淺談汽車迷彩涂裝的前處理

張華 呂華 張忠榮

摘要：文章闡述了某汽車迷彩涂裝前處理的重要性，提出了在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的涂裝前處理問(wèn)題及實(shí)際操作中的解決措施。

關(guān)鍵詞：汽車迷彩涂裝；涂裝前處理；P比；磷化

中圖分類號(hào)：U471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）08-0067-03

1 概述

為了清除被涂物表面所附著的各種異物（如油污、鐵銹、氧化皮、灰塵、型砂、焊渣、鹽堿斑等），用化學(xué)的方法生成一層非金屬轉(zhuǎn)化膜，提供適合于涂裝要求的良好基底，以保證涂層具有良好的防腐蝕性能和裝飾性能，在涂裝之前對(duì)被涂物表面必須進(jìn)行處理。通常把進(jìn)行這種處理所做的工作，通稱為涂裝前（表面）處理、涂裝預(yù)處理或漆前表面處理。

涂裝前處理、涂布涂料和干燥是涂裝工藝的三大主要工序，其中涂裝前處理是基礎(chǔ)工序，它對(duì)整個(gè)涂層質(zhì)量、涂層使用壽命、涂層外觀等均有著重要影響。涂裝實(shí)踐表明，采用同樣的涂料，而僅僅是涂裝前處理方法不同，其涂裝之后涂層的耐蝕能力就相差數(shù)倍之多。一般來(lái)說(shuō)，涂料的性能越好，對(duì)涂裝前處理質(zhì)量好壞程度也越敏感。涂裝前處理質(zhì)量低劣或未處理的工件，即使涂裝高級(jí)涂料，也只能是一種浪費(fèi)。

按涂裝物體的性質(zhì)分，涂裝前處理可分為金屬的表面處理、木材的表面處理、塑料的表面處理等。其中金屬的涂裝前處理又可分為鋼鐵、鋅、鋁及其合金表面處理。

新型涂裝前處理適用技術(shù)是指鋼鐵、鋅、鋁及其合金表面在涂裝以前，用物理、化學(xué)或電化學(xué)的方法，把附著在工件表面的各種油污、銹層、氧化皮、水分、塵埃等異物清除掉，并改善其表面性質(zhì)，以適應(yīng)現(xiàn)代涂裝要求的一種方法。具有處理溫度低、能源消耗省、低污染、低毒性、長(zhǎng)壽命、低成本、能滿足新型涂裝方式、操作簡(jiǎn)便的磷化工藝等突出優(yōu)點(diǎn)。

“P比”：現(xiàn)今選用的磷化劑大都是鋅、鎳、錳系列，磷化膜的主要成分為Zn3（PO4）2·4H2O和ZnMe（PO4）2·4H2O（Me代表Fe、Ni、Mn、Ca等元素），分別用H和P代表，“P比”的定義為P/（P+H）。

2 涂裝前處理

各種異物對(duì)涂層的影響和涂裝前處理的清除方法如表1所示。

3 涂裝前處理的作用

3.1 保護(hù)作用

金屬工件在金屬材料制造廠存放、運(yùn)輸或工件加工過(guò)程中，會(huì)在工件表面形成油污、銹層、氧化皮、塵埃等。如果將涂料直接涂裝在附著有這些異物的工件上，不僅影響涂層的外觀、附著力、耐潮濕性、耐腐蝕性，而且銹蝕會(huì)在涂層下蔓延，導(dǎo)致涂層過(guò)早地出現(xiàn)脫皮、起泡等缺陷，嚴(yán)重的還會(huì)收起涂層成片脫落。因此，在涂裝前必須對(duì)金屬工件進(jìn)行認(rèn)真的表面處理，徹底清除其表面的油污、銹層、氧化皮、型砂、焊藥等附著物，以保證獲得符合要求的被涂表面質(zhì)量，從而防止涂層起泡、脫落等不良現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高涂層的附著力和耐蝕性。

3.2 為涂層創(chuàng)造良好基底

涂裝前處理為涂層創(chuàng)造良好基底的原因有以下三點(diǎn)：

3.2.1 通過(guò)脫脂、除銹、磷化等工序后的工件表面清潔、均勻、無(wú)油。這一點(diǎn)常常被人們所忽略。

3.2.2 磷化是涂裝前處理的中心環(huán)節(jié)，所形成的磷化膜是具有細(xì)微小孔的致密結(jié)構(gòu)，增大了工件表面積，從而可以增大涂層接觸面積，使磷化膜與涂層之間產(chǎn)生有利的相互滲透，且不飽和樹(shù)脂和磷酸鹽晶體間還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)作用，進(jìn)而大大提高有機(jī)涂層對(duì)工件的附著力。

3.2.3 磷化所形成的磷化膜是一層穩(wěn)定的不導(dǎo)電的隔離層。工件涂裝后若涂層被破壞，磷化膜具有抑制腐蝕的作用，尤其是對(duì)陽(yáng)極切口。

從涂裝前處理的以上兩個(gè)主要作用可以看出：涂裝前處理是涂裝工藝中不可缺少的重要工序，是提高涂層附著力、耐腐蝕性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。換句話說(shuō)，涂裝前處理的質(zhì)量直接關(guān)系到涂裝質(zhì)量的優(yōu)劣，進(jìn)而關(guān)系到涂裝產(chǎn)品壽命的長(zhǎng)短和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，甚至關(guān)系到涂裝產(chǎn)品的價(jià)值。

4 涂裝前處理工藝流程

手工預(yù)處理→上件→脫脂→水洗→酸洗除銹→水洗→表調(diào)→磷化→水洗→槽上人工新鮮自來(lái)水沖洗→（上件→循環(huán)用離子水浸洗噴淋→電泳）。不電泳的工件可不經(jīng)循環(huán)用離子水浸洗噴淋。

5 生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）在選擇脫脂劑、除銹劑、表調(diào)劑、磷化劑等系列產(chǎn)品時(shí)，除了考慮其處理效果、穩(wěn)定性、管理難易、使用成本，同時(shí)還須檢驗(yàn)其技術(shù)是否正確，涂裝前處理藥劑是否與工件表面相適應(yīng)，相互之間的配套性是否恰當(dāng)。

（2）涂裝前處理前必須嚴(yán)格檢查各種設(shè)備是否完好，各種掛具是否可靠，各種工藝參數(shù)是否在規(guī)定的工藝范圍之內(nèi)。

（3）手工預(yù)處理，一般是采用砂紙打磨去銹、除去機(jī)械雜質(zhì)，然后用擦布蘸溶劑汽油或水的表面活性劑進(jìn)行全面的擦拭。切忌用毛刷或臟布來(lái)回擦拭，這樣將在金屬表面留下污痕，一直到表面預(yù)處理完畢后，在工件上還會(huì)留下痕跡。

（4）脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于脫脂溫度、脫脂時(shí)間、機(jī)械作用及脫脂劑材料等四個(gè)因素。有的用戶希望脫脂劑使用溫度越低越好，脫脂劑材料生產(chǎn)廠家也在不斷推出低溫清洗劑。實(shí)際上，使用溫度并不是越低越好，因?yàn)槊撝旱臏囟雀?，脫脂比較徹底。但溫度也不是越高越好，特別是使用含表面活性劑的脫脂劑，因?yàn)槌^(guò)70℃以上，屬于醚、酯類的表面活性劑會(huì)水解而失效。在脫脂操作中，增加脫脂時(shí)間，就是延長(zhǎng)脫脂液與油污的接觸時(shí)間，達(dá)到提高脫脂效果。但在流水作業(yè)中不可能采用太長(zhǎng)的脫脂時(shí)間，只要求保證足夠的脫脂時(shí)間即可。在脫脂過(guò)程中，對(duì)浸漬槽液采用壓縮空氣攪拌等機(jī)械作用，可增加新鮮脫脂液與零件表面的接觸，使油脂較容易地脫離工件表面，特別是在低溫脫脂的情況下尤其有效。脫脂劑的組成及使用方法對(duì)脫脂效果有很大的影響。脫脂劑首先應(yīng)選帶表面活性劑的堿性脫脂劑，并且是低泡表面活性劑而不是加消泡劑的產(chǎn)品。其次要保證脫脂槽的清潔度和脫脂劑濃度，應(yīng)按消耗定額或每日生產(chǎn)前的化驗(yàn)結(jié)果及時(shí)補(bǔ)加脫脂劑和水，槽體定期清潔。

（5）鋼鐵零件在堿性介質(zhì)尤其是強(qiáng)堿性介質(zhì)中比較穩(wěn)定，甚至有鈍化作用，使磷化過(guò)程的腐蝕反應(yīng)難于進(jìn)行。因此采用強(qiáng)堿性清洗劑除油后必須配合使用具有表面活化的表面調(diào)整劑進(jìn)行處理。而采用弱堿型的清洗劑，則可以不用表面調(diào)整劑。

（6）酸洗操作時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，防止酸液對(duì)人體的危害。無(wú)銹零件可不經(jīng)過(guò)酸洗工序而直接進(jìn)入下道工序。酸洗除銹是不得已而為之，以免銹蝕后再進(jìn)行除銹處理。酸洗后應(yīng)加強(qiáng)水洗，力求洗凈殘留酸及酸洗產(chǎn)物，不然會(huì)加速金屬的腐蝕。各水洗槽的槽液應(yīng)經(jīng)常處于溢流狀態(tài)。

（7）一般“P比”高的磷化膜陰極電泳涂漆后的耐腐蝕性能較佳。要獲得“P比”高的磷化膜，除采用Zn2+含量較低的磷化液外，采用浸漬處理，較弱的攪拌，有利于高磷酸二鋅鐵的磷化膜的生成。在生產(chǎn)過(guò)程中特別注意不要強(qiáng)烈的攪拌。磷化前采用強(qiáng)堿脫脂或酸洗除銹的，需要進(jìn)行表面調(diào)整。表面調(diào)整一般采用鈦的多磷酸鹽或草酸作為磷化前的表面調(diào)整劑，具有細(xì)化晶粒、加快反應(yīng)速度、降低反應(yīng)溫度、提高磷化膜質(zhì)量等作用。磷化后的鈍化、水洗也非常重要。鈍化的作用是除去磷化膜表面的疏松層，并對(duì)鈍化膜不完全的部分或孔穴部分進(jìn)行封閉。鈍化與不鈍化相比，防腐蝕性能可以提高10%～30%。由于鈍化會(huì)帶來(lái)污水處理等問(wèn)題，在生產(chǎn)中可不單獨(dú)采用鈍化工序，而是選擇磷化與鈍化二合一的磷化產(chǎn)品來(lái)加以彌補(bǔ)。磷化后要經(jīng)3～4道水洗，最后一道水洗為新鮮去離子水洗，其水質(zhì)要求很高，一般要求電導(dǎo)率在10μs/cm以下，而沖洗后的零件的滴水電導(dǎo)率控制在50μs/cm以下。磷化后不采用陰極電泳涂漆的，可不經(jīng)新鮮去離子水水洗。磷化件噴漆前必須保證表面干燥，底漆的噴涂必須在磷化后24小時(shí)以內(nèi)完成。

6 涂裝前處理質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容

涂裝前處理質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容不僅包括檢查處理的結(jié)果，而且包括檢查處理過(guò)程、處理的各個(gè)環(huán)節(jié)，具體內(nèi)容如下：

（1）檢查未處理工件的質(zhì)量，不合格的退回上道工序，檢查的依據(jù)是涂裝前處理的工藝規(guī)定。

（2）檢查涂裝前處理的各項(xiàng)工藝指標(biāo)是否符合要求，并做好記錄，內(nèi)容包括各種槽液的濃度、溫度、清洗水的清潔度、噴嘴的噴射量、鏈速、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常等。

（3）檢查處理后的工件的表面處理質(zhì)量。如脫脂后工件表面有油脂、污垢、水珠、銹、堿、鹽等殘留物。磷化后工件表面的膜層是否完整、均勻、致密。

（4）涂裝前處理生產(chǎn)線上無(wú)除銹工序時(shí)，工件表面的銹蝕物是否徹底清除。

（5）經(jīng)過(guò)處理后的工件至涂裝前的過(guò)程中，工件是否被裸手觸摸、是否接觸水滴、表面是否有塵埃等，以防涂膜起泡。

（6）電泳之前、磷化之后的最后一道水洗槽中的水是否符合要求，對(duì)涂膜質(zhì)量要求高的工件，電泳前必須用新鮮去離子水洗，且嚴(yán)格控制水的電導(dǎo)率。

7 結(jié)語(yǔ)

在日常生活中，人們經(jīng)常使用的金屬制品，如汽車、拖拉機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、自行車、鋼家具、吸塵器等都是經(jīng)過(guò)涂裝前處理的。然而，由于涂裝前處理在整個(gè)涂裝工藝中屬于基礎(chǔ)工序，其處理過(guò)程中形成的缺陷帶有潛伏性，涂裝前處理質(zhì)量具有隱蔽性，人們往往不是在涂裝前或涂裝過(guò)程中重視涂裝前處理，而是當(dāng)涂裝產(chǎn)品出現(xiàn)不妥的跡象時(shí)，如汽車出廠時(shí)流“黃銹水”、鋼（門(mén)）窗還未出廠時(shí)出現(xiàn)涂層起泡，才去求助于涂裝前處理技術(shù)。所以，要獲得高質(zhì)量的涂膜，除了制定先進(jìn)的、切實(shí)可行的涂裝工藝，對(duì)操作者進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程和加強(qiáng)管理，更重要的是加強(qiáng)人們對(duì)涂裝前處理重要性的意識(shí)培訓(xùn)，提高涂裝前處理質(zhì)量。

作者簡(jiǎn)介：張華（1973—），男（土家族），貴州遵義人，貴州航天特種車有限責(zé)任公司高級(jí)工程師，碩士，研究方向：力學(xué)及結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）