有效控制磷化沉渣量的探讨

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中国粉末涂料与涂装

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紫外光照射三种方法进行对比试验，圣联达的粉末都比该厂粉末优异。对比结果见表２。

年会会刊

铝材前处理的质量。合格的前处理是保证涂层附着力的重要因素。从使用上来说．涂层耐腐蚀性和良好的附着性主要取决于铝材前处理，当然粉末涂料本身的性能对附着力也是非常重要的。铝材厂采用的前处理方法主要是有铬化的前处理，无铬化的前处理目前只处于理论阶段和试验阶段．随着环保要

表２粉末涂料耐候性对比试验

试验方法

氙灯（９６ｈ

０３５Ｗｌｍ２｝

０．７８Ｗ／ｍ２，４ｈ凝露＋８ｈ

求的提高，再加上欧盟等国瓣重金属含量的限制．无铬化是将来前处理的方

向。另外一个影响粉末涂料质量的重要因素是固化炉温，必须定期检查炉

圣联迭无变化

ｕｖ）

无变化

很轻微变色（色差０７）

对比厂家

明显失光．褪色．布满斑点失光，褪色明显变色（色差３３）

温，保证良好的固化。其次就是合适的使用环境强酸性、强碱性等强烈刺

激性（如气体．烟雾、尘埃）的使用环境，对热固性粉末涂料有明显的损害及腐蚀。

。风险”是致命的隐患，它可以告诫粉末涂料生产商尤其是想进入铝材

行业的粉末涂料同行们，一些粉末涂料公司因产品质量问题而被告上法庭，造成巨额赔偿的事时有发生。随着市场的发展．客户的眼光越来越挑剔．要求越来越严格，这样的赔偿事故会越来越多。对于铝型材用粉末涂料．最主要的性能是耐候性．质量不好的涂料肯定经不住大自然的考验．以次充好是自掘坟墓。举一个例子，有一客户使用圣联达的绿色皱纹粉末．期间偷偷换用了～

ＱＵＶ（４８ｈ

紫外光照射（７２ｈ）

此事正在调查处理中，由此说明～点．质量是生存之本。

粉末涂料的发展正处于一个困难时期，原料价格不断攀升．制造成本逐日增加．但市场竞争加剧．售价不容乐观。更可怕的是粉末涂料行业的市场竞争采取了一些不正当的方式，有的公司打价格战．率先踏进恶性竞争的死胡同。这种竞争的产物是产品质量下降，受害者是客户，死亡者是竞争者，后果严重，铝型材行业中隐藏着巨大的风险，不容忽视Ｉ

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有效控制磷化沉渣量的探讨

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ＣＯＮＴＲＯＬＬｌＮＧＳＵＬＬＡＧＥＩＮＰＨＯＳＰＨＡＴＥＢＯＯＴＨ

●文／魏凌沅李金华

（珠海格力电器有限公司）

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摘要：阐述Ｔ磷化反应沉渣的过程，分析了产生磷化渣的主要原因，有效控制反应过程沉渣量的措施，对大批量生产有很好的指导意叉。

解度增大，在一定温度下磷酸盐的离解处于平衡状态。当金属与磷化液接触时．金属受游离酸侵蚀而发生如式《２）所示的反应。（２）式产生的Ｈ２被溶液中的氧化剂氧化成水，而部分Ｆｅ２＋也被溶液中的氧化剂氧化成Ｆｅ３＋，见反应式

１前言

随着近年来家用电器及汽车工业突飞猛进的发展．涂装技术得到了飞速提高。涂装前的磷化技术更是争奇斗艳，百花齐放。由于人们对环境及健康问题认识的加深．现代磷化技术正朝着快速．低温．耐碱性好及无污染的方向发展。各院校，科研机构和企业纷纷顺应形势．力图探索最优的磷化处理方式。在大批量连续生产的空调钣金件涂装优美”外衣”的同时．最迫切需要解决的问题就是怎样最大限度地减少磷化过程中的沉渣量。

（４）。Ｆｅ３＋与Ｐ０４生成ＦｅＰＯ；的反应见反应式｛７），生成磷化沉渣．也有部

分Ｆｅ２＋参与成膜反应，见反应式（６）。这些化学反应都在金属表面发生．反应（１）的平衡被打破，平衡右移．反应（３）．（４）的发生加速了反应１１）的进

程电离出越来越多的成膜离－子－Ｚｎ２＋与ＰＯ：。．使金属表面附近的Ｚｎ２＋和Ｆｅ２＋

与ＰＯ；‘的浓度过饱和，当大于Ｚｎ３（Ｐ０４）２或ｚ”２Ｆｅ（Ｐ０４）２的溶度积时．不溶性的磷酸盐就沉积在金属与溶液的界面上．由此形成磷化膜。

当磷化液的平衡体系被破坏时，可能出现局部Ｚｎ２＋浓度过高．而Ｈ＋浓度偏低的情况．此时就会发生（８）式的反应，生成的沉渣沉入槽底。纵观整个磷化反应过程．反应式【７）．（８）是磷化沉渣形成的根源。

２磷化反应过程及沉渣的产生

２．１磷化反应机理

磷化膜的成膜机理比较复杂（仅以电，热镀锌板表面磷化为例），可能发生以下反应（Ｍ表示某种金属）．

３磷化沉渣的危害及磷化沉渣的成因

磷化沉渣在磷化反应中是不可避免的产物．它的形成不仅影响磷化质量，还对涂装性能产生负面影响。为什么这样说呢７因为磷化过程中的沉渣会导致如下危害。３．１磷化沉渣的危害

３Ｚｎ３（Ｐ０４）２＋４Ｈ２０＝Ｈ２Ｐ饿＋２ＨＰ叫‘＋３Ｐ硝。＋３

（磷化液主要成份）

Ｍ＋２

Ｚｎ”＋８Ｈ＋

（１）

（成膜离子）【游离酸）（２）（３）（４）

Ｈ２——丧｝斗Ｈ２０

Ｍ２＋——尘土—卜Ｍ３＋

．

Ｈ＋葛ｒ—◆Ｍ”＋Ｈ２ｔ

一磷化沉渣分布于磷化液中减少了工作液与工件的有效接触面积．影

响磷化反应的正常进行，延长了磷化膜生成的时间．消耗磷化槽液的有效成份．缩短磷化液的使用寿命。

Ｍ２＋＋２Ｚｎ２＊＋２Ｐ０４＋４Ｈ２０＝Ｚｎ３Ｍ（Ｐ０４）２－４

（磷化膜ｌ

Ｈ２０ｌ

３Ｚｎ２＋＋２

Ｈ２０Ｊ１５）（６）

ＰＯ；‘＋４Ｈ２０＝Ｚｎ３（Ｐ０４）２＇４

（磷化膜）

一磷化沉渣的量超过某一极限数量时，会在工件表面析出不溶物．影响

涂层的附着力和整个涂膜的涂装性能。

一磷化沉渣的清理工作置是随沉渣量的增加而增大的．频繁的清理工作

２．２磷化反应沉渣的形成

磷化沉渣反应：Ｍ３＋＋Ｐｏ｝斗Ｍ

局部反应：３Ｚｎ２＋＋２

增加了劳动成本，影响了涂装工作效率。

Ｐ０４３’ｌ

（７）（８）

一磷化渣未能及时清洗或磷化加热设备设计不合理时．磷化沉渣的积存

会堵塞喷淋管和喷嘴及板式换热器．影响传热效率，造成能源浪费。

（沉渣）即磷酸盐沉淀的副反应形成磷化沉渣

Ｐｏ｝—————－．ｚｎ３Ｍ（Ｐ０４）２Ｊ

（沉渣）

一热交换设备反复被磷化渣堵塞将影响设备的使用寿命。

３．２磷化沉渣成园

从上述磷化反应机理及沉渣分析可知，磷化沉渣的危害是涂装生产中无法杜绝的现象．但我们可以分析磷化沉渣产生的原因．从不同的角度去减少形

２．３磷化反应沉渣分析

磷化剂在溶液中发生电离如反应式（１）所示。随着温度升高，磷酸盐的离

９３

２０ｅ６

ＡＮＮＵＡＬ

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中国粉末涂料与涂装

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成磷化沉渣的机会，那我们就可以把磷化沉渣的量降到最低，使涂装工作跨上新的台阶。

影响磷化沉渣的主要因素有磷化液配方．磷化工艺参数Ｉ温度和压力

年会会刊

一频繁的中和现象任何人为降低游离酸ＦＡ的行为，均可产生磷化液局

部化学平衡的打破．从而产生磷化沉渣。所以应小心控制生产过程中的ＦＡ值与ＴＡ值．避免频繁的中和行为。

等）．基材的表面状态．磷化膜中的主要成膜物质等。

在前处理磷化工艺中．每磷化１ｍ２的工件大概要产生５９左右的沉渣。我们经过认真研究分析．从理论上探索，并通过大量的实践证实．将沉渣量大幅降低是可行的。现在我们已经做到每磷化１ｍ２工件所产生的沉渣量仅为

Ｏ．０５一Ｏ．１９。

一控制促进剂的浓度．促进剂的浓度应控制在规定的范围．浓度过低起

不到促进作用．过高则导致磷化渣量的增加。

一磷化温度的变化范围越小越好。为防止过热．磷化槽的加热方式，加

热介质都应认真考虑。

一加强工业用水的管理配槽工业用水的水质也有较大影响，有条件的

单位最好用纯水配制。若水的电导率超过８００ｐｓ／ｃｍ．磷化渣量将上升２５％．高电导率的工业用水配制磷化槽液会出现额外沉渣．这一结论已被我们证实．同时水中细菌过多，对较长时间存放的磷化液也有很大影响．会出现大量漂浮白色絮状物｛菌类｝．因此对工业用水也应作相应处理。

４控制磷化沉渣量的设想

磷化沉渣是磷化过程中的产物。换句话说，只要有磷化膜形成．就岿然会有磷化渣产生，这是不可避免的。我们认真分析了磷化渣的成因，从中找出将磷化渣控制在最低限度的方法。

根据上述（７｝式的反应，可以采用下列方法控制磷化渣。

（１）选择适当的氧化剂．有利于（３）反应式的进行．而不利于（４）．（７）反应的发生。通过试验比较我们发现．ＮａＮ０２是最易产生沉渣的氧化剂．而硫酸羟胺ＨＡＳ和对苯二酚体系促进剂则可大大减少沉渣的产生（见表１和表２）。

试验结果表明，控制ＮａＮ０２的含量．对沉渣量也起到相当重要的作用。（２）加强工艺控制．反应武｛８）进行的条件是溶液中成膜离子过度积累成膜反应趋势急剧增大，溶液处于不平衡状态。为此下面几个因素均可导致这种现象的发生。

表１每处理１ｍ２工件的沉渣情况

２０℃

２５℃００８３．２

３０℃０．１３．８

ｇｌｍ２

４０℃０．１４．５

５０。ｃｏ１２４．７

ＨＡＳ＋对苯二酚

０．０８３．１

ｌＮａＮ０２

表２ＮａＮ０２用量对磷化沉渣的影响

０．２５３．５

０．３３８

０．３５４．２

０．３８５．１

ＩＮａＮ０２含量．ｇｌＬ

ｌ沉渣量．ｇ／ｍ２

０．１５３．１

一游离酸太低．酸比过大．参见表３中的相关数据。

一磷化温度过高，成膜趋势使体系平衡被破坏．参见表４中的相关数据。一溶液中和反应时常发生。

一工业用水电导率大于８００ｐｓ／ｃｍ。５结论

根据上述分析和试验结果．我们可以采取如下方式控制磷化沉渣

表３酸比对磷化沉渣的影响

ｌ酸｝ＩｓＴＮＦＡ『沉渣量，ｇ／ｍ２注试验温度为３０℃

１８３．１

２５３．８

３５４．２

４５４．９

５５５７

一不用ＮａＮ０２作促进剂或降低ＮａＮ０２的用量（即促进剂点要低的磷

化剂）。

表４温度对磷化沉渣的影响

一生产过程中控制酸比酸比是指总酸度与游离酸度的比值，是磷化反

应的推动力。酸比越大，磷化成膜趋势越大．当超过一定值时磷化液局部会自行形成磷化渣沉人槽底。所以生产过程中应根据具体磷化剂的配方．保持一

ｌ磷化温度，℃

Ｉ沉渣量．ｇ／ｍ２

２５３．１

３０３．２

４０３．５

４５３．９

５０４．５

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铝合金轮毂涂装装备与技术的发展趋势

ＴＲＥＮＤＳＯＦＣＯＡＴｌＮＧＥＱＵＩＰＭＥＮＴＳＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦＯＲ

ＦＩＮＩＳＨｌＮＧＡＬＵＭＩＮＵＭＨＵＢＳ

●文／仝文朵

（滨州盟威ＢＢＳ轮毂有限公司）

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摘要：汽车铝合金轮毂越来越多地采用扮末涂料涂装．目前我国铝轮毂行

生主要采用透明粉进行面涂。作者讨论了汽车铝舍全轮较的前处理．底涂．色漆中涂和透明扮面潦的整个工艺过程，设备使用情况，粉末涂料在铝轮敷行业的应用前景光明。

艺抗腐蚀性一般较差，另外有的轮毂采用抛光后直接喷透明粉涂层的工艺。

尽管各生产厂的工艺流程相同．但涂装完成后的产品质量却不尽相同．这主要取决于涂装选用的原材料以及工艺参数的控制．设备的选用等。作者将从铝合金轮毂涂装技术发展的宏观方向进行阐述。

１前言

汽车铝合金轮毂其备省油．散热性好．舒适，安全，美观等优点，成为越来越多驾车者购车优选的条件之一。铝合金轮毂一般由铝合金经过低压铸造或煅造，机械加工．表面涂装三大主要工序制成。涂装是铝合金轮毂生产的最后工序．该工序的主要功能是增加轮毂在驾驶过程中在各种环境下的抗腐蚀性和外表的美观．可以根据用户需求进行不同颜色的喷涂。

２铝合金轮毂的预处理

涂装预处理的目的在于清除轮毂表面机械加工时沾附的油脂．油污．残

留杂质以及铸造表面的氧化层等．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，增强轮毂防腐蚀性的目的。良好的涂装预处理可以极大地提高铝材表面与底涂层间的结合力．以及轮毂的抗腐蚀性，否则涂料质量再好也不能发挥其应有的作用。因此预处理是涂装过程中非常重要的步骤．它能保证涂层良好质量的实现。

轮毂的预处理工艺一般为脱脂．水洗．酸洗．水洗．钝化．纯净水洗，其中

轮毂涂装工艺各生产企业基本相同．一般流程为．预处理—’底涂＋色

漆—◆透明层。有些特殊轮毂可能会采用金属底粉和透明层两层喷涂．但该工

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