适合各類工件(重油污除外)的前處理;如果采用中溫磷化,還可省掉表調工序,簡單的闆型工件,也可省掉中和工序,成為标準帶鏽件的四工位工藝。

      4.3 重油污、鏽蝕、氧化皮類工件

        預脫脂——水清洗——脫脂除鏽“二合一”——水清洗——中和——表調——磷化——水清洗——烘幹(或直接進入電泳槽)。對于重油污的工件,首先應進行預脫脂,除去大部分的油脂,以保證在下一步脫脂除鏽“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,将會對生産線的運行及工人操作産生很多不利的影響,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,特别是有酸洗工藝時,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,造成工件挂灰、泛黃,不能形成完整的磷化膜,所以應盡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,不能完全有效的瀝幹,産生串槽現象,特别在噴淋方式時,會産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幹淨,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

        對于某些管形件或易形成死角存水的工件,必須選擇适當的位置鑽好工藝孔,保證水能在較短的時間内充分流盡。否則會造成串槽或者要在空中長時間瀝幹,産生二次生鏽,影響磷化效果。

      5.4 磷化除渣

        對于任何一種磷化液都會或多或少産生沉渣(輕鐵系彩色磷化沉渣很少),應在工藝予設計時注明設有磷化除渣裝置,特别是噴淋磷化時,除渣裝置必不可少,典型的除渣裝置有:斜闆沉澱器、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

        雖然對于槽體加熱管材料的選擇不是工藝設計的内容,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,而影響整個生産線的運行。對于硫酸、鹽酸酸洗時,其槽體材料隻能選用玻璃鋼、花崗岩、塑料,加熱管隻能選用鉛銻合金管、陶瓷管,而不能選用不鏽鋼材料。如果是采用磷酸酸洗,其槽體及加熱管材料均可選用不鏽鋼材料,當然玻璃鋼、塑料、花崗岩均可。

      6 幾種典型前處理工藝

      6.1 汽車車身類

        此類工件均為冷軋闆沖壓焊接而成,要求工件不能有鏽蝕,即使有極少量鏽點也應在上件前打磨掉。采用陰極電泳底漆,對前處理要求較高。典型工藝為:

      (1)手工預擦;

      (2)預脫脂 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 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

        一般也是由冷軋闆沖壓而成,極少量鏽蝕預先打磨掉。主要工件是冰箱、洗衣機、空調器、家用小電器等。前處理後是粉末塗裝,也有部分是靜電或空氣噴漆。典型工藝為:

      (1)預脫脂 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 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)烘幹 10~140℃,10min。

      6.3 汽車零部件、家用車、改裝車類

        這類産品批量一般不是很大,因此工序間時間長,工件帶有鏽蝕、氧化皮、油污等。常用工藝為:

      (1)脫脂除鏽“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 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)烘幹 110~140℃,10min。

      6.4 自行車、摩托車、拖拉機類

        因大部分工件有鏽蝕、氧化皮、油污,産量一般都較大,要求處理速度快。一般工藝為:

      (1)除油除鏽“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 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)烘幹 110~140℃,10min。

      磷化(Ⅵ)——質量控制及檢測方法

        磷化後的工件,根據其用途,對其質量指标進行分項檢驗。主要質量控制指标,包括磷化膜外觀、磷化膜厚度或膜重、磷化膜或後處理以後的耐蝕性三大共性指标。根據磷化用途有時還要檢測:磷化與漆膜配套性、磷化膜硬度、摩擦系數、抗擦傷性等指标。關于磷化的三共性指标,可參照如下标準及方法。磷化膜外觀:采用目測法,相關标準GB 11376-89《金屬的磷酸鹽轉化膜》和GB 6807-86《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》。

        磷化膜厚度或膜重:膜厚度測量采用GB 6462《金屬的氧化複蓋層橫斷面厚度顯微鏡測量法》,也可采用測厚儀,按照GB 4956《磁性金屬基體上非磁性複蓋層厚度測量磁性方法》或GB 4957《非磁性金屬基體上非導電複蓋層測量渦流方法》。膜重測量采用重量法,可依照GB 6807《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》或GB 9792《金屬材料上的轉化膜單位面積上膜層質量的測定》。

        耐蝕性:檢測磷化膜本身的耐蝕性可采用硫酸銅點滴法,氯化鈉鹽水浸泡法和鹽霧試驗法。點滴法和鹽水浸泡法可依照GB 6807-86《鋼鐵件塗漆前磷化處理技術條件》,磷化膜經過後處理如塗油,塗蠟,塗漆後一般進行鹽霧試驗檢驗。鹽霧試驗可依照GB 1771-79《漆膜耐鹽霧測定法》或GB 6458《金屬複蓋層中性鹽霧性試驗》。

      1 塗漆前打底用磷化

        用于漆前打底的磷化處理,其主要目的是提高漆膜的附着力和塗層系統的耐蝕性,因此重點在于與漆膜的配合性能方面。一般對磷化質量檢測指标包括膜外觀、膜厚度和與漆膜配套後的性能。膜外觀應為均勻細密完整的磷化膜,對輕鐵系磷化,其外觀應為均勻細密完整的磷化膜,對輕鐵系磷化,其外觀應為完整的紅藍彩色膜。磷化膜不宜過厚,一般膜重應小于7.5g/m2,最佳為1.5~3.0g/m2,對于輕鐵系磷化膜重0.5~1.0g/m2為宜,過厚和粗糙的磷化膜是不利塗漆的。耐蝕性指标包括磷化膜本身的耐蝕性和塗漆前不應出現泛黃生鏽現象。磷化與漆配合後的耐蝕性是最為重要的,它體現了磷化膜與漆協同後的整體耐蝕能力。磷化膜與塗漆配合後除檢測耐蝕性外,一般還需測定其漆膜的機械物理性能,如:附着力、沖擊強度、抗彎能力(柔韌性)等。

        塗漆前打底用磷化的質量指标及檢測方法一般應參照國家标準GB 6807-86《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》,該标準對磷化膜的各項質量指标及檢測評價方法都有較詳細的規定,其主要内容如下:

      (1)磷化膜外觀應為結晶緻密、連續均勻的淺灰到深灰色膜,對于輕鐵系磷化應為連續彩色膜。允許出現下述缺陷;輕微的水迹,鉻酸鹽痕迹、輕微挂灰現象,由于熱處理焊接及加工等表面狀态不同造成的磷化膜缺陷。對于下述則是不允許出現的缺陷:磷化膜出現泛黃生鏽、磷化膜疏松、磷化露底局部無膜,嚴重挂灰。

      (2)塗漆用磷化膜重應低于7.5克/m2。

      (3)磷化膜的耐蝕性采用鹽水浸泡法,磷化工件在3%NaCl水溶液中,在15~25℃溫度下,浸泡1h不應出現鏽蝕。磷化與漆膜配合後的耐蝕性檢測是将磷化工件塗複25~35μm的A04-9白氨基漆,劃痕後進行鹽霧試驗(按GB 1771-79)經24h鹽霧試驗(鐵系磷化是8h鹽霧試驗)漆膜應無起泡、生鏽、脫落現象。GB 6807-86對硫酸銅點滴法沒有作為必須檢測的項目,認為可作為工序間磷化質量的快速檢驗方法,而對磷化與塗漆配合後的耐蝕性作為必檢項目。對于漆前磷化的檢驗指标及方法也可參照GB 11376-89《金屬的磷酸鹽轉化膜》。

        因此,從标準的規定檢驗項目看,漆前打底用磷化應該是緻密、均勻、薄層磷化膜,應着重檢驗磷化與油漆配套後的耐蝕性及機械物理性能。

      2 對防鏽、耐蝕用磷化

        對于這類磷化,其主要目的是為了耐蝕防護,其耐蝕性是最為重要的指标。一般的質量檢測指标包硫酸銅點滴要大于1min,耐鹽水大于2h,鹽霧試驗大于1.5h。有關塗油或塗蠟後的耐蝕性檢測,最好采用鹽霧試驗,具體應達到的耐鹽霧時間,可由供需雙方商定。

      3 潤滑、耐磨減摩磷化

        起潤滑作用的磷化主要用在冷加工方面,一般是鋅系。耐磨減摩磷化是用于載荷摩擦運動的工件,常規的是錳系磷化。對于起潤滑作用的磷化,主要檢驗外觀、膜重、耐蝕性以及皂化後的滑潤性,有時要測定摩擦系數。要求磷化膜外觀應均勻完整,一般膜重大于5g/m2,以保證有一定的膜厚,經皂化後,明顯降低摩擦力,減少模具損傷,減少工件冷作時的開裂。

        對于耐磨減摩磷化,一般為錳系磷化,其磷化膜外觀應為均勻完整深灰或黑色膜。對于配合間隙小的零部件,其膜重應在1~3g/m2,動配合間隙大的工件,其膜重應在5g/m2以上。要求這類磷化有較高的硬度和抗擦傷性能,具體指标可由供需雙方商定。同時耐磨減摩磷化應有較好的耐蝕性,通常耐鹽霧應在1.5h以上。對于潤滑、耐磨減摩磷化同樣可參照GB 11976-89。

      4 其它用途的磷化

        磷化除了用上述三個領域外,還可用于電絕緣方面,裝飾性方面。其常規質量檢測指标為外觀、膜重和耐蝕性。對電絕緣磷化,要求檢測單位面積上的表面電阻。對裝飾性磷化要根據不同的要求進行染色處理,要求不同的顔色色度和耐蝕性,這些指标的檢測方法和控制範圍一般由供需雙方商定。

        磷化質量指标的檢測和控制,是根據其用途的不同要有各種不同的要求,除常規的外觀、膜重,某些磷化的耐蝕性有标準可遵循外,大部分指标及檢測方法都是由供需雙方商定。

       

       

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