磷化工艺的改进 磷化工艺的改进

磷化工艺的改进

  • 期刊名字:电镀与精饰
  • 文件大小:584kb
  • 论文作者:李维冰,周永忠,孙丽萍,迟广秀,杜平
  • 作者单位:山西新华化工有限责任公司
  • 更新时间:2020-10-22
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论文简介

24Nov.2013Plating and FinishingVol 35 No. 11 Serial No 248doi:10.3969/jisn.1001-3849.2013.11.006磷化工艺的改进李维冰,周永忠,孙丽萍,迟广秀,杜平(山西新华化工有限责任公司,山西太原030008摘要:某产品为钢铁金属外壳,表面处理原为中高温脱脂、中温磷化后再涂装,以满足外观要求。本着节能降耗的目标,对原脱脂、磷化工艺进行改进,通过实验和配方筛选,改为常温脱脂、常温磷化。对磷化膜的外观、质量、耐蚀性及涂膜附着力、柔韧性及抗冲击韧度进行了检查和测试,经批量生产验证,产品质量合格。实践证明,采用常温脱脂、常温磷化工艺可大幅度降低能源消耗,并满足精益化生产和环境保护的要求。关键词:常温脱脂;常温磷化;附着力;柔韧性;耐蚀性;精益化生产中图分类号:TG174.451文献标识码:BImprovement of Phosphating ProcessLI Wei-bing, ZHOU Yong-zhong, SUN Li-ping, CHI Guang-xiu, DU PingShanxi Xinhua Chemical Co, LTD, Taiyuan 030008, China)Abstract: The product is steel metal shell, the original surface treatment processes were middle-higtemperature degreasing and phosphating first and then painting. For sake of energy saving and consump-tion reducing, the original degreasing and phosphating processes were improved from middle-high temperature into room temperature through experiments and formulation selection. Appearance, quality, corrosionresistance, adhesion, flexibility and impact toughness of the phosphated coating were tested and inspected, and product's quality was qualified through mass production validation. Practice had proved that a-opting the room temperature degreasing and phosphating processes could significantly reducing the ener-gy consumption and meet the requirements of lean production and environmental protectionKeywords: room temperature degreasing; room temperature phosphating; adhesion; flexibility; corrosionresistance; lean production引言1常温脱脂与磷化的可能性目前,国内金属件涂装前处理大多采用中高温对于基体表面涂有动植物油的金属零件,要通脱脂、中温磷化的工艺,常温脱脂磷化还不多见。过皂化和乳化作用除去油污,一般采用碱性脱脂液寻求新的金属表面活性剂、助洗剂、磷化剂进行常效果较好。提髙碱性脱脂液的温度会使脱脂效果温脱脂、常温磷化,替代中高温脱脂和中温磷化工更好,但温度增髙会使能耗增大,同时也绐环保带艺,可以节约能源,达到精益生产和环境保护的要来不良影响。求,是目前国内金属表面处理领域所追求的2某公司中国煤仆钢板冲压或焊层I目出M收稿日期:2013-05-31修回日期:2013-06-28CNMHG2013年11月电镀与精饰第35卷第11期(总248期)·25接成型。冷轧钢板一般涂有矿物油,且油层薄,脱除矿物油主要依靠助洗剂和表面活性剂的乳化、润2工艺实验湿和分散作用,加温对提高助洗剂和表面活性剂乳2.1配方选择及实验目的化润湿和分散的作用不大。同时资料显示选用针对冷轧钢板的油污特点,选择了较有代表性绿色环保的新型表面活性剂(APG)制成的OP等一的三家专业厂生产的常温磷化液和配套的表调剂、类的清洗剂对土壤危害小,可实现生物降解,目前脱脂剂各配成2L工作液进行工艺实验。已被广泛采用。因此针对需脱脂的零部件,选用常实验采用公司生产的零件和150mm×50mm温清洗剂实现常温脱脂,从工艺上和环保方面考虑0.35mm的冷轧板试片是可行的。实验目的是对三家生产的磷化液进行对比和近年来,节约能源越来越受到企业的重视,各评价。专业科研生产单位推出了不少常温磷化液,但质量1)评价脱脂液在常温下的脱脂情况存在一定差别。常温磷化,其磷化成膜的动力主要2)评价磷化液在常温下磷化零件和试片的质依赖于配方中的促进剂成分,促进剂是加快成膜速量情况;度的关键物质。据最新资料报道“,常用促进剂为3)考核2L工作液的老化情况;亚硝酸钠,加入微量间硝基苯磺酸钠后使工艺范围4)考察磷化后的零部件涂漆后的质量情况。变宽,磷化液稳定性更好。促进剂在磷化液中是微2.2工艺过程及工艺条件量的,一般加入0.8~3.0mL/L,因此采用常温磷化由于冷轧钢板表面无锈,不需要除锈工序,其工艺后,促进剂的成分改变不会给环保带来新的压脱脂、磷化工艺过程如下:脱脂(常温10min)→水洗力,间硝基苯磺酸钠与亚硝酸钠同样可用现有的废→水洗→表调(常温1min)→磷化(常温10min)→水处理设施处理。目前国内市场常温磷化液种类水洗→水洗→烘干。较多,有些常温磷化液(尤其是锌系磷化液)的成膜2.3实验情况质量完全可以达到中高温磷化膜质量。实验情况见表1。表1常温脱脂、磷化试件的表面状况工作脱脂工序磷化工序液实验次脱脂)/℃|A(脱脂)/如脱脂情况|实验|叭碘化)/℃|A(碘化)d如表面状态零件表面4.8水膜连续,油21127.4磷化膜偏薄污除净零件表面14663水膜连续,油2719~22146.63磷化膜完整均匀污除净磷化膜完零件表面1412水膜连续油24整,处理超过141.270dm2时,零件污除净表面有沉渣从表1可以看出,1)三家专业厂生产的脱脂剂液2L工作液所磷化的面积相差不大;3)磷化膜外常温脱脂效果均较好,并且当磷化液老化(老化指观,工作液A磷化膜偏薄;工作液C磷化膜完整,但的是总酸游离酸不在工艺范围需要补加新磷化处理0dm2H中国煤化工渣不易清洗液)时,脱脂液仍可使用2)三家专业厂生产的磷化工作液B磷CNMHG26Nov.2013Plating and FinishingVol 35 No, 11 Serial No 2483磷化膜检测及对漆膜性能的影响2)漆膜的附着力及冲击韧性。除按照GB/T6807-2001《钢铁工件涂装前磷化处理技术条件》要3.1磷化膜检测求,对磷化膜外观、磷化膜面质量、磷化膜耐蚀性、按照GB/T6807-2001《钢铁工件涂装前磷化处涂膜耐蚀性进行检测外,还按GB1720-79《漆膜附理技术条件》要求,对磷化膜外观、磷化膜面质量、着力测定法》和GB/T17329《漆膜耐冲击测定法》磷化膜耐蚀性和涂膜耐蚀性进行检测。对工作液A、B和C制备的磷化膜表面涂覆的漆膜1)磷化膜外观。磷化膜外观合格。进行了附着力及冲击韧性检测,结果附着力均为12)磷化膜面质量。产品磷化膜是用作涂装底层级(在50cm高度,10008质量冲击无裂纹)。的锌系轻量级磷化膜,应符合GB/T6807-2001表1磷化膜分类中“轻量级”1.1~4.5g/m2的规定。4试生产对三家专业厂提供的磷化液进行磷化,磷化膜按由于实验取得了较为满意的结果,开始批量试照GB/T97922003《金属材料上的转化膜单位面积生产。试生产过程中除产品外还附带了试片,并对上膜层质量的测定重量法》进行测定结果见表2。磷化后的试片进行了磷化膜外观、磷化膜耐蚀性以表2磷化膜面质量及漆膜的附着力、冲击韧性及弯曲性能试验,结果工作液以(,化膜)(5·m)全部满足要求。ABC5结论3.97通过实验和检测,工作液B的生产单位的脱由表2对磷化膜测试结果看,三家专业厂生产脂、磷化配方可以满足我公司磷化工艺及质量要的磷化液制备的磷化膜均符合CB/T6807-2001的求。说明采用常温脱脂、磷化工艺生产的产品质量要求,其中A厂家产品制备的磷化膜较轻。可以满足要求。目前生产上已经采用常温脱脂、磷3)磷化膜耐蚀性。按照GB/T6807-2001的规化工艺,并对生产成本进行了核算。材料成本基本定将磷化试片浸入3%氯化钠溶液中,在15-25℃没有变化,但能源消耗大为降低磷化工艺改进前下浸泡1h,取出洗净、吹干,目视检查磷化表面状后节约电能消耗见表4。况。检测结果见表3。表4与原磷化工艺电能消耗对比表3磷化膜附蚀性工序原工艺新工艺工作液磷化膜表面状况℃用电/kW℃用电/kW有锈蚀脱脂无锈蚀热水洗80~901560C无锈蚀磷化40-55室温0由表3可以看出,工作液B耐蚀性最好热水烫洗80-901563.2涂膜检测注:按目前产量计算,仅电能一项每年可节约资金41万元将磷化后的试片涂以C61铁红醉酸底漆δ为参考文献10~18μm,烘干后再涂C4-64灰色醇酸半光漆,总涂膜δ为40~50μm。然后进行涂膜性能检测[1]叶杨祥,潘肇基涂装技术实用手册[M].北京:机械1)涂膜耐蚀性。按照GB/T6807-2001的规定工业出版社,1999:161-168试片涂膜经24h中性盐雾试验后涂膜应无起泡、2]伍泽涌,卢鸿琏,肖泽星新型涂装前处理应用手册[M].四川:四川科学技术出版社,1998:18-25脱落及锈蚀现象。[3]孙瑞华.新型表面活性剂绿色环保[EB/OL].中国化选择公司生产的零件,按照GJB150.1142009工报,(2010-10-21)[2013-05-31].hp://w.ccin《军用装备试验室环境试验方法》第11部分:盐雾4. shtml试验的规定,对采用工作液B磷化的零件进行了盐[4]谭旭翔中国煤化工温磷化液的研制雾试验48h,结果合格。[J]现CNMHGO

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