金属表面磷化处理的种类及各自的特点
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喷涂磷化工艺的特点喷涂磷化是一种常用的表面处理工艺,它通过在金属表面形成一层磷化物层,起到防锈和增加表面硬度的作用。
喷涂磷化工艺具有以下几个特点:1. 工艺简单:相对于其他表面处理工艺,喷涂磷化工艺的操作相对简单,不需要复杂的设备和条件。
通常只需要将磷化液喷涂在金属表面上,并经过一定时间的反应即可。
2. 适用性广泛:喷涂磷化能够应用于各种金属材料,如钢铁、铝合金、铜等。
不仅适用于大型金属构件,也适用于小型金属制品,如螺丝、螺母等。
3. 防锈性能好:喷涂磷化形成的磷化层在金属表面能形成一层致密的保护膜,能够有效地防止金属材料与氧气、水分等外界环境因素发生反应,起到了很好的防锈作用。
4. 表面硬度提高:喷涂磷化后,金属表面硬度显著提高。
磷化层具有一定的耐磨性,能够有效地提高金属制品的使用寿命。
5. 与其他涂层相容性好:喷涂磷化层与其他涂层相容性好,能够与油漆、涂料等形成良好的结合,提高整体表面的保护效果。
6. 成本低廉:相对于其他表面处理工艺,喷涂磷化工艺的成本相对较低,不需要大量的设备和耗材。
同时,它也是一种能够实现批量生产的工艺,可以大规模应用于工业生产中。
尽管喷涂磷化工艺具有上述的优点,但也存在以下几个注意事项:1. 选择适当的磷化液:不同的金属材料对磷化液的适应性不同,需要根据具体金属材料的特点选择合适的磷化液。
同时,磷化液的浓度和温度等参数也需要合理控制。
2. 控制喷涂均匀性:喷涂磷化时需要保证喷涂的均匀性,避免出现水滴等不均匀喷涂现象,以免影响磷化层的质量。
3. 加强工艺控制:喷涂磷化工艺的质量受到工艺参数的影响较大,需要加强对温度、时间、磷化液浓度等参数的控制,以确保磷化层的质量。
4. 注意环境保护:喷涂磷化过程中产生的废水和废液需要进行合理处理,以保护环境。
综上所述,喷涂磷化工艺具有工艺简单、适用性广泛、防锈性能好、表面硬度提高、与其他涂层相容性好等特点。
在实际应用中,需要注意选择合适的磷化液、控制喷涂均匀性、加强工艺控制和注意环境保护等方面的问题,以确保磷化层的质量和环保性能。
钛合金的磷化处理工艺钛合金的磷化处理工艺是一种常用的表面处理方法,旨在改善钛合金的耐蚀性、耐磨性和附着力等性能。
在磷化处理中,钛合金表面与磷酸盐溶液发生化学反应,生成磷化层。
本文将从磷化处理的原理、工艺流程和优缺点等方面对钛合金的磷化处理工艺进行详细介绍。
一、磷化处理的原理磷化处理是利用磷酸盐与金属表面反应生成磷化物的化学反应。
在钛合金表面磷化处理时,钛合金表面会与磷酸盐发生反应,生成一层致密的磷化层。
这层磷化层在钛合金表面起到保护层的作用,能够提高钛合金的耐蚀性和耐磨性,增强其表面的附着力。
二、磷化处理的工艺流程1. 表面清洁:首先,需要将钛合金表面的油污、氧化物等杂质清除干净,通常使用酸洗等方法进行清洗。
2. 磷化处理剂配制:根据具体的磷化处理要求,将磷酸盐和其他添加剂按一定的比例和溶液配制成磷化处理剂。
3. 磷化处理:将清洗干净的钛合金样品放入磷化处理液中,控制温度和处理时间,使钛合金表面与磷酸盐发生反应生成一层磷化层。
4. 清洗:磷化处理后,需要将磷化剂残留物清洗掉,通常采用水洗和酸洗的方式进行清洗。
5. 中和处理:通过使用稀释剂和缓冲剂对钛合金进行中和处理,将磷化处理剩余的酸性溶液中的酸解除,以免继续腐蚀。
三、磷化处理的优缺点1. 优点:(1) 提高耐蚀性:经过磷化处理后的钛合金表面形成一层致密的磷化层,可以起到一定的耐蚀作用,延长钛合金的使用寿命。
(2) 增强耐磨性:磷化处理能够改善钛合金表面的硬度和耐磨性,使其在摩擦、磨损等环境中具有更好的性能。
(3) 改善附着力:磷化层与钛合金表面有着较好的粘结力,可以提高涂层的附着力,增强防腐涂层的耐久性。
(4) 工艺简单:磷化处理过程相对简单,操作方便,成本较低。
2. 缺点:(1) 耗能较大:磷化处理需要使用磷酸盐等化学药剂,废弃液处理和回收成本较高。
(2) 环境污染:磷化处理在废水处理和废酸危害方面存在一定的环境污染问题,对周围环境造成一定的影响。
金属磷化处理方面的知识金属(主要是钢铁)磷化处理后,表面质量和耐蚀性均优于表面氧化处理.但其颜色因处理工艺和处理液的成分变化会产生差异,且污染较大.由于表面是不溶性的磷酸盐,不宜焊接.焊接不仅破坏磷化膜,且在焊缝中磷的增加,易产生裂纹和增加焊缝的脆性.磷化是指磷酸盐转化膜,金属表面磷化后具有一定的防锈等耐蚀性,也有的磷化处理是用于漆前打底,为了增加漆膜的结合力.“四合一”金属磷化处理液金属表面因大气的污染和腐蚀会沉积各种污物并生锈。
这种锈大都是金属的氧化物及氢氧化物,它们疏松而具有吸湿性,使金属更易被继续腐蚀。
此外,金属在制造加工过程中,其表面也会留下各种液体或固体的残留物。
因此,金属制品及零件在防锈处理之前,必须进行表面处理,使其外表洁净,从而才能获得完整的覆层和理想的保护效果。
采用常规的处理方法不但工序繁杂,劳动强度大,而且易污染环境。
现广泛采用工序简单、能源消耗小的“四合一”工艺,即除油、除锈、磷化、钝化一次完成。
下面介绍这种金属处理液的制备方法。
一、原料(1)磷酸(H3PO4)又名正磷酸。
纯品是无色斜方晶体,相对密度1.834(18℃),熔点42.35℃。
一般商品是含有83~93%H3PO4的稠厚液体。
溶于水和乙醇,213℃失去一部分水而转变成焦磷酸,进一步转变为偏磷酸。
对皮肤有腐蚀性,能吸收空气中的水分,酸性介于强酸和弱酸之间。
注意不要直接接触皮肤。
这里作除油剂和除锈剂,并能形成磷化膜。
选用工业品。
生产厂:成都化工研究所、贵阳黄磷厂、云南昆阳磷肥厂、银川农药厂、武汉无机盐化工厂、广西柳城磷肥厂、上海红卫农药厂、连云港锦屏化工厂、浙江建德县化肥厂、蚌埠上游化工厂、江西樟树磷肥厂、青岛自力化工厂、北京红星化工厂、石家庄黄磷厂、大连金光化工厂、哈尔滨化工总厂等。
(2)氧化锌(ZnO)又称锌氧粉或锌白。
金色粉末或六角晶体,无臭无味、无砂性。
受热时变成黄色,冷却后又恢复白色。
相对密度为 5.606,熔点1975℃,溶于酸、碱、氯化铵和氨水,不溶于水和醇,吸收空气中的二氧化碳时性质发生变化。
脱脂、酸洗、表调、磷化表面处理的技术介绍一. 脱脂、酸洗、表调、磷化常作为表面处理的预处理或中间处理工序二. 脱脂定义工件在进行化学成膜之前,必须先除去表面的油脂及附着在表面的灰尘、锈迹、金属细铁屑等污物,才能保证转化膜化学反应的顺利进行,使转化膜与金属基体牢固结合,获得质量优良的转化膜。
除油的方法包括机械法、化学法两类。
机械法主要是:手工擦刷、喷砂抛丸、火焰灼烧等。
化学法主要是:溶剂清洗、强碱液清洗、低碱性清洗剂清洗、酸性清洗剂清洗。
三.酸洗定义1.指清洁金属表面的一种方法。
通常与预膜(pre-passiviting treatment)一起进行。
一般将制件浸入硫酸等的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。
是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理。
2. 方法说明1).利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。
氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe3O4,Fe2O3,FeO等)与酸溶液发生化学反应,形成盐类溶于酸溶液中而被除去。
2).酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。
最常用的是硫酸和盐酸。
在酸洗时务必加入酸洗缓蚀剂,防止酸对金属的腐蚀。
3).酸洗工艺主要有浸渍酸洗法、喷射酸洗法和酸膏除锈法。
一般多用浸渍酸洗法,大批量生产中可采用喷射法。
钢铁零件一般在10%~20%(体积)硫酸溶液中酸洗,温度为40℃。
当溶液中含铁量超过80g/L,硫酸亚铁超过215g/L时,应更换酸洗液。
常温下,用20%~80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗,不易发生过腐蚀和氢脆现象。
由于酸对金属的腐蚀作用很大,需要添加缓蚀剂。
清洗后金属表面成银白色,同时钝化表面,提高不锈钢抗腐蚀能力。
采用浓度为5%~20%的硫酸水溶液,清除工件表面氧化皮和粘附盐类的工艺称为硫酸酸洗法。
四.表调定义1.表调就是表面调整,是把工件放入装有表调液的槽子里进行表面调整处理的过程。
有人说我们的磷化液不需要表调,也可以做的很好,其实这种说法是完全错误的。
金属表面处理种类简介电镀/电泳/磷化/发黑/抛丸/喷丸/喷砂/钝化/喷涂/抛光/镀铬/镀镍电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。
电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
镀铬镀铬层具有很高的硬度,根据镀液成分和工艺条件不同,其硬度可在很大范围400~1200HV内变化。
镀铬层有较好的耐热性,在500℃以下加热,其光泽性、硬度均无明显变化,温度大于500℃开始氧化变色,大于700℃硬度开始降低。
镀铬层的摩擦系数小,特别是干摩擦系数,在所有的金属中是最低的。
所以镀铬层具有很好的耐磨性。
镀铬层具有良好的化学稳定性,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用,但能溶于氢氯酸(如盐酸)和热的硫酸中。
在可见光范围内,铬的反射能力约为65%,介于银(88%)和镍(55%)之间,且因铬不变色,使用时能长久保持其反射能力而优于银和镍。
镀镍通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法,称为镀镍。
镀镍分电镀镍和化学镀镍。
电镀镍是在由镍盐(称主盐)、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。
从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。
1、厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点,也是应用广泛的原因之一,化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。
化学镀时,只要零件表面和镀液接触,镀液中消耗的成份能及时得到补充,镀件部位的镀层厚度都基本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。
金属表面处理工艺|金属表面磷化处理工艺金属表面处理工艺表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。
表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。
下面是金属表面处理工艺,一共21种。
微弧氧化微弧氧化又称微等离子体氧化,是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。
金属拉丝金属拉丝是通过研磨产品在工件表面形成线纹,起到装饰效果的一种表面处理手段。
烧蓝烧蓝是将整个胎体填满色釉后,再拿到炉温大约800℃的高炉中烘烧,色釉由砂粒状固体熔化为液体,待冷却后成为固着在胎体上的绚丽的色釉,此时色釉低于铜丝高度,所以得再填一次色釉,再经烧结,一般要连续四五次,直至将纹样内填到与掐丝纹相平。
1000G机械设计资料,限时下载喷涂喷丸即使用丸粒轰击工件表面并植入残余压应力,提升工件疲劳强度的冷加工工艺。
喷砂喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程,即采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处理的工件表面,使工件表面的外表面的外表或形状发生变化。
蚀刻蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。
通常所指蚀刻也称光化学蚀刻,指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。
IMDIMD即In-Mold Decoration(模内装饰技术),亦称免涂装技术,是国际风行的表面装饰技术,表面硬化透明薄膜,中间印刷图案层,背面注塑层,油墨中间,可使产品耐摩擦,防止表面被刮花,并可长期保持颜色的鲜明不易退色。
OMDOMD模外装饰(Out Mold Decoration)简称,是视觉、触觉、功能整合展现,IMD 延伸之装饰技术,是一种結合印刷、纹理结构及金属化特性之3D表面装饰技术。
钢铁的磷化处理一、概述钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中,进行化学处理,使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法,叫做磷化处理(或称磷酸盐处理)。
二、磷化膜的外观及组成1、外观:由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色,特殊工艺可实现纯黑色、红色及彩色。
2、组成:磷酸盐[Me3(PO4)2]或磷酸氢盐(MeHPO4)晶体组成。
三、特点1、大气条件下稳定,与钢铁氧化处理相比,其耐腐蚀性较高,约高2-10倍,再进行重铬酸盐填充,浸油或涂漆处理,能进一步提高其耐腐蚀性。
2、具有微孔隙结构,对油类、漆类有良好的吸附能力。
3、对熔融金属无附着力。
4、磷化膜有教高的电绝缘性能。
5、厚度一般为10-20μm,因为磷化膜在形成过程中相应地伴随着铁进行溶解,所以尺寸改变较小。
四、用途1、防腐。
2、涂装底层,润滑性,再冷变形加工工艺中,能氧化摩擦,减少加工裂纹和表面拉伤。
3、要用来防止粘附低熔点的熔融金属。
4、变压器、电机的转子、定子及其他电磁装置的硅钢片均用磷化处理,而原金属的机械性能、强度、磁性等基本不变。
五、小结所需用的设备简单,操作方便,成本低,生产效率高,保护膜又有不少优点,因此在汽车、船舶、机器制造及航空工业都得到广泛的应用。
六、磷化种类用于生产的磷化处理方法有:高温、中温、低温的磷化处理,四合一磷化处理及黑色磷化处理等。
1、高温磷化处理:在90-98℃的温度下进行,溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶6-9,处理时间为15-20分钟。
特点:耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高,速度快,磷化膜粗细均匀。
溶液加热时间长,挥发量大,成分变化快,磷化膜易夹杂沉淀,沉淀物难清理。
2、中温磷化处理:在60-70℃的温度下进行。
溶液游离酸度与总酸度比值为1∶(10-15),处理时间为7-15分钟。
特点:溶液稳定,磷化速度快,生产效率高,容易成分复杂,难配制。
3、常温磷化处理:在室温下进行,溶液的游离酸度与总酸度的比值为1∶(20-30),处理时间为10-15分钟。
常用表面防护处理简介一、表面防护的意义近年来,金属表面处理技术获得了迅速发展,已广泛应用于众多领域。
随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展,对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求,通过长期的实践证明,一些简单、简易的处理方式,已经不能满足使用环境的基本要求。
只有采用标准的处理生产工艺,才能使生产的产品满足质量要求。
因此,选用低成本、低能耗、高品质的金属处理工艺,是企业保证防护质量和产品质量稳定与否的重要因素。
二、常用表面防护处理方法介绍及各自特点2.1电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。
电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
依各种电镀需求还有不同的作用。
举例如下:1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。
2.镀镍:打底用或做外观,增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。
3.镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。
4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性高于金。
5.镀锡铅:增进焊接能力,快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。
2.1.1镀铬铬是一种微带天蓝色的银白色金属。
它有很强的钝化性能,大气中很快钝化,显示出具有贵金属的性质,所以铁零件镀铬层是阴极镀层。
铬层在大气中很稳定,能长期保持其光泽,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定,但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。
铬层硬度高,耐磨性好,反光能力强,有较好的耐热性。
在500OC 以下光泽和硬度均无明显变化;温度大于500OC开始氧化变色;大于700OC才开始变软。
磷化处理报告1. 引言本报告旨在介绍磷化处理的步骤和方法。
磷化处理是一种常见的金属表面处理方式,通过在金属表面形成磷化层,可以提高金属的耐腐蚀性、耐磨损性和附着力。
在本报告中,我们将介绍磷化处理的基本原理、实施步骤以及处理后的效果。
2. 磷化处理的原理磷化处理是通过在金属表面形成磷化物层,改变金属表面的化学性质和物理性质。
磷化物层可以提供一层保护膜,有效防止金属的腐蚀和氧化。
磷化处理的原理主要包括以下几个方面:2.1 清洗表面在进行磷化处理之前,首先需要对金属表面进行清洗,去除表面的油脂、污垢和氧化物等杂质。
清洗可以采用化学溶剂、酸洗或电解等方式。
2.2 预处理在清洗完金属表面后,需要进行预处理,以提高磷化层的附着力和均匀性。
预处理一般包括活化、去垢和中和等步骤。
2.3 磷化反应在预处理完成后,金属表面进入磷化反应阶段。
磷化反应可以采用浸泡、喷涂或浸镀等方式进行。
在磷化反应中,金属表面与磷酸盐溶液发生反应,生成磷化物层。
3. 磷化处理步骤下面是磷化处理的具体步骤:3.1 清洗金属表面使用化学溶剂或酸洗剂对金属表面进行清洗,去除表面的油脂和污垢。
可以使用刷子、布或喷枪等工具进行清洗。
3.2 预处理在清洗完成后,进行预处理。
首先进行活化处理,使金属表面变得更容易与磷酸盐反应。
然后进行去垢和中和处理,以确保金属表面没有任何杂质。
3.3 磷化反应将金属表面浸泡在磷酸盐溶液中,保持一定的时间,使金属表面与磷酸盐发生反应。
反应时间的长短可以根据需要进行调整,一般为几分钟至几十分钟。
3.4 清洗和干燥磷化反应完成后,将金属表面从磷酸盐溶液中取出,并用清水进行冲洗,以去除残留的磷酸盐。
然后用风扇或烘干器将金属表面完全干燥。
3.5 表面处理(可选)在磷化处理完成后,如果需要进一步改善金属表面的性能,可以进行表面处理。
表面处理可以包括油漆、镀铬或喷涂等方式。
4. 磷化处理的效果磷化处理可以显著改善金属表面的性能。
处理后的金属表面具有以下特点:•耐腐蚀性增强:磷化物层可以提供一层保护膜,有效防止金属的腐蚀和氧化。
一、金属表面磷化处理的种类及各自的特点
磷化处理分类方法较多,工业上较为常用的有以下几种。
1、按磷化膜种类分
可把磷化分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。
磷化膜分类及特征:
磷化膜类
别磷化膜基本成分
铁基体单
位面积膜
层(g/m2)
结晶类型
锌系Zn2Fe(PO4)·4H2OZn3(PO4)2·4H2O 1~40 定型晶结构,树枝状、针状、空
隙较多
锌钙系Zn2Ca(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2O
Zn3(PO4)2·4H2O
1~15
紧密颗粒状,有
时有大的针状
颗粒,空隙较少
锌锰系Zn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O(M
n,Fe)5H2(PO4)4·4H2O
1~40
颗粒-树枝-针
状混合晶型,空
隙较少
锰系(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2OMn3(PO4)2·3
H2O酸式磷酸铁锰
1~40
密集颗粒状,空
隙少
铁系Fe5H2(PO4)4·4H2O 5~20 颗粒状,空隙较
多
非晶相铁
系Fe3H2(PO4)2·8H2OFe2O3FePO4 2.5~1.5
膜薄,结构呈非
晶相平面分布
2、按磷化膜质量分类
实际应用中,一般根据单位面积膜层质量(g/m2)衡量,可分为重量级、次重量级、轻量级、次轻量级四种。
通常膜薄附着力好,而膜厚耐蚀性好,涂装前处理所需膜层为0.5~7.5g/m2,一般锌系磷化膜控制在1~4.5g/m2,铁系磷化膜控制在0.2~1g/m2,与阴极电泳或粉末涂料配套时磷化膜控制在1~3g/m2。
质量分类膜质量/
(g/m2)
膜主要成分用途
次轻量级0.2~1 磷酸铁、磷酸钙等用于变形大的工件作底层轻量级 1.1~4.5 磷酸锌等作通用底层
次重量级 4.6~7.5 磷酸锌等用于基本不变形的工件作
底层
重量级>7.5 磷酸锌、磷酸锰等作防锈用,不作底层
3、按磷化处理温度分类
(1)高温磷化磷化处理温度为80~90℃。
优点是配方成份简单,磷化速度快,磷化膜的耐蚀性、硬度及耐热性能较高。
缺点是槽液温度高、耗能大、蒸发量大、沉渣多,成本高,形成磷化膜较厚且粗糙,一般不作涂装前的磷化。
(2)中温磷化磷化处理温度为60~75℃。
优点是磷化速度较快,磷化结晶较细,耐蚀性能好,但磷化膜仍较厚,涂装后涂膜的光泽不好,一般适用于耐蚀性防护层及喷、刷漆的底层,但不适用于电泳及静电粉末喷涂的底层。
(3)低温磷化磷化处理温度为35~55℃。
低温磷化成膜动力主要依赖配方中的促进剂等物质,形成的磷化膜薄而致密,平整光滑,槽液稳定,沉渣较少,能耗小,维护简便,使用综合成本低,是目前国内外涂装底层处理的主要技术。
(4)常温磷化常温状态下,不加温的磷化工艺。
磷化成膜的动力完全依赖于配方中的促进剂成分。
节能,减少设备投资,是新的发展趋势,但磷化速度较侵,对大批量产品不适用。
磷化配方复杂,槽液维护调整难度较大,槽液浓度较高,但综合成本较低,是发展方向。
4、按磷化处理工艺分类
磷化工艺主要有浸渍法、喷淋法和涂刷法,其作用和特点如表4所示。
各种磷化方法的特点
特点浸渍法喷淋法涂刷法
膜厚可获得各种厚度
的膜层
能获得中等和薄的
膜层
能获得中等和薄的
膜层
用途各种用途涂料底层或工序间
防蚀
涂料底层或工序间
防蚀
适应性中小型各种形状
的工件
大型工件中小型工件
生产规模小批量大批量大批量
磷化温度各种温度中、低温低温
(1)浸渍磷化适用于处理形状复杂的工件,沉渣量少,设备维护容易。
缺点是磷化时间较长,处理浓度高,膜层结晶粗糙。
(2)喷淋磷化适用于处理几何形状较为简单的板材。
由于喷射时的冲击力和磷化时的化学作用的结合,使喷琳磷化的速度提高,浓度较低,膜层结晶较为细密、均匀。
缺点是工件内部部位不易磷化,还易遭受腐蚀,喷淋的沉渣较多,设备投资大,维护困难。
(3)涂刷磷化适用于大型钢铁构件的磷化或局部磷化,能获得中等和较薄的磷化膜,设备投资少,磷化方便。
缺点是磷化膜不够均匀,受人为因素影响较大。
其他分类方法还有按磷化促进剂类型分,可分为硝峻盐型、亚硝酸盐型、氯酸盐型、有机氮化物型、钼酸盐型等;按磷化后是否水洗分类,分为水洗型磷化液和不水洗型磷化液;按磷化槽液沉渣的多少分类,分为多渣型磷化和低渣型磷化;按促进剂是否单独补加分类,分为内含促进剂型磷化和促进刑单独补加型磷化;按磷化液中是否含亚硝酸盐和镍盐分类等。
二、铝合金阳极氧化处理的方法及特点
铝合金阳极氧化的方法很多,常用的有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化。
(1)硫酸阳极氧化:在稀硫酸电解液中通以直流和交流电对铝及其合金进行阳极氧化处理,可获得5~20微米厚,吸附性较好的无色透明氧化膜。
硫酸阳极氧化工艺简单,溶液稳定,操作方便,允许杂质含量范围较宽,电能消耗少,成本低,且几乎可以适用于铝及各种铝合金的加工,所以在国内已得到了广泛的应用。
(2)铬酸阳极氧化:
铬酸阳极氧化是指用5~10%的铬酸电解液对铝及其合金进行阳极氧化的技术。
用此法得到的氧化膜具有如下特点:①较薄(与硫酸和草酸氧化膜比),约2~5微米,可保持工件原有精度和粗糙度;②质软弹性高,几乎没有气孔,耐蚀性强于硫酸阳极氧化膜;③不透明,颜色由灰白至深灰色,甚至彩虹色,故不易染色;④由于孔隙少,膜层不用封闭处理就可使用;⑤与有机物的结合力好,因此常用作油漆的底层;⑥与硫酸阳极氧化比,成本较高,使用受到一定限制。
(3)草酸阳极氧化:
草酸阳极氧化是用2%~10%的草酸电解液通以直流或交流电进行的氧化工艺。
当使用直流电进行阳极氧化时,所得膜层硬度及抗蚀力不亚于H2SO4阳极氧化膜,而且由于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小,所以可得到比硫酸溶液中更厚的氧化膜层;若用交流电进行氧化,可得较软、弹性好的膜层。
草酸阳极氧化的膜层一般为8~20微米,最厚可达60微米。
氧化过程中只要改变工艺条件(如草酸浓度,温度,电流密度,波形等),便可得到银白色、金黄色至棕色等装饰性膜层,不需要再进行染色处理。
草酸阳极氧化电解液对氯离子非常敏感,其质量浓度超过
0.04g/L膜层就会出现腐蚀斑点。
三价铝离子的质量浓度也不允许超过3g/L。
但草酸阳极氧化成本较高,耗能多(因为草酸电解液的电阻比硫酸,铬酸大),溶液有毒性,且电解液稳定性差。
(4)瓷质阳极氧化:
在电解液中加入某些物质,使其在形成氧化膜的同时被吸附在膜层中,从而获得光滑,有光泽,均匀不透明的类似瓷釉和搪瓷色泽
的氧化膜,称“瓷质阳极氧化膜”或“瓷质氧化膜”。
这种氧化膜弹性好,抗蚀性好,染色以后可得到具有塑料感的外观。
所得膜厚约6~25微米。
(5)下面是瓷质氧化的两种方法:
①在硫酸或草酸溶液中加入某些稀有金属元素(如钛,钍等)的盐类:氧化过程中,由于这些盐类的水解作用产生发色物质沉积于氧化膜孔隙中,形成类似瓷釉的膜层,硬度高,可以保持零件的高精度和高光洁程度,但成本昂贵,溶液使用周期短,工艺条件要求严。
②以铬酐和硼酸的混合液为阳极氧化液:成分简单,成本低,氧化膜弹性好,但硬度较前一种低,可用于一般装饰性瓷质氧化表面处理。
在氧化溶液中,各种组分的变化将对氧化膜的色泽起决定作用:如随铬酐的升高,膜层颜色向不透明灰色方向转化;随硼酸升高,膜层颜色向乳白色方向转化;而随草酸的升高,膜层颜色向黄色方向转化。
三、丙烯酸水性涂料的发展现状
水性UV涂料作为其中的一种,从70年代就已着手研究,虽然表面上看它与100%固体的UV涂料的特性违背,但由于它的特点,目前已在一些生产领域获得了应用,如木器清漆,塑料和皮革套印罩光、打印油墨等。
水性涂料的组分主要是含有丙烯酸类或其它不饱和双键的可溶于水或分散于水中的树脂,一般来说为了保证涂膜性能,其相对分子质量比一般的齐聚物、活性稀释剂都要大得多。
可用于水性UV涂料的树脂种类很多,常用的有如下一些:
水基氨基甲酸丙烯酸酯齐聚物;水基脂环族环氧树脂;环氧丙烯酸酯乳液;不饱和硝基纤维素聚酯水分散体;水解不饱和聚酯;含不饱和丙烯酸官能团的丙烯酸乳液。
水性UV涂料由于其生态和低毒性原因在涂料工业领域有很好的应用前景。
从技术角度来看,通过与水性丙烯酸酯、聚氨酯或醇酸树脂的结合可以得到与基材良好的粘结性、易消光、柔顺性等优点。
就应用来说,水性UV涂料可以用作家具木器漆、塑料清漆、罩印清漆、光聚合物印刷版、丝网印刷油墨、凹版及平板印刷油墨等。
水性UV涂料的研究发展,将是未来涂料发展重要方向之一,具有广阔的
前景。